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Diese
Erfindung bezieht sich allgemein auf medizinische Diagnoseinstrumente
und insbesondere auf eine Augenuntersuchungs- bzw. -betrachtungsvorrichtung
für die
Verwendung bei Netzhaut(Retina)untersuchungen.
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2. Hintergrund
zum Stand der Technik
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Handelsüblich verfügbare Augenuntersuchungsvorrichtungen
zur Verwendung bei Netzhautuntersuchungen haben gezeigt, dass sie
zahlreiche Beschränkungen
aufweisen.
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Nach
einem indirekten ophthalmoskopischen Konzept ist ein Strahlteiler
im optischen Beobachtungsweg vorgesehen, der Beleuchtungslichtstrahlen
in ein Auge richtet und gleichzeitig Bildungslichtstrahlen aufnehmen
kann, indem diese hindurchgelassen werden. Die beträchtlichen
Lichtverluste, die mit diesem Konzept verbunden sind, bedingen, dass
eine starke Lichtquelle mit hoher Leistung in der Vorrichtung eingebaut
werden muss, damit die Vorrichtung in befriedigender Weise die Netzhaut
beleuchten kann. Hochenergetische Lichtquellen sind im allgemeinen
schwierig zu integrieren, verbrauchen übermässige elektrische Primärenergie
und erzeugen grosse Mengen an Wärme
und unerwünschtem
Licht, wie Glanz. Hochenergetische Lichtquellen besitzen grosse
Fäden,
die gewöhnlich
grösser
als der Durchmesser einer nicht erweiterten Pupille sind. Hierdurch
wird die indirekte Ophthalmoskopie speziell anfällig gegenüber Glanzproblemen, die dadurch bedingt
sind, dass die einfallenden Lichtstrahlen von den äusseren
Augenstrukturen, wie Iris, Kornea und Skelera reflektiert werden.
Die US-A-3 568 424 zeigt eine gattungsgemässe Untersuchungsvorrichtung.
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Kameras
zur Verwendung bei Netzhautuntersuchungen, wie Funduskameras, schaffen
hochqualitative Abbildungen. Netzhautuntersuchungskameras sind jedoch
im allgemeinen teuer, erfordern gewöhnlich eine Pupillenerweiterung
für die
Netzhautuntersuchung und erfordern gewöhnlich eine Bedienung von besonders
ausgebildetem und geübtem Kamerabedienungspersonal.
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Es
besteht ein Bedarf nach einer kompakten Augenuntersuchungsvorrichtung
mit geringem Primärenergiebedarf,
die eine ausreichende Netzhautbeleuchtung schafft und ohne das Erfordernis
einer Pupillenerweiterung Weitfeldnetzhautuntersuchungen erleichtert.
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Gemäss einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Augenuntersuchungsvorrichtung
(10) zur Untersuchung einer Struktur (19) eines
Auges (11) mit einer Pupille (12) vorgesehen,
welche Vorrichtung (10) umfasst:
Ein Beleuchtungssystem,
das einen konvergierenden Lichtkegel erzeugt, der zu einem Schnittpunkt (34)
konvergiert und danach divergiert;
Ein Abbildungssystem mit
einer Bildachse (30); und
eine Aperturblende (32),
die in der Vorrichtung im Wesentlichen koaxial zur Bildachse (30)
angeordnet ist und im Wesentlichen zum Schnittpunkt (34)
konjugiert ist;
und dadurch gekennzeichnet ist, dass die Aperturblende
(32) so bemessen ist, dass sie im Wesentlichen mit der
Grösse
der Pupille (12) übereinstimmt, so
dass der Korneaglanz herabgesetzt wird.
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Vorzugsweise
ist die Struktur (19) die Netzhaut (Retina).
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Zweckmässigerweise
ist eine Apertur (33) der Aperturblende (32) so
bemessen, dass sie im Wesentlichen mit der Grösse der Pupille (12) übereinstimmt,
wenn die Pupille (12) nicht erweitert ist.
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Vorteilhafterweise
enthält
das Beleuchtungssystem eine Lichtquelle (14), die in Bezug
auf die Bildachse (30) achsversetzt angeordnet ist, wodruch der
interne und Kor neaglanz in der Vorrichtung herabgesetzt werden.
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Vorzugsweise
enthält
das Bildungssystem eine Objektivlinse (16), welche Objektivlinse
(16) eine erste der Lichtquelle (14) nächstliegende
Fläche (23)
hat, die im Wesentlichen konzentrisch zur Mitte einer Apertur (33)
der Aperturblende (32) gekrümmt ist, wodurch der interne
Glanz in der Vorrichtung herabgesetzt wird.
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Zweckmässigerweise
ist die achsversetzt angeordnete Lichtquelle (14) ausserhalb
einer Apertur (33) der Aperturblende (32) angeordnet,
so dass die Lichtquelle (14) keine verzerrende Wirkung
auf von der Untersuchungsvorrichtung (10) empfangene Bilder
hat.
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Vorteilhafterweise
enthält
das Abbildungssystem einen Bildsensor (52) zur Erzeugung
von elektrischen Signalen, die für
die Struktur (19) repräsentativ
sind.
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Vorzugsweise
umfasst die Vorrichtung (10) eine binokulare Optik (70, 72, 76, 78, 80)
zur Schaffung eines binokularen Bildes der Augenstruktur (19).
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Zweckmässigerweise
umfasst die binokulare Optik (70, 72, 76, 78, 80):
eine
Kollimationsoptik (70) zur Lichtkollimation längs der
Abbildungsachse (30);
eine Separieroptik (72)
zur Separierung des Lichts, das durch die Kollimationsoptik übertragen
wird, längs
des ersten und zweiten Lichtweges (74a, 74b);
eine
Ausrichtoptik (76), die auf wenigstens entweder dem ersten
oder zweiten Weg (74a, 74b) angeordnet ist, um
eine Ausrichtung der empfangenen Bilder vorzusehen;
eine Dekollimationsoptik
(78), die in wenigstens entweder dem ersten oder zweiten
optischen Weg (74a, 74b) angeordnet ist, um das
durch die Ausrichtoptik (76) übertragene Licht zu dekollimieren;
und
eine Okularoptik (80), die auf wenigstens entweder dem
ersten oder zweiten Weg (74a, 74b) angeordnet ist,
um das durch die Dekollimationsoptik (78) dekollimierte
Licht zu rekollimieren.
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Vorteilhafterweise
ist das Netzhautbetrachtungsbild des Abbildungssystems grösser als
die Netzhautbeleuchtungsfläche
des Beleuchtungssystems.
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Vorzugsweise
ist ein Netzhautbetrachtungsfeld des Abbildungssystemes zwischen
etwa 15 bis 30 Prozent grösser
als eine Netzhautbeleuchtungsfläche
des Beleuchtungssystems.
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Zweckmässigerweise
umfasst die Vorrichtung (10) ein Gehäuse (44), das enthält wenigstens einen
Linsenhalter (60, 61, 62, 66)
und eine Vielzahl von Linsen (16, 20, 22, 24),
wobei wenigstens eine der Linsen (16, 20, 22, 24)
in einem Linsenmodul (40, 41, 42, 46)
integriert ist, welches Modul in dem wenigstens einen Linsenhalter
(60, 61, 62, 66) aufgenommen
werden kann.
