DE2915639C2 - Augenuntersuchungsgerät zur Untersuchung des Augenhintergrundes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Augenuntersuchungsgerät zur Untersuchung des Augenhintergrundes gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Ein solches Augenuntersuchungsgerät ist bekannt (FR-PS 20 32 196). Bei diesem bekannten Augenuntersuchungsgeräi besteht der Abbildungsteil aus zwei in Reihe geschalteten Teleobjektiven, wobei das Zwischenbild im Brennpunkt des objektseitigen Teleobjektivs und die Bildebene im Brennpunkt des bildseitigen Teleobjektivs angeordnet sind. Das Beleuchtungssystem dieses bekannten Augenuntersiichimgsgerätes bestehi aus einem um das Objektiv herum angeordneten, ringförmigen l.iehileitfaserbüiulel.

In jüngerer /eil wurden weitverbreitet Untersuchungen des Augenhiniergrundes bzw. Fundus zu Diagnose-/wecken und zur Krankheitsvorbeugung durchgeführt.

In diesem Zusammenhang werden zunehmend Reihenaufnahmen mittels einer sogenannten Funduskamera gemacht. Dabei ist die Forderung entstanden, einerseits einen möglichst großen Bereich des Augenhintergrundes mit einer bzw. wenigen Aufnahmen zu erfassen und andererseits kleine Bildausschnitte vergrößert aufnehmen zu können.

Urn diese Forderung zu erfüllen, d. h. die Vergrößerung bzw. den Bildwinkel verändern zu können, können

ίο bei dem bekannten Augenuntersuchungsgerät die beiden Teilobjektive des Abbildungsteils gegeneinander ausgetauscht werden. Dies erfordert jedoch Manipulationen, die nicht durchgeführt werden können, während das Augenuntersuchungsgerät an das zu untersuchende Auge angesetzt ist, so daß jede Vergrößerungsänderung erhebliche Zeit und vollständige Neueinstellung des Augenuntersuchungsgerätes erfordert. Als Alternative zu den beiden gegeneinander austauschbaren Teleobjektiven im Abbildungsteil des bekannten Augenuntersuchungsgerätes ist ohne nähere Erläuterung in der FR-PS 20 32 196 angegeben, daß die beiden Teleobjektive durch ein Objektiv mit veränderbarer Brennweite ersetzt sein können.
Aus der DE-PS 11 13 839 bzw. der US-PS 30 89 398 ist es an sich bekannt, bei einem Augenuntersuchungsgerät eine Aperturblende vorzusehen, die bezüglich des Objektivs mit der Augenpupille des zu untersuchenden Auges konjugiert ist. Bei diesem bekannten Augenuntersuchungsgerät ist ferner vorgesehen, zur Vergrößerungs- bzw. Bildwinkeländerung eine Linsengruppe vorzusehen, die wahlweise dem Abbildungsteil hinzugefügt wird und sich dann im bildseitigen Strahlengang des übrigen Abbildungsteils befindet. Eine Vergrößerungsänderung erfordert somit einen Austausch von Elemen- ten des Abbildungsteils. Gleiches gilt für das Augenuntersuchungsgerät gemäß der DE-OS 24 35 548, bei dem zur Änderung der Vergrößerung mehrere gegeneinander austauschbare Linsengruppen im Abbildungsteil vorgesehen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Augenuntersuchungsgerät derart auszubilden, daß eine schnelle und einfache Änderung der Vergrößerung bzw. des Bildwinkels möglich ist, wobei eine befriedigende Bildqualität erreicht sein soll und das Augenuntersuchungsgerät eine möglichst geringe Baulänge haben soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 gelöst.

so Im Zusammenhang mit Varioobjektiven ist es grundsätzlich bekannt, zur Brennweitenänderung eines Abbildungssystems eine in Richtung der optischen Achse bewegbare Linsengruppe vorzusehen. Durch diese Eigenschaft herkömmlicher Varioobjektive sind jedoch die für die Erfindung wesentlichen Maßnahmen nicht bekannt, die Aperturbiende objektseitig vor dem Abbildungsteil anzuordnen, die bildseitige Linsengruppe des Abbildungsteils als Teleobjektiv auszubilden und das Gesamtsystem aus dem Abbildungsteil und der Aperturblende als bei Weitwinkeleinstellung telezentrisches System auszubilden.

Durch die wesentlichen Merkmale der Erfindung in ihrem Zusammenwirken ist erreicht, daß die benötigte Bauliinge zwischen dem Zwischenbild und der Bildcbc-

ii^ri nc trot/, einfacher Veränderbarkeit der Vergrößerung gering ist und daß auch die Bildqualität befriedigend ist. Das erfindungsgemäße Augenuntersuchungsgerät ermöglicht es, Vorgänge wie die Betrachtung oder Auf-

nähme größerer Bereiche des zu untersuchenden Augenhintergrundes und die vergrößerte Betrachtung irgendeines erfaßten Symptoms schnell auszuführen. Da die Änderung der Vergrößerung ohne Änderung des vom Objektiv erzeugten Zwischenbildes erfolgt (lediglich die Abbildung des Zwischenbilde·; in der Bildebene wird geändert), ist eine erneute Ausrichtung des Augenuntersuchungsgerätes auch dann nicht notwendig, wenn der Bildwinkel geändert wird. Da ferner während einer Vergrößere, ngsänderung der Scharfeinstellzustand beibehalten wird, ist es auf sehr einfache Weise möglich, wiederholt abwechselnd bei einem Patienten unter Weitwinkel und unter Schmalwinkel zu beobachten und Aufnahmen zu machen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fi g. 1 ist eine Schnittansicht einer Funduskamera als Ausführungsbeispiel des Augenuntersuchungsgeräts bei weitem Bildwinkel.

F i g. 2 ist eine Schnittansicht des Geräts gemäß dem Ausführungsbeispiel bei mittlerem Bildwinkel.

F i g. 3 ist eine Schnittansicht des Geräts gemäß dem Ausführungsbeispiel bei schmalem Bildwinkel.

F i g. 4 (A)-(C) zeigen jeweils die Stellungen von bewegbaren Linsengruppen bei dem Ausführungsbeispiel.

F i g. 5 ist eine schematische Darstellung eines den in einer Tabelle 1 gezeigten Linsendaten entsprechenden Linsensystems.

In den Fig. 1,2 und 3, die Schnittansichten eines Ausführungsbeispiels des Augenuntersuchungsgeräts bei weitem, mittlerem bzw. schmalem Bildwinkel zeigen, stellen 1 und 2 schematisch das zu untersuchende Auge dar, wobei 1 den Augenhintergrund bzw. Fundus bezeichnet, während 2 die Augenpupille bezeichnet; 3 bezeichnet ein Objektiv der Funduskamera, 4 ist ein mittels des Objektivs 3 ausgebildetes Zwischenbild des Fundus und 5 ist ein Spiegel mit einer Mittelöffnung. Diese Mittelöffnung wirkt als Aperturblende, es kann jedoch hinter dem Spiegel eine Blende 5a als Aperturblende angebracht sein. Die Aperturblende ist mit der Augenpupille 2 konjugiert. 6 bezeichnet eine bewegbare Linsengruppe mit negativer Brechkraft, die für die Scharfeinstellung vor- und zurückbewegt wird. 7 ist eine feststehende Linsengruppe, während 8 und 9 Linsengruppe sind, die bei der Brennweitenverstelljng gleichzeitig, jedoch unabhängig voneinander bewegt werden. 10 ist eine positive, nicht bewegbare Linsengruppe, während 11 ein schwenkbarer Spiegel ist, der für die Beobachtung oder Betrachtung schräggestellt wird und für die Aufnahme aus dem optischen Weg zurückgezogen wird. 12 ist ein photographischer Film und 13 ein Bild des Augenhintergrunds bzw. Fundus, das durch den aus den Linsengruppen 6 bis 10 gebildeten Abbildungsteil nachgebildet wird. 14 ist ein Umlenkspiegel zur Umlenkung des optischen Wegs, während 15 ein Okular ist, das ein optisches Suchersystem bildet. Die durch die ausgezogenen Linien gezeigten Lichtstrahlen stellen die Hauptlichtstrahlen dar.