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Vorteilhafterweise
umfasst die Vorrichtung (10) ein Gehäuse (44), und weist
die Vorrichtung (10) ferner auf:
einen Okularhalter
(66), der durch das Gehäuse
(44) definiert ist;
ein Okular (46) mit einer
Okularlinse (24), wobei das Okular (46) in dem
Okularhalter (66) aufgenommen werden kann;
ein Videomodul
(50) mit einem Bildsensor (52), welcher Videomodul
(50) in dem Okularhalter (66) aufgenommen werden
kann, wobei der Okularhalter (66) nur entweder das Okular
(46) oder den Videomodul (50) gleichzeitig aufnehmen
kann.
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Vorzugsweise
umfasst das Beleuchtungssystem und das Abbildungssystem eine gemeinsame Objektivlinse
(16).
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Zweckmässigerweise
umfasst die Vorrichtung:
ein Gehäuse (44);
einen
Objektivlinsenhalter (60) zur Aufnahme eines Objektivlinsenmoduls
(40);
einen Bildlinsenhalter (61) zur Aufnahme
eines Bildlinsenmoduls (41);
ein erstes Paar, bestehend
aus dem Objektivlinsenmodul und dem Bildlinsenmodul, das so ausgelegt ist,
dass eine Weitfeldbetrachtung geschaffen ist; und
ein zweites
Paar, bestehen aus dem Objektivlinsen (16) Modul und Bildlinsenmodul,
das so ausgelegt ist, dass eine Nahfeldbetrachtung geschaffen ist,
mit leichterem Zugang als bei dem ersten Paar aus dem Objektivlinsen
(16) Modul und Bildlinsenmodul, wobei die Halter für die Objektivlinse
(16) – und
Bildlinsemoduln nur entweder den ersten oder zweiten Objektivlinse
(16)- und Bildlinsenmodul gleichzeitig aufnehmen können.
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Vorteilhafterweise
hat die Vorrichtung ein patientenseitiges und ein betrachtungsseitiges
Ende, und wobei das Abbildungssystem wenigstens eine netzhautseitige
Abbildungsbrennebene (26) hat; und
das Beleuchtungssystem
eine Lichtquelle (14) aufweist, die in der Bildachse (30)
angeordnet ist, die an einer defokusierten Position in Bezug auf
wenigstens eine netzhautseitige Bildbrennebene (26) angeordnet
ist, wobei das Abbildungssystem Beleuchtungslichtstrahlen erzeugen
kann, die im Wesentlichen an oder vor dem patientenseiti gen Ende
zusammenlaufen, so dass die gebündelten
Lichtstrahlen leicht in eine Pupille (12) eindringen können, die
vor dem patientenseitigen Ende angeordnet ist.
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Vorzugsweise
umfasst das Beleuchtungssystem eine Objektlinse (16) die
zwischen der Lichtquelle (14) und dem patientenseitigen
Ende angeordnet ist, wobei die Lichtquelle (14) jenseits
der netzhautseitigen Bildbrennebene (26) in einer Richtung weg
von der Objetivlinse (16) angeordnet ist, so dass die Objektivlinse
(16) die Wirkung hat, dass die durch die Lichtquelle (14)
erzeugten Beleuchtungslichtstrahlen konvergieren.
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Zweckmässigerweise
umfasst die Lichtquelle (14) ein reflektierendes Element.
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Vorteilhafterweise
umfasst die Lichtquelle (14) eine lichterzeugende Lichtquelle
(18).
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Vorzugsweise
umfasst das Beleuchtungssystem:
Eine lichterzeugende Lichtquelle
(18), die das Licht auf das reflektierende Element (14)
richtet; und
ein optisches Sammelelement (20), das
zwischen der lichterzeugenden Lichtquelle (18) und dem
reflektierenden Element (14) angeordnet ist, wobei das optische
Sammelelement (20) die Lichtstrahlen von der lichterzeugenden
Lichtquelle (18) auf das reflektierende Element (14)
konvergiert.
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Zweckmässigerweise
ist die Lichtquelle (14) durch eine Miniaturglühlampe geschaffen.
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Vorteilhafterweise
umfasst das Bildungssystem ein optisches Objektivelement (16)
und ein optisches Bildelement (22), wobei die Lichtquelle
(14) zwischen dem optischen Objektivelement (16)
und dem optischen Bildelement (22) angeordnet ist.
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Vorzugsweise
ist die Lichtquelle (14) in enger Nachbarschaft zu dem
optischen Bildelement (22) angeordnet.
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Zweckmässigerweise
ist die Lichtquelle (14) eine lichtübertragende Lichtquelle, die
aus der Gruppe ausgewählt
ist, die sich zusammensetzt aus einem Lichtrohr, einem Lichtleiter,
einem diffraktiven optischen Element, und einem holographischen
optischen Element.
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Vorteilhafterweise
ist die Lichtquelle (14) an einer Stelle angeordnet, die
im Wesentlichen zur Kornea (15) des Patienten konjugiert
ist, wenn sich die Vorrichtung (14) in einer Betriebsstellung
in Bezug auf das Auge (11) befindet, so dass die von der
Kornea (15) reflektierten Lichtstrahlen auf die Lichtquelle (14)
gebündelt
sind.
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Vorzugsweise
umfassen die Beleuchtungs- und Bildsysteme keinen Strahlenteiler.
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Beschrieben
ist hier eine Augenuntersuchungsvorrichtung zur Verwendung bei der
Untersuchung einer Netzhaut mit geringer Energiezufuhr und niedrigen
Kosten. Die Vorrichtung ermöglicht
ohne Pupillenerweiterung eine Weitfeld-Netzhautuntersuchung.
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Vorzugsweise
enthält
die Augenuntersuchungsvorrichtung ein sammelndes Lichtbeleuchtungssystem,
das Lichtstrahlen erzeugen kann, die wenn sich die Vorrichtung in
einer betriebsbereiten Position befindet, an etwa der Pupille eines
Patienten konvergieren und innerhalb eines Auges divergieren, um
ein grosses Netzhautfeld zu beleuchten. Das sammelnde Lichtbeleuchtungssystem
schafft eine Beleuchtung des grossen Netzhautfeldes durch eine schmale
Pupille, die sich in einem nicht erweiterten Zustand befinden kann.
Das sammelnde Lichtbeleuchtungssystem reduziert ferner den elektrischen Primärenergieverbrauch
und reduziert Glanz, da im Wesentlichen das gesamte vom Beleuchtungssystem
gelieferte Licht in das Auge durch die Pupille des Patienten eindringt,
ohne von einer Augenstruktur ausserhalb der Pupillenöffnung wie
die Iris und Skelera reflektiert zu werden.
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Die
Augenuntersuchungsvorrichtung nach der Erfindung enthält ein Betrachtungssystem
mit einer Aperturblende, die im Wesentlichen konjugiert zur Pupille
eines Patienten angeordnet ist und im Wesentlichen koaxial zu einer
Bildachse des Betrachtungssystems liegt. Eine im Wesentlichen konjugiert
zur Pupille eines Patienten angeordnete und im Wesentlichen koaxial
zu einer Abbildungsachse liegende Aperturblende hat die Wirkung,
dass das Licht hindurchgelassen wird, das ein Netzhautbild vorsieht,
das Licht blockiert wird, das nicht das Netzhautbild vorsieht. Die
Aperturblende wirkt um unerwünschtes
Licht sowohl zu blockieren, wenn sich die Vorrichtung vor einer
Betriebsstellung befindet, und wenn die Vorrichtung in Betriebsstellung
steht. Die Aperturblende reduziert daher Glanz und verbessert die
Bildqualität
sowohl während
des Zugangs der Vorrichtung in ein Auge (wenn die Vorrichtung in
eine Betriebsstellung gebracht wird) und während der Netzhautbeobachtung
(wenn sich die Vorrichtung in einer Betriebsstellung befindet).