Für das Beleuchtungssystem ist der Spiegel 5 mit der Mittelöffnung in bezug auf die optische Achse des Objektivs 3 so schräggestellt, daß er Beleuchtungslicht zu dem Objektiv 3 hin lenkt. 16 und 17 sind jeweils Linsenkomponenten einer Relaisünse, 18 ist eine Lichtabschirmplatte mit einem ringförmigen Schlitz 18a, 19 ist ein Umlenkspiegel zur Umlenkung des optischen Wegs,

20 ist eine Kondensorlinse, 21 ist eine Autnahmelichtquelle, 22 ist ein Kondensor und 23 ist eine Beobachtungs- oder Betrachtungslichtquelle. Die Lichtquellen

21 und 23 sind in bezug auf den Kondensor 22 konjugiert, während die Lichtabschirmplatte 18 und die Lichtquelle 21 in bezug auf die Kondensorlinse 20 konjugiert sind, der Spiegel 5 und die Lichtabschirmplatie 18 nahezu in bezug auf die Relaisünse 16 und 17 konjugiert sind und der Spiegel 5 zur Augenpupille 2 bzw. Augenblcnde konjugiert ist. Die Ringausleuclitung und ihre unterschiedlichen Abwandlungen unter Verwendung einer Lichtabschirmplatte mit einem ringförmigen Schlitz sind bekannt.

Nachstehend wird der Abbildungsteil mit seinem integrierten Varioobjektiv und mit der vorgesetzten Aperturblende ausführlich erläutert.

Wie vorangehend ausgeführt ist, dient die Linsengruppe 6 zur Scharfeinstellung. Diese Linsengruppe 6 kann jedoch bei bestimmten Funduskarneras weggelassen werden, bei weichen die Scharfeinstellung durch gemeinsames Hin- und Zurückbewegen des Schwenkspiegels, des Films und des Suchers bewerkstelligt wird. Die feststehende Linsengruppe 7 ist für die Korrektur von Aberrationen wichtig und kann nicht durch andere Linsengruppen ersetzt werden. Diese Linsengruppe 7 bewirkt die Korrektur von Aberrationen bei dem Zwischenbild und hat korrigierende Funktion im Hinblick auf eine Verminderung von Aberrationsänderungen, die sich aus Vergrößerungsänderungen ergeben. Damit ist es auf einfache Weise durch Auslegen der Linsengruppe 7 unter Berücksichtigung der vorstehend genannten Korrekturen möglich, die durch den einfachen Aufbau des Objektivs verringerte Bildqualität zu verbessern und die bei Bewegung der bewegbaren Linsengruppen verursachten Aberrationsänderungen einzuschränken. Daher ist es bei Verwendung eines Variosystems der beim Ausführungsbeispiel vorgesehenen Art vorteilhaft, eine feststehende Linsengruppe 7 zu verwenden, die aus zwei oder mehr Linsengliedern gebildet ist.