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Vorzugsweise
ist die Augenuntersuchungsvorrichtung insbesondere gut dafür geeignet,
um eine Netzhautbetrachtung durch ein nicht erweitertes Auge vorzunehmen,
indem die Apertur der Aperturblende entsprechend dem Durchmesser
der Pupille eines nicht erweiterten Auges bemessen ist. Durch Bemessung
der Apertur in Übereinstimmung
mit dem Durchmesser einer nicht erweiterten Pupille wirkt die Aperturblende
dergestalt, dass im Wesentlichen das gesamte von den Augenstrukturen
ausserhalb des Durchmessers einer Pupille (wie die Iris und Skelera) reflektierte
Licht blockiert wird.
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Diese
und andere Merkmale der Erfindung werden dem Fachmann auf dem Gebiet
bei sorgfältigem
Lesen der detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die zugehörige
Beschreibung deutlich.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnung
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Die
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung wird nunmehr, nur beispielhaft, anhand der beiliegenden
Figuren beschrieben, in denen die Elemente gleiche Bezugszeichen
tragen und worin:
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1A ein
schematisches Funktionsdiagramm einer Augenuntersuchungsvorrichtung
nach der Erfindung mit Darstellung der Beleuchtungslichtstrahlen
zur Erläuterung
des Betriebes eines Beleuchtungssystems nach der Erfindung ist;
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1B ein
schematisches Funktionsdiagramm einer Augenuntersuchungsvorrichtung
nach der Erfindung mit Darstellung der Aufnahme optischer Lichtstrahlen
ist, wodurch der Betrieb des Abbildungssystems der Vorrichtung erläutert wird;
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1C ein
schematisches Funktionsdiagramm einer Augenuntersuchungsvorrichtung
nach der Erfindung mit Darstellung der einfallenden Beleuchtungslichtstrahlen
ist, wenn die Vorrichtung in einem Abstand weg von einer Betriebsposition
steht;
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1D ein
schematisches Funktionsdiagramm der Augenuntersuchungsvorrichtung
nach 1C ist, mit Darstellung der Aufnahme optischer Lichtstrahlen,
wenn die Vorrichtung sich in einem Abstand weg von einer Betriebsposition
befindet;
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1E ein
Funktionsdiagramm einer Augenuntersuchungsvorrichtung nach der Erfindung
ist, mit Darstellung der einfallenden Lichtstrahlen reflektiert
von einer Objektivlinse;
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2 ein
schematisches Funktionsdiagramm ist, mit Darstellung der einfallenden
Lichtstrahlen eines Beleuchtungssystems ist, das in die Erfindung
eingefügt
werden kann;
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3A ein
schematisches Funktionsdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung ist,
mit Darstellung der Lichtstrahlen bei einem achsübereinstimmenden Objekt beleuchtungsbetrieb
einer Auführungsform
eines Abbildungssystems nach der Erfindung mit einem defokusierten
Spiegel;
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3B ein
schematisches Funktionsdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung ist,
mit Darstellung von Lichtstrahlen bei einem achsversetzten Objektbeleuchtungsbetrieb
eines Abbildungssystems nach der Erfindung mit einem defokusierten Spiegel;
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3C ein
schematisches Funktionsdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung mit
Darstellung von Beleuchtungslichtstrahlen ist, um den Betrieb eines
Beleuchtungssystem mit einer achsübereinstimmenden Lichtquelle
zu illustrieren;
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4 ein
schematisches Funktionsdiagramm einer vergleichbaren Vorrichtung
mit einer defokusierten Lichtquelle ist;
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5 ein
schematisches Funktionsdiagramm der Erfindung ausgelegt für die binokulare Betrachtung
ist;
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6 ein
schematisches physikalisches Diagramm zur Darstellung der verschiedenen
Merkmale ist, die in eine physikalische Ausführungsform der Erfindung eingefügt sein
können.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Eine
beispielhafte Ausführungsform
einer Augenuntersuchungsvorrichtung nach der Erfindung wird unter
Bezugnahme auf 1A–1E beschrieben.
Die Augenuntersuchungsvorrichtung 10 umfasst ein Beleuchtungssystem,
dessen Betriebsweise hauptsächlich
anhand von 1A beschrieben wird, und ein
Abbildungssystem, dessen Betriebsweise hauptsächlich anhand von 1B beschrieben
wird.
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Die
Vorrichtung nach 1A–1E ist
insbesondere gut geeignet für
den Einsatz bei der Untersuchung einer Retina durch eine nicht erweiterte Pupille.
Nicht erweiterte Pupillen mit geringem Durchmesser bereiten zahlreiche
Herausforderungen zur Betrachtung retinaler Bilder. Nicht erweiterte
Pupillen mit kleinem Durchmesser haben die Neigung, die Transmission
sowohl von einfallenden, auf die Retina gerichtetem Licht, als auch
reflektiertem Licht entsprechend einer Retinaabbildung zu behindern.
Ferner wird Licht, das in eine Pupille geleitet wird und an einem
Zutritt in eine Pupille durch hochreflektierende Oberflächen der äusseren
Augenstrukturen, wie die Iris und Skelera, blockiert wird, leicht
in einem Beobachtungssystem als Glanz reflektiert.
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Wie
dies nachfolgend erläutert
werden wird, besitzt die Vorrichtung nach 1A–1E Merkmale,
die in Kombination zusammenwirken, um die verschiedenen Probleme
bei der Beobachtung eines Retinabildes durch eine nicht erweiterte
Pupille zu beheben. Die Vorrichtung nach 1A–1E enthält die Kombination
eines Beleuchtungssystems mit konvergierender Lichtquelle und einer
Aperturblende. Das Beleuchtungssystem mit konvergierender Lichtquelle
wirkt so, dass eine wesentliche Lichtmenge durch eine Öffnung mit
kleinem Durchmesser gerichtet wird, während die Aperturblende so
wirkt, das Glanz, der auf Lichtstrahlen zurückzuführen ist, die von den äusseren
Augenstrukturen reflektiert werden, blockiert wird.
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Wie
am besten aus 1A zu entnehmen ist, wirkt das
Beleuchtungssystem so, dass Beleuchtungslichtstrahlen erzeugt werden,
die an einem Scheitelpunkt 34 zusammenlaufen und danach
wieder auseinander laufen. Eine Augenuntersuchungsvorrichtung mit
einem Beleuchtungssystem mit konvergierenden Lichtstrahl ist in
einer Betriebsposition relativ zu einem Patienten angeordnet, wenn
im Wesentlichen eine maximale Menge an einfallendem Licht durch
die Pupille 13 in das Auge 11 gelangt. Bei der
Vorrichtung nach 1A–1E wird
die Betriebsposition erhalten, wenn die Achse 34 des durch das
Beleuchtungssystem erzeugten Lichtkegels bei etwa der Pupille 12 eines
Patienten angeordnet ist. Bei einem Beleuchtungssystem mit konvergierenden Lichtstrahl
gelangt eine wesentliche Menge an Beleuchtungslicht an eine Pupille
mit gerin gem Durchmesser und gleichzeitig wird ein breites Retinafeld beleuchtet.
Ein Beleuchtungssystem mit konvergierenden Lichtstrahl kann durch
die Kombination einer Lichtquelle 14 und einer Objektivlinse
vorgesehen werden, die vor der Lichtquelle 14 angeordnet
ist, um die von der Lichtquelle 14 ausgehenden Lichtstrahlen
zu sammeln. Mit einem Beleuchtungssystem mit konvergierender Lichtquelle
gelangt ein wesentlich höherer
Prozentsatz an einfallenden Lichtstrahlen in die Pupille 12,
um die Retina 19 zu beleuchten, als von äusseren
Augenstrukturen 17 und 21 wegreflektiert wird.
Da es nur einen geringen Verlust an einfallendem Licht gibt, reduziert
ein Beleuchtungssystem mit konvergierenden Lichtstrahl den Verbrauch
an elektrischer Primärenergie
für das
Beleuchtungssystem. Da eine relativ kleinere Menge an einfallendem Licht
an den äusseren
Augenstrukturen zum Beispiel der Iris 17 und Skelera 21 wegreflektiert
wird, wird vom Bildsystem weniger unerwünschtes Licht empfangen.
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Die
Lichtquelle 14 kann eine Licht erzeugende Lichtquelle zum
Beispiel eine Fadenlampe wie eine Bogenlampe, eine faseroptische
Lichtquelle oder eine Festkörperlichtquelle
sein. Bei der gegenwärtig
zur Verfügung
stehenden Technologie sind jedoch lichterzeugende Lichtquellen so
gross, dass sie Integrationsprobleme bereiten. Daher ist eine bevorzugte
Lichtquelle für
die Augenuntersuchungsvorrichtung die Lichtquelle, die in Verbindung
mit 2 beschrieben wird. Bei der Ausführungsform
nach 2 ist die Lichtquelle 14 durch ein reflektierendes Element,
zum Beispiel einen Spiegel geschaffen, der in Verbindung mit einer
lichterzeugenden Lichtquelle 18 arbeitet, zum Beispiel
einer Lampe, und einer Kondensorlinse 20, die das Licht
von der Lichtquelle 18 auf den Spiegel 14 bündelt.
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Aspekte
des Abbildungssystems der Vorrichtung werden nachfolgend anhand
hauptsächlich
von 1B beschrieben. Das Abbildungssystem der Vorrichtung
umfasst die Objektivlinse 16, die Abbildungslinse 22 und
eine Okularlinse 24. Eine Retinabildbrennebene 26 ist
zwischen der Objetivlinse 16 und der Abbildungslinse 22 vorgesehen,
während eine
Okularbrennebene 28 zwischen der Abbildungslinse 22 und
der Okularlinse 24 geschaffen ist. Das Abbildungssystem
umfasst ferner eine Bildachse 30, zu der die Linsen 16, 22 und 24 im
Wesentlichen zentriert sind. Bei allen hier erwähnten Bezugnahmen kann der
Begriff "Linse" ein einzelnes optisches
Element oder eine Vielzahl von optischen Elementen bedeuten, die
zusammenwirken, während
eine Betriebsposition hier als die Position definiert wurde, bei der
im Wesentlichen eine maximale Menge an einfallenden Lichtstrahlen
in das Auge 11 durch die Pupille 12 eindringt.
Eine Betriebsposition kann auch als die Position definiert sein,
bei der die Pupille eines Patienten in Bezug auf die Aperturblende 32 konjugiert ist.
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Die
Retinabildlichtstrahlen, die die Retinabrennebene 26 kreuzen,
bestehen aus Lichtstrahlen, die in das Auge 11 durch die
Pupille 12 hineingelangen und von der Retina 19 über die
Pupille 12 reflektiert werden. Da kleine, nicht erweiterte
Pupillen dazu neigen, die Übertragung
von sowohl einfallendem Licht in ein Auge und reflektiertes Retinabildlicht
aus dem Auge zu behindern, werden Retinaabbildungen bei Betrachtung
durch nicht erweiterte Pupillen ohne Weiteres durch Glanz unscharf
(was insbesondere dann der Fall ist, wenn Retinas durch nicht erweiterte Pupillen
betrachtet werden, da das einfallende Licht leichter von hochgradig
reflektierenden äusseren
Augenstrukturen reflektiert werden kann). Neben dem Glanz, der auf
von äusseren
Augenstrukturen reflektiertem Licht zurückzuführen ist, können Retinaabbildungen durch
Glanz an Schärfe
verlieren, der auf äussere
Quellen, wie das Licht zurückzuführen ist, das
von der Kornea eines Patienten reflektiert wird (Korneaglanz) und
Licht, das von einer Komponente der Augenuntersuchungsvorrichtung
reflektiert wird, zum Beispiel einer Linse der Vorrichtung (interner Glanz).
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In
Bezug darauf, dass die Vorrichtung gut geeignet ist, um Retinabilder
durch eine nicht erweiterte Pupille zu betrachten, umfasst die Vorrichtung 10 Merkmale
die wirken, um solchen Glanz zu reduzieren und im Hinblick darauf
den Prozentsatz an empfangenen Lichtstrahlen herabzusetzen, der
nicht einem Retinabild entspricht, relativ zu dem Prozentsatz an
empfangenen Lichtstrahlen, die einem Retinabild entsprechen.
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Ein
Merkmal das dazu dient, den Prozentsatz an Lichtstrahlen, die nicht
dem Retinabild entsprechen, zu reduzieren, ist das Merkmal einer
Beleuchtung mit konvergierendem Licht, wie dies zuvor beschrieben
wurde. Bei einem Beleuchtungssystem mit konvergierenden Licht gelangt
ein relativ hoher Prozentsatz an Licht durch die Pupille 12 ins
Auge 11, und ein relativ niedriger Prozentsatz an Licht
wird von äusseren
Augenstrukturen 17 und 21 reflektiert, wie dies
in 1A gezeigt ist. Andere Merkmale, die eingefügt werden
können,
um den Prozentsatz an das Retinabild darstellendem empfangenen Licht
relativ zu unerwünschtem
Licht erhöht,
werden nachfolgend beschrieben.