Nunmehr wird die Bedeutung der Abberrationskorrektur mit der Linsengruppe 7 des Abbildungsteils durch Vergleich mit der Aberrationskorrektur bei einem gewöhnlichen Varioobjektiv erläutert. Ein gewöhnliches Varioobjektiv ist aus einer Fokussierlinse, einem Variator, einem Kompensator, einer Blende und einer Relaislinse gebildet. Die Größe der Aberrationsänderung bei einem jeweiligen Scharfeinstellungszustand (Weitwinkel, Mittelwinkel und Schmalwinkel) wird dadurch korrigiert, daß die Form, der Brechungsindex und die Abbe^he Zahl eines jeden Linsengliedes in den drei Hauptgruppen, nämlich der Fokkusierlinse, des Variators und des Kompensator entsprechend verändert bzw. gewählt werden. Damit wird die Korrektur nicht durch Verringerung der Absolutgröße der Aberration bei einem jeweiligen Scharfeinstellungszustand vorgenommen, sondern durch Verringerung des Unterschieds zwischen den Scharfeinstellungszuständen. Dann erfolgt zur Verringerung des Absolutbetrags der Aberrationen die Korrektur mittels der Relaislir.se. Dieses Vorgehen ist dadurch ermöglicht, daß die Blende zwischen den Kompensator und die Relaisünse gesetzt ist und damit die von dem Kompensator ausgehenden Hauptlichtstrahlen unabhängig vom Scharfeinstellungszustand die Relaislinse unter nahezu gleichen Bedingungen durchlaufen.

Bei dem Ausführungsbeispiel des Geräts ändert sich jedoch die Lage der durehlaufenden Hauptlichtstrahlen, beträchtlich, wie es deutlich aus dem in den F i g. 1 bis 3

gezeigten Verhalten der durch die als Relaislinsengruppe wirkenden Linsengruppe 10 hindurchlaufenden Hauptlichtstrahlen ersichtlich ist. Aus diesem Grund wird zur Erzielung einer Korrektur der Aberrationen, die derjenigen bei einem gewöhnlichen Varioobjektiv gleichartig ist, vorzugsweise die feststehende Linsengruppe 7 nahe der Blende angeordnet. Dabei sind die Lagen der Linsengruppe 6 und der Linsengruppe 7 austauschbar.

Die Linsengruppen 8 und 9 sind zur Brennweitenverstellung bewegbar, wobei die Linsengruppe 9 negativer Brechkraft die Änderung der Brennweite bewirkt, während die Linsengruppe 8 positiver Brechkraft eine Kompensation bzw. einen Ausgleich der Bewegung der Bildebene bewirkt; zu diesem Zweck isi die absolute Brennweite der Linsengruppe 8 größer als diejenige der Linsengruppe 9. Die Linsengruppe 8 kann jedoch auch negative Brechkraft haben.

Die Linsengruppe 10 ist als Teleobjektiv ausgebildet, wobei das aus der Aperturblende und dem Abbildungsteil gebildete System ein telezentrisches optisches S>stem bei der Weitwinkeleinstellung bildet. Daher fallen bei der in Fig. 1 gezeigten Weitwinkeleinstellung die Hauptlichtstrahlen /senkrecht auf die Abbildungsebene (Filmfläche).

Wie in den Fi g. 1 bis 3 gezeigt ist und aus dem Verlauf der Hauptlichtstrahlen /hinter der Linsengruppe 9 ersichtlich ist, ist die Höhe, unter der die Lichtstrahlen in die erste Linsenfläche der Linsengruppe 10 eintreten, bei der Weitwinkeleinstellung am größten. Wenn daher zur Erfüllung der Forderung, daß die Hauptlichtstrahlen unter gleicher Höhe auf die Bildebene fallen sollen, das Hauptlichtstrahlenbündel einfach umgelenkt wird, so ist der Durchmesser des über den Schwenkspiegel 11 laufenden Lichtstrahlenbündels beträchtlich gesteigert, was an diesem Teil vergrößerte Ausmaße erforderlich macht.

Zur Vermeidung dieses Nachteils kann nun in Betracht gezogen werden, die Konvergenz der Lichtstrahlen zu verringern und zugleich den Abstand zwischen der Linsengruppe 10 und dem Schwenkspiegel zu steigern: dies führt jedoch auch zu einer Vergrößerung der Gesamtlänge der Funduskamera. Es ist jedoch möglich, eine Vergrößerung des Mechanismus dann zu vermeiden und die Gesamtlänge der Funduskamera klein zu halten, wenn die Hauptlichtstrahlen nahezu senkrecht zur Bildebene gehalten werden.