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Bei
der Vorrichtung nach 1B ist eine Aperturblende 32 vor
der Bildlinse 22 positioniert, um unerwünschtes Licht abzuhalten. Die
Aperturblende 32 sollte im Wesentlichen koaxial zur Bildachse 30 und
im Wesentlichen konjugiert zur Pupille 12 eines Patienten
angeordnet sein, wenn es sich um eine Betriebsposition in Bezug
auf die Vorrichtung 10 handelt. Eine Positionierung der
Aperturblende 32 im Wesentlichen koaxial zur Bildachse 30 erleichtert
wesentlich, dass eine maximale Menge an nützlichem Bildempfangslicht
durch die Bildlinse 22 hindurchgelassen wird, ohne dass
Glanzlicht ebenfalls einen Zutritt hat, das seinen Ursprung radial
ausserhalb der Pupille 12 des Patienten hat. Durch Positionierung der
Aperturblende 32 dergestalt, dass sie im Wesentlichen konjugiert
zu einer Pupille ist, wirkt die Aperturblende 32 so, dass
das von äusseren
Augenstrukturen 17 und 21 reflektierte Licht blockiert
wird. Da der Scheitelpunkt 34 des durch das Beleuchtungssystem erzeugten
Lichtkonus im Wesentlichen zur Pupille eines Patienten konjugiert
ist, um die Vorrichtung in eine Betriebsposition zu positionieren,
und da die bevorzugte Lage der Aperturblende eine solche ist, bei der
sie zur Pupille konjugiert ist, kann die bevorzugte Position der
Aperturblende 32 in einer gemäss 1A–1E ausgebildeten
Vorrichtung als eine solche beschrieben werden, bei der sie in Bezug
auf den Scheitelpunkt des durch das Beleuchtungssystem erzeugten
Lichtkonus im Wesentlichen konjugiert ist.
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Für ein optimales
Blockieren von unerwünchtem
empfangenen Licht sollte die Apertur 33 der Aperturblende 32 entsprechend
dem Durchmesser der Pupille, durch die die Re tina untersucht wird, gemessen
sein. Der Durchmesser einer nicht erweiterten Pupille beträgt etwa
2 mm. Daher sollte für eine
optimal konfigurierte Vorrichtung 10 zum Betrachten einer
Retina durch eine nicht erweiterte Pupille die Apertur 33 so
bemessen sein, dass sie dem Pupillendurchmesser eines Patienten
von etwa 2 mm entspricht. Der sich ergebende Durchmesser der Apertur 33 wird
dadurch bestimmt, dass man den Pupillendurchmesser mit der Vergrösserung
der Pupille in der Ebene der Aperturblende 32 multipliziert.
Dieses gleiche Prinzip kann zur Optimierung des Instrumentendesigns
für andere
Pupillengrössen,
kleiner oder grösser,
angewandt werden.
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Zusätzlich zur
Reduktion von Glanz und zur Verbesserung der Bildqualität, wenn
sich die Vorrichtung in einer Betriebsposition befindet, reduziert
die Aperturblende 32 Glanz und verbessert die Bildqualität, bevor
die Vorrichtung in eine Betriebsposition bewegt wird. 1C und 1D zeigen
die Beleuchtungslichtstrahlen, die die Vorrichtung verlassen und weg
vom Auge reflektiert werden, wie sie bei einem Untersuchungssystem
nach der Vorrichtung 10 während des Einführens der
Vorrichtung in ein Auge (während
der Bewegung der Vorrichtung in eine Betriebsstellung) empfangen
werden. 1C zeigt die einfallenden, von
der Vorrichtung 10 erzeugten Lichtstrahlen, wenn sich die
Vorrichtung in einem Abstand weg von der Betriebsposition befindet,
während 1D die
empfangenen reflektierten Lichtstrahlen einer Vorrichtung zeigt,
die um die gleiche Wegstrecke weg von einer Betriebsposition, wie
die nach 1C, positioniert ist. Man kann
erkennen, dass wenn die Vorrichtung von einer Betriebsposition wegsteht,
die von dem Beleuchtungssystem erzeugten Lichtstrahlen dann auf
das Auge 11 in einem divergierten Zustand treffen (Scheitelpunkt
des Lichtkonus liegt vor der Pupille 12). Daher gelangt
ein relativ kleiner Prozentsatz an einfallenden Strahlen in ein Auge
durch die Pupille 12, und ein relativ hoher Prozentsatz
an Lichtstrahlen wird von den hochgradig reflektierenden äusseren
Flächen
von Augenstrukturen wie Iris 17 und Skelera 21 reflektiert.
Von den äusseren
Augenstrukturen 17 und 21 reflektierte Lichtstrahlen
neigen dazu, unter einem Winkel in Bezug auf die Bildachse 30 reflektiert
zu werden. Die gekrümmte
Fläche
des Auges 11 gewährleistet,
dass reflektierte Lichtstrahlen unter einem Winkel in Bezug auf
die Achse 30 reflektiert werden. Wenn die Vorrichtung 10 sich
in einem wesentlichen Abstand von einer Betriebsposition befindet,
werden zahlreiche vom Auge 11 während des Eintritts der Vorrichtung reflektierte
Lichtstrahlen gänzlich
aus dem Untersuchungssystem herausreflektiert, wie dies durch die Strahlen 36' angedeutet
ist. Der überwiegende
Teil von Lichtstrahlen, die in dem Untersuchungssystem empfangen
werden, werden durch die Aperturblende 32 blockiert, wie
dies durch die Strahlen 36 angedeutet ist. Nur ein kleiner
Prozentsatz der Lichtstrahlen, wie die Strahlen 37, gelangen
durch die Apertur 33. Lichtstrahlen, die durch die Apertur 33 hindurchtreten,
bestehen aus Strahlen, die ihren Ursprung darin haben, dass die
einfallenden Lichtstrahlen im Wesentlichen längs der Achse 30 ausgerichtet
sind und durch die Pupille 12 zur Retina 19 gelangen.
Während
des Eintritts der Vorrichtung 10 in das Auge 11 ergibt
sich daher, dass die Aperturblende 32 unerwünschtes
Licht blockieren und Licht entsprechend einem Retinabild hindurchlassen
wird.
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Es
folgt, dass ohne Aperturblende 32 ein wesentlicher grosser
Teil der Lichtstrahlen, der zur Okularbrennebene 38 während des
Eintritts übertragen wurde,
die Lichtstrahlen darstellen würden,
die von den äusseren
Augenstrukturen 17 und 21 reflektiert wurden.
Daher würde
das an der Okularbrennebene 28 erhaltene Bild stark durch
Glanz verwässert
werden.
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Mit
der Aperturblende 32 entspricht der ganz überwiegende
Teil der an der Okularbrennebene empfangenen Lichtstrahlen der Retina 19.
Während des
Eintritts in das Auge wird der Benutzer ein Bild der Retina mit
Kleinfeld sehen, das als "Rotreflex" bekannt ist, was
hilft, dass eine Bedienungsperson die Vorrichtung in eine Betriebsposition
bewegen kann, ohne wesentlichen Glanz. Durch Aufrechterhaltung des
Retinabildpunktes nahe dem Zentrum der Okularbrennebene 28 und
Bewegung der Vorrichtung in Richtung auf ein Auge 11 kann
eine Betriebsposition leicht erhalten werden.
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Zusätzlicher
Glanz oder unerwünschtes Licht
reduzierende Merkmale können
in der Vorrichtung eingefügt
werden. Wie dies in 1A–1E gezeigt
ist, kann die Lichtquelle 14 kurz vor der Aperturblende 32 ausserhalb
der Begrenzung zwischen empfan genem und blockiertem Licht und ausserachsig
in Bezug auf die Bildachse 30 der Vorrichtung 10, angeordnet
werden. Eine Positionierung der Lichtquelle vor der Aperturblende 32 ausserhalb
der Begrenzung zwischen empfangenem und blockiertem Licht, definiert
durch die Apertur 33, gewährleistet, dass die Lichtquelle 14 keinen
Unschärfe
hervorrufenden Effekt auf das betrachtete Bild ausübt und gewährleistet
eine maximale Bildhelligkeit in Bezug auf das Auge des Benutzers.
Ein Positionieren der Lichtquelle 14 ausserachsig verringert
ferner sowohl internen als auch Korneaglanz. Durch Positionierung
der Lichtquelle ausserachsig wird einfallendes Licht, das weg von
der Linse 16 oder weg von der Kornea 15 reflektiert
wird, auf einen Winkel in Bezug auf die Achse 30 gerichtet
wird und daher weg von dem optischen Empfangsweg.
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Glanz
kann weiter dadurch verringert werden, dass die erste Fläche 23 der
Objektivlinse 16 so geformt wird, dass die erste Fläche 23 gekrümmt ist und
im Wesentlichen konzentrisch zur Mitte der Apertur 33 zu
liegen kommt, wie dies aus der Ausführungsform nach 1E zu
entnehmen ist. Dies gewährleistet,
dass Licht, das von der Fläche 23 reflektiert
wird, auf einen Punkt gleich dem oder gegenüber der Lichtquelle 14 in
Bezug auf die Bildachse 30 reflektiert wird. Wenn die Lichtquelle 14 ausserhalb
der Begrenzung, die blockiertes und empfangenes Licht unterteilt
und durch die Apertur 33 definiert ist, angeordnet wird,
gewährleistet
die konzentrische gekrümmte
erste Fläche 23,
dass der interne Glanz, der von dem Licht stammt, das von der Oberfläche 23 reflektiert
wurde, durch die Aperturblende 32 abgehalten wird.
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Zusätzlich zu
den vorerwähnten
Merkmalen, die unerwünschtes
empfangenes Licht reduzieren, kann der Glanz dadurch reduziert werden,
dass lineare Polarisatoren im Bild- und Beleuchtungsweg in einer
gekreuzten Konfiguration angeordnet werden.
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Merkmale
einer alternativen Ausführungsform
der Erfindung werden in Bezug auf 3A–3C beschrieben.
Bei der Ausführungsform,
die in 3A–3C gezeigt
ist, ist die Lichtquelle 14 direkt im Betrachtungsfeld
in einer hochgradig defokusierten Position in Bezug auf die Brennebenen 26 und 28 angeordnet.
Durch Anordnung der Lichtquelle 14 auf der Bildachse 30 schafft
die Lichtquelle 14 eine maximal effiziente Beleuchtung
einer Retina 19. Ein Positionieren der Lichtquelle ausserachsig,
wie dies bei der Lichtquelle 14' gezeigt ist, führt zu einer weniger als maximal
effizienten Retinabeleuchtung, jedoch reduziert dies ebenso Glanz
aus den Gründen,
die hier diskutiert wurden.
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Die
Lichtquelle 14 bei der Ausführungsform nach 3A–3C sollte
an einer hochgradig defokusierten Position in Bezug auf irgendeine
Bildebene der Augenuntersuchungsvorrichtung, konjugiert in Bezug
auf die Retina 19 eines Patienten bei einer Betriebsposition
der Vorrichtung 10, angeordnet sein. Wie dies in den Abbildungssystemschaubildern
nach 3A–3C gezeigt
ist, wird eine hochgradig defokusierte Position für die Quelle 14 in
Bezug auf eine Bildbrennebene, konjugiert zu einer Retina, dadurch geschaffen,
dass die Quelle 14 zwischen der Retinabrennebene 26 und
der Bildlinse 22 angeordnet ist. Im allgemeinen kommt die
Quelle 14 weniger auf Brennpunkt auf einer Ebene, konjugiert
zu und enthaltend die Okularbrennebene 28, wenn die Quelle zur
Bildlinse 22 und weg von der Retinabrennebene 26 bewegt
wird. Vorzugsweise ist die Quelle 14 so nahe wie physikalisch
möglich
bei der Linse 22 angeordnet.
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Korneaglanz
kann bei der Ausführungsform nach 3A–3C herabgesetzt
werden, wenn die Quelle 14 der Vorrichtung 10 an
einer Position angeordnet wird, die in Bezug auf die Fläche einer
Kornea konjugiert ist, wenn sich die Vorrichtung in einer Betriebsposition
in Bezug auf einen Patienten befindet. Wenn die Lichtquelle 14 konjugiert
zur Kornea 15 angeordnet ist, werden zahlreiche Lichtstrahlen,
die gerade nicht von der Kornea 15 reflektiert worden sind,
möglicher
weise direkt auf der Lichtquelle 14 abgebildet. Wenn die
Lichtquelle 14 durch ein reflektierendes Element, wie dargestellt,
vorgesehen wird, entsprechen diese Lichtstahlen einem Korneabild und
werden vor Erreichen der Okularbrennebene 28 blockiert,
wodurch der Korneaglanz reduziert wird.
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Bei
einem speziellen Ausführungsbeispiel
einer Augenuntersuchungsvorrichtung, das entsprechend der allgemeinen
Konfiguration ausgelegt ist, die in Verbindung mit 1A–1E und 3A–3C beschrieben
wurde, kann die Objektivlinse 16 durch ein Linsen system
mit einer Brennlänge
von etwa 25 mm und einem Brennpunktabstand von der Linsenrückseite
von etwa der halben Brennweite vorgesehen werden. Die Augenuntersuchungsvorrichtung
kann so konfiguriert sein, dass die dem Patienten am nächsten liegende
Linsenfläche dem
Objektivlinsensystem etwa 25 mm von der Kornea des Patienten angeordnet
sein, wenn sich die Vorrichtung in einer Betriebsposition befindet.
Das Objektivlinsensystem akzeptiert parallele oder nahezu paralleles
Licht vom Auge eines Patienten und fokusiert das Licht auf eine
interne Abbildung, die an oder nahe bei der Brennpunktebene 26 des
Objektivs an der Linsenrückseite
angeordnet ist. Das Objektivlinsensystem kann einen Durchmesser
von etwa 25 mm haben. Die Abbildungslinse 22 kann dabei
durch ein Linsensystem mit einer Brennweite von etwa 25 mm vorgesehen
werden, einen Brennpunktabstand von der Linsenrückseite von etwa 18 mm und
eine klare Apertur von etwa 20 mm haben. Die Abbildungslinse kann
eine interne Abbildung von der Objektivbrennebene 26 auf
die Okularbrennebene 28 mit einem Vergrösserungsfaktor von etwa 0,6X
projizieren. Die Okularbrennebene 28 kann eine Apertur von
etwa 8 mm Durchmesser entsprechend dem Brennebenendurchmesser von
einem typischen 20X Okular haben. Die axiale Länge von der Objetivlinse 16 zur
Okularbrennebene 28 kann etwa 160 mm betragen. Bei dem
in Verbindung mit 3C beschriebenen Beleuchtungssystem
kann die Kondensorlinse 20 durch ein Kondensorsystem mit
einer numerischen Apertur von etwa 0,2 bis 0,4 gebildet sein, das mit
einem Vergrösserungsfaktor
von etwa 1X bis 2X arbeitet, bei einer Brennweite von etwa 9 mm.
Bei der Ausführungsform
nach 1A–1E kann
die Aperturblende 32 im Wesentlichen normal zur Achse 30 und
annähernd
auf halbem Wege zwischen der am weitest zurückliegenden Stelle der Lichtquelle 14 und
der am weitest vorne liegenden Stelle der Abbildungslinse 22 angeordnet
sein. Die Aperturblende 32 kann eine Apertur mit einem
Durchmesser von etwa 4,6 mm haben.