Bei der Schmalwinkeleinstellung des Geräts besteht dabei kein Problem, da die Hauptlichtstrahlen divergierend auf den Film fallen.

Gemäß den in den F i g. 4 (A). (B) und (C) gezeigien Steuerungskurven P und Q führt die Linsengruppe 8 eine nach vorne konvexe Hin- und Herbewegung aus, während sich die Linsengruppe 9 nach hinten bewegt; dabei wird der Bildwinkel aufeinanderfolgend gemäß Si > Θι> 03 verringert, während die Vergrößerung aufeinanderfolgend gesteigert wird.

Zur Ausführung einer Aufnahme unter Verwendung des Geräts wird die Betrachtungslichtquelle 23 eingeschaltet, so daß sie Lichtstrahlen abgibt, die den Kondensator 22 und die Kondensorlinse 20 durchlaufen und die Lichtabschirmplatte 18 beleuchten. Die aus dem Ringschlitz 18a der Lichtabschirmplatte austretenden Lichtstrahlen werden mittels der Relaislinsen-Komponenten 16 und 17 auf dem Spiegel 5 gebündelt und an diesem reflektiert.

Danach wird mittels des Objektivs 3 das Reflexionslicht zu einem Bild des Ringschlitzes nahe der Augenpupille 2 abgebildet, wodurch der Augenhintergrund 1 gleichförmig beleuchtet wird. Von den vom Fundus gestreuten Lichtstrahlen gelangen die Lichtstrahlen, die die mittlere Zone des nahe der Augenpupille ausgebildeten Bilds der Lichtabschirmplatte durchlaufen haben, über das Objektiv 3, die Blende 5 und die Linsengruppen 6 bis 10 und werden von dem Schwenkspiegel 11 reflektiert, um ein Bild zu erzeugen, das über das Okular 15 und den Spiegel 14 beobachtet wird. Zur Scharfeinstellung wird der Abbildungsteil auf Schmalwinkel eingestellt und die Linsengruppe 6 fein eingestellt, um damit den Fundus scharfzustellen, wobei der Vorteil der geringen Schärfentiefe ausgenutzt wird und damit eine genaue Scharfeinstellung erzielt wird.

Danach wird der Bildwinkel auf einen gewünschten Wert eingestellt, die Betrachtungslichtquelle 23 ausgeschaltet und die Aufnahmelichtquelle 21 eingeschaltet, wonach zum öffnen des (nicht gezeigten) Kameraverschiuäses der Schwenkspiegel 11 hochgeschwenkt wird, wodurch der Film 12 mit den von dem Fundus reflektierten Lichtstrahlen belichtet wird.
Bei dem beschriebenen Linsensystem ist zur Verkürzung der Gesamtlänge des Linsensystems die feststehende Linsengruppe 7 eine Einheit aus einer negativen und einer positiven Linse, die zusammengekittet sind.

Ferner ist die gekittete Linsenfläche in dieser Linsengruppe zum Bild hin konkav, während zwischen der negativen und der positiven Linse große Unterschiede hinsichtlich des Brechungsindex und der Abbeschen Zahl vorgesehen sind. Daher werden die Abbesche Zahl vA der negativen Linse und die Abbesche Zahl vB der positiven Linse vorzugsweise so gewählt, daß vB—vA > 30 gilt, während der Brechungsindex NA der negativen Linse und der Brechungsindex NB der positiven Linse vorzugsweise so gewählt werden, daß NA—NB >0,25 gilt. Dadurch ist es möglich, sowohl den Astigmatismus des Objektivs als auch die an der Achse auftretenden und auf die Vergrößerung des Objektivs zurückzuführenden Farblängsfehler und Farbquerfehler herabzusetzen; damit ist es auch möglich, eine der vorstehend angeführten Aberrationskorrektur des Relaisabschnitts eines gewöhnlichen Varioobjektivs entsprechende Funktion zu erzielen.