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Eine
alternative optische Konfiguration für die Augenuntersuchungsvorrichtung
nach 3A–3C mit
einer defokusierten Lichtquelle wird unter Bezugnahme auf 4 beschrieben,
die eine vergleichbare Vorrichtung zeigt. Bei der Augenuntersuchungsvorrichtung
nach 4 ist die Lichtquelle 14 vor der Objektivlinse 16 angeordnet
und die Bildlinse 22 weggelassen. Die Lichtquelle 14 ist
an einer hochdefokusierten Position in Bezug auf die Retinabrennebene 26 angeordnet,
in em die Lichtquelle 14 nahe bei der Objektivlinse 16 vorgesehen
ist. Bei der vergleichbaren Vorrichtung, die in 4 gezeigt ist,
ist die Objektivlinse 16 nicht Teil des optischen Beleuchtungssystems.
Vielmehr werden die Beleuchtungslichtstrahlen, die zur Kornea 15 konvergieren
und zur Retina 19 divergieren, dadurch gebildet, dass die
Kondensorlinse 20 in Bezug auf den Lichtquellenspiegel 14 angeordnet
ist, und dass die von dem Spiegel reflektierten Lichtstrahlen konvergieren, nachdem
sie reflektiert sind. Ferner kann in Bezug auf die vergleichbare
Vorrichtung nach 4 die Okularlinse 24 wahlweise
entfernt und durch einen Bildsensor 52, zum Beispiel einen
CCD Bildsensor, ersetzt werden, der auf der Retinafokusebene 26 positioniert
ist. Ein nicht gezeigtes Prozessorsystem in Verbindung mit dem Sensor 52 kann
so konfiguriert sein, dass das System die vom Sensor 52 erzeugten Bildsignale
erhält,
diese Signale verarbeitet und die erhaltenen Bilder elektronisch
reversiert oder verstärkt,
um die Funktion zu erhalten, die optisch durch die Bildlinse 22 der
Augenuntersuchungsvorrichtung nach 1A–3C erhalten
wird.
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Die
herkömmlichen
Linsen bei den vorerwähnten
Systemen können
durch ähnlich
funktionierende optische Elemente, wie diffraktive Linsen, binäre Gitterwerke
(Gratings), Phasenfilter, holographische optische Elemente (HOE),
Gradientindexlinsen und optische Hybridelemente ersetzt werden.
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Die
Erfindung kann zur Schaffung einer binokularen Untersuchung angepasst
werden, wie dies aus der Ausführungsform
nach 5 zu entnehmen ist. Wie in 5 gezeigt
ist, enthält
eine binokulare Augenuntersuchungsvorrichtung nach der Erfindung gewöhnlich ein
optisches Kollimationselement 70, um die Lichtstrahlen
des Bildweges auszurichten, und eine Separieroptik 72 zur
Aufteilung der durch die Kollimationsoptik 70 übertragenen
Lichtstrahlen in zwei separate Bildwege 74A und 74B.
Die Separieroptik 72 umfasst gewöhnlich eine Kombination von
solchen optischen Elementen, wie Prismen und/oder Spiegeln. Um mit 5 fortzufahren,
kann die binokulare Augenuntersuchungsvorrichtung 10'' ferner eine Ausrichtoptik 76 enthalten,
die bei jedem bi nokularen Bildweg 74A, 74B angeordnet
ist, um die Ausrichtung der Bilder, die durch die Separieroptik übertragen
werden, einzustellen, so wie es erforderlich ist. Die Ausrichtoptik 76 kann
solche optische Elemente wie Prismen und/oder optische Spiegelelemente
enthalten. Die binokulare Augenuntersuchungsvorrichtung 10'' kann ferner eine Dekollimationsoptik 78 und
eine Okularoptik 80 aufweisen, die bei jedem Bildweg 74A und 74B angeordnet
ist. Jede Okularoptik 80 richtet das Licht so aus, dass
die Bilder von einem Betrachter aufgenommen werden können. Die
nicht gezeigten Augentubi der Okularoptik 80 können in
einer Ausrichtung angeordnet sein, die leicht in Richtung auf die
Augen des Betrachters divergiert, um den direkten Betrachtungszustand
eines Objektes an ein Paar Augen anzunähern.
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Verschiedene
funktionale Aspekte der Erfindung wurden beschrieben. Gewisse zusätzliche Merkmale
können
in physikalischen Ausführungsformen
der Erfindung eingefügt
sein, die nachfolgend im Detail beschrieben werden.
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In 6 ist
ein physikalisches schematisches Schaubild einer Ausführungsform
der Erfindung gezeigt, die zur Optimierung verschiedener funktionaler
Aspekte der Augenuntersuchungsvorrichtung überarbeitet werden kann. Bei
der Ausführungsform
nach 6 enthält
das Gehäuse 44 der Augenuntersuchungsvorrichtung 10 Linsenhalter 60, 61, 62 und 66 und
austauschbare Linsenmoduln 40, 41, 42 und 46,
die austauschbar in den betreffenden Haltern aufgenommen sind. Wie
dies nachfolgend beschrieben wird, ändert der Austausch eines gewissen
Linsenmoduls oder einer Gruppierung von Linsenmoduln die funktionalen
Aspekte der Augenuntersuchungsvorrichtung, was die Optimierung der
Ophtalmoskopie für
eine spezielle beabsichtigte Verwendung ermöglicht.
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Zum
Beispiel kann unter Bezug auf 1A–1E erkannt
werden, dass der Bereich der Retina 19, der durch das Beleuchtungssystem beleuchtet
wird, von dem Durchmesser und der optischen Stärke der Objektivlinse 16 und
von dem für die
Linse gewählten
Vergrösserungsfaktor
in der Betriebsstellung der Augenuntersuchungsvorrichtung ab hängt. Dieser
Bereich entspricht dem Winkel α in 1A und 3C.
Das Betrachtungsfeld des Bildsystems hängt ebenfalls vom Durchmesser
und der optischen Stärke
der Objektivlinse 16 und von dem Vergrösserungsfaktor der Linse in
der Betriebsstellung der Augenuntersuchungsvorrichtung ab.
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Wünschenswert
ist es, dass die Augenuntersuchungsvorrichtung 10 eine
Weitfeldbetrachtung ermöglicht.
Während
eine Weitfeldbetrachtung und ein Beleuchtungswinkel α hochgradig
wünschenswert
für eine
genaue und effiziente Diagnose verschiedener Probleme ist, sind
Untersuchungen mit kleinerem Feld und kleinerem Beleuchtungswinkel
wegen der einfacheren Nutzung wünschenswert.
Da der Beleuchtungswinkel α weniger
steil wird, werden Beleuchungslichtstrahlen leichter in ein Auge
durch eine Pupille gerichtet, so dass der Eintritt ins Auge erleichtert
ist. Der Grund hierfür
ist, dass wenn der Beleuchtungswinkel α weniger steil ist, Lichtstrahlen
von der Quelle 14 durch die Pupille 12 über einen
grösseren Bereich
von Kornea- zu Linsenabständen
gerichtet werden kann. Folglich würde es in Anbetracht des Vorausgesagten
vorteilhaft sein, eine Augenuntersuchungsvorrichtung vorzusehen,
die entweder für
optimale Feldbetrachtung oder optimale Nutzungsvereinfachung konfiguriert
werden könnte.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
bildet das Abbildungssystem der Vorrichtung 10 ein Feld
ab, das den Bereich einer Retina enthält, der durch das Beleuchtungssystem
beleuchtet wird. Höchst
vorzugsweise übersteigt
der Bereich der Retina, der durch das Abbildungssystem abgebildet wird,
etwa 15 Prozent bis 30 Prozent demjenigen Bereich, der beleuchtet
wird. Dieses Merkmal schafft eine verbesserte Ausrichtung eines
betrachteten Feldes und reduziert Ausrichtungsüberlegungen zwischen Beleuchtung
und Betrachtung.
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Eine
mögliche
Ausführungsform
einer re-konfigurierbaren Augenuntersuchungsvorrichtung nach der
Erfindung wird anhand des physikalischen schematischen Schaubildes
nach 6 beschrieben. Dieses besondere physikalische
Layoutschaubild enthält
erste und zweite Linsenmoduln 40 und 41. Der erste
Linsenmodul 40 enthält
die Objek tivlinse 16, während
der zweite Linsenmodul 41 die Abbildungslinse 22 enthält. Obschon
das Betrachtungsfeld und der Beleuchtungswinkel hauptsächlich von
der Abmessung, optischen Stärke
und dem Vergrösserungsfaktor,
der für
die Objektivlinse 16 gewählt wurde, abhängen, wird
man normalerweise die Abbildungslinse 22 zusammen mit der
Linse 16 ersetzen, da die Abmessung und optische Stärke der Linse 16 zu
derjenigen der Linse 20 abgestimmt sind. Das Gehäuse 14 und
die Linsenmoduln 40, 41 sind komplementär ausgelegt,
so dass die Modullinsenmoduln manuell vom Gehäuse 44 entfernt und
ersetzt werden können,
während
eine gemeinsame Okularbrennebene 28 aufrecht erhalten bleibt.
Bei einer re-konfigurierbaren Augenuntersuchungsvorrichtung kann
ein erster Satz von Linsenmoduln vorgesehen sein, um die Augenuntersuchungsvorrichtung
für die
Abbildung eines grossen Betrachtungsfeldes zu konfigurieren, während ein
zweiter Satz von Moduln ein verringertes Betrachtungsfeld vorsehen
kann (jedoch bei einer erhöhten
Verstärkung).
Dies ermöglicht
es, das Instrument leichter in eine Betriebsstellung zu manövrieren.
Eine derartige Vorrichtung lässt sich
leichter verwenden, einfach dadurch, dass der erste Satz Linsenmoduln
durch den zweiten Satz Linsenmoduln ersetzt wird.
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Um
die Änderung
am Betrachtungsfeld, hervorgerufen durch die Änderung der ersten und zweiten
Linsenmoduln zu komplementieren, kann auch das Beleuchtungskondensorsystem
in modularer Weise verändert
werden, um das Beleuchtungsverhalten so zu optimieren, dass es dem
Bedarf des Benutzers entspricht. Bei allen Kondensorsystemen mit einer
bestimmten Kondensorgrösse
steht die Fähigkeit,
das Licht von einer lichterzeugenden Lichtquelle zu sammeln, in
einer ausgeglichenen Beziehung zu dem Winkel, unter dem das Licht übertragen
werden kann, und dem Vergrösserungsfaktor,
unter dem das Bild der lichterzeugenden Lichtquelle projiziert wird. Die
Linsen innseitig des Beleuchtungslinsenmoduls 42 können so
gewählt
werden, dass das Beleuchtungssystem zu der numerischen Beleuchtungsapertur
des bestimmten Objektivmoduls 40 passt.
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Bei
einer weiteren alternativen Ausführungsform
kann die Erfindung ausgelegt sein, um elektronische Bilder, die
für eine
abgebildete Retina kennzeichnend sind, aufzunehmen. Eine derartige
Ausführungsform
wird in Verbindung mit 6 beschrieben. In 6 ist
eine Augenuntersuchungsvorrichtung 10 gezeigt, die für die elektronische
Bilderfassung re-konfiguriert werden kann. 6 zeigt
eine Augenuntersuchungsvorrichtung, die geeignet ist, damit der
Okularmodul 46 durch einen Videomodul 50 ersetzt
werden kann. Man erkennt, dass die Augenuntersuchungsvorrichtung 10 normalerweise
einen Okularmodul 46 mit einer Okularlinse 24 enthält, die
die Abbildungslichtstrahlen ausrichtet, so dass durch einen Benutzer
ein Retinabild betrachtet werden kann. Das Okular 46 kann
durch ein Videomodul 50 ersetzt werden, das verschiedene
Komponenten enthält,
die die Augenuntersuchungsvorrichtung für die Videoerfassung konfiguriert.
Insbesondere kann ein Videomodul 50 einen Bildsensor 52,
zum Beispiel einen CCD Bildsensor, enthalten, der sich in einer Betriebsposition
in Bezug auf das Abbildungssystem befindet, wenn der Videomodul
im Halter 66 installiert ist. Der Bildsensor 52 steht
in elektrischer Verbindung mit einem Prozessorsystem 54,
das programmiert sein kann, um den Bildsensor 52 zu steuern
und die Bilddaten, die von dem Bildsensor 52 erzeugt und
erhalten werden, zu erfassen und möglicherweise zu speichern.
Obgleich das Prozessorsystem 54 als im Videomodul 50 angeordnet
gezeigt ist, versteht es sich, dass das Prozessorsystem 54 ausserhalb
des Videomoduls 50 angeordnet sein könnte. Der Videomodul 50 kann
ferner in Verbindung mit einem äusseren
Displayschirm und/oder einem äusseren
Verarbeitungssystem über
ein Kabel 56 stehen, so dass zum Beispiel vom Bildsensor
erfasste Videobilder angezeigt oder in anderer Weise ausgegeben
und möglicherweise
archiviert werden können.
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Der
Videomodul 50 kann so ausgelegt sein, dass der Bildsensor 52 auf
der Okularbrennebene 28 liegt, wenn der Modul 50 sich
im Halter 66 in einer Betriebsposition befindet. Man erkennt,
dass eine Augenuntersuchungsvorrichtung nach der Erfindung für die Videoerfassung
konfiguriert werden kann, indem man den Okularmodul 56 durch
einen Videomodul 50 ersetzt, ohne dass zusätzliche
Linsen des Abbildungssystemes hinzugefügt oder ausgetauscht werden
brauchen. Alternativ bemessene Abbildungsmittel können auch
verwendet werden unter Hinzufügung
von Linsen, die eine grössenmässi ge Nachbemessung
des Bildes ermöglichen.
Eine derartige Konfiguration verschiebt die Lage der Brennebene 28.
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Obgleich
die vorliegende Erfindung insbesondere gezeigt und dargestellt wurde
anhand der bevorzugten Ausführungsformen,
wie sie in der Zeichnung gezeigt sind, versteht es sich für einen Fachmann
auf dem Gebiet, dass verschiedene Änderungen an den Details vorgenommen
werden können,
ohne dass dadurch vom Schutzbereich der Erfindung, wie er durch
die Ansprüche
definiert ist, abgewichen wird.