Die numerische Daten für das in Fig.! gezeigte Linsensystem sind in der Tabelle 1 aufgeführt (wobei die Daten für das Beleuchtungssystem weggelassen sind).
Das beschrieben Augenuntersuchungsgerät kann auch bei einer Funduskamera ohne Pupillenerweiterung Anwendung finden, bei welcher Infrarotstrahlen als Beleuchtungslichtstrahlen für die Betrachtung verwendet werden und anstelle des Okulars eine Fernsehkamera verwendet wird, um damit das Bild über eine Kathodenstrahlröhre zu betrachten.

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	623.9	1.7			27.5 1
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2	- 38.7	6.6			i
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4	- 126.2	5.2		70.1
5	- 300.3	1.4	1.75520
6	- 29.5	5.4	1.61700	60.7 1
7	63.6	1.4		1
8	- 39.5	d\n	1.72916	27.5 1
9	107.3	2.5		62.8 E
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11	786.8	0.3	1.77250	54.7 I
12	- 62.5	10.2		I
13	106.7	0.3	1.61700
14	- 449.5	3.1
15	87.0	19,2	1.80518
16	47.8	29.2	1.61700
17	-1769.8	3.4
18	- 112.6		1.75520
19	133.7
20
21
22	49.6 - 85.9
23	1.6 10.9
24	23.4 36.1
25	22.7 0.7	Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
26
27
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*) -
= asphärisch
I 28.6 -
rf,, 10.9
da 1-4
die 35.4

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Augenuntersuchungsgerät zur Untersuchung des Augenhindergnjndes mit einem dem Auge zugewandten Objektiv, das ein Zwischenbild des Augenhintergrundes erzeugt, einem Beleuchtungssystem zur Beleuchtung des Augenhiniergrundes und einem Abbildungsteil zum Erzeugen eines Bildes des Zwischenbildes, wobei die Brennweite des Abbildungsteils zur Veränderung der Vergrößerung bzw. des Bildwinkels des Bildes veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß bezüglich des Objektives (3) konjugiert mit der Augenpupille (2) des zu untersuchenden Auges zwischen dem Objektiv und dem Abbildungstei! (6, 7, 8, 9,10) eine Aperturblende (5,5a), angeordnet ist, daß aer Abbildungsteil eine zur Brennweitenänderung desselben in Richtung der optischen Achse bewegbare Linsengruppe (9) sowie eine nicht bewegbare Linsengruppe (10) aufweist, die dem Bild (13) näher als die bewegbare Linsengruppe angeordnet ist und ein Teleobjektiv bildet, und daß der Abbildungsteil und die Aperturblende bei Weitwinkeleinstellung des Abbildungsteils ein telezentrisches System bilden.

2. Augenuntersuchungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abbildungsteil (6, 7, 8,9,10) eine zweite bewegbare Linsengruppe (8) zur Konstanthaltung der Lage der Bildebene während einer Brennweitenänderung aufweist, wobei die zweite bewegbare Linsengruppe (8) der Aperturblende (5, 5a) näher als die erste bewegbare Linsengruppe (9) angeordnet ist.

3. Augenuntersuchungsgerät nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die das Teleobjektiv bildende Linsengruppe (10) aus einer vorderen positiven Untergruppe (^r 19 bis r26) und einer hinteren negativen Untergruppe (7-27, r28) gebildet ist.

4. Augenuntersuchungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Aperturblende (5, 5a) und der oder den bewegbaren Linsengruppen (8, 9) eine zweite nicht bewegbare Linsengruppe (7) angeordnet ist.

5. Augenuntersuchungsgerät nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die zweite nicht bewegbare Linsengruppe (7) eine zur Bildebene konkave Kittfläche (r 10) aufweist.