專利名稱：檢眼鏡的制作方法
檢眼鏡
本發(fā)明涉及一種用于檢查患者眼睛的檢眼鏡。
這種光學設備特別是用于觀察患者眼底，例如用于視網(wǎng)膜檢查。檢眼 鏡必須以連續(xù)的順序提供高分辨率的彩色圖像或黑白圖像，以便能夠用于 對眼睛進fr珍斷以及用于執(zhí)行和記錄治療手術。在此，眼底的成像、例如 視網(wǎng)膜的成像在光學上是一挑戰(zhàn)，因為眼底的照明以及觀察都必須通過眼 睛的比較小的入瞳來進行。此外，眼底通常僅僅具有對紅色顏色成分占支 配地位的弱的反射性，使得眼底的反差明顯的彩色圖傳逸常只能借助具有 強的藍色和綠色成分的光源來產(chǎn)生。
此夕卜，由于在角膜的界面上的不希望的進一步反射以及由于例如在玻 璃體混濁物上的不希望的光散射，使得借助照明射束對眼底進行的光學檢 查變得困難，其中該照明射束例如在視網(wǎng)膜上反射之后被作為觀察射束來 檢查。在下面，可以包含于觀察射束中但并不歸因于照明射束在眼睛的要 檢查的部分上所希望的反射的所有這些干擾性光束被總稱為"散射光"。
為了解決該散射光問題，EP1389943 Bl公開了 一種用于檢查患者眼 睛的檢眼鏡，其包括
用于產(chǎn)生照明射束的照明裝置；
用于將照明射束成〗象到眼睛上的照明成像光學系統(tǒng)；和 用于在眼睛上對照明射束進行掃描的裝置；以及
一種觀察裝置，其包括帶有感光像素區(qū)的電子傳感器，這些感光像素 可以分別按行地激活和/或讀??；
一種觀察成像光學系統(tǒng)，用于將通過照明射束在眼睛上的反射而產(chǎn)生 的觀察射束成像到觀察裝置上；以及
用于減弱觀察射束中的散射光的裝置。
在此，特別是使用卣素燈作為照明裝置，該照明裝置的光借助聚光器 準直并且通過照明成像光學系統(tǒng)聚焦到患者的眼底上。在眼底上反射的觀 察射束通過觀察成像光學系統(tǒng)成像到像平面上，CCD (電荷耦合器件) 傳感器作為觀察裝置位于該像平面中。在這種類型的檢眼鏡中，用于在眼睛上對照明射束進行掃描的裝置通
過隙縫光闌(Schlitzblende)形成，該隙縫光闌在卣素燈之前在聚光器準 直的照明射束中擺動。該光闌由不透光的材料(例如扁平金屬片材料)制 ，二并且讓照:明射束中的，過隙縫光e闌的大小限一定的線形部分通過，該，
掃描o
在這種類型的檢眼鏡中，用于減弱觀察射束中的嘲:射光的裝置也通過 機械擺動的隙縫光闌形成。特別地，EP1389943 Bl提出在卣素燈之前 擺動的隙縫光闌和在CCD傳感器之前擺動的隙縫光闌構(gòu)建為共同的扁平 金屬片中的光闌間隙對，其中上述兩個光闌出于成像的原因總歸必須彼此 同步。
在實踐中，在此已證明特別是在傳感器之前來回搖擺的、帶有隙縫 光闌的金屬片的選擇導致一些問題。因為一方面用于金屬片的M擺動器 的搖擺只能不充分地與設備的殼體去耦，使得通常在操作這種類型的檢眼 鏡時出現(xiàn)困難，特別是由于傳感器的一同震動而導致影響圖像清晰度。
另一方面，為了實現(xiàn)檢眼鏡的盡可能緊湊的實施形式，光闌在觀g 束中應當盡可能準確地位于觀察裝置的像平面中并且由此位于傳感器上。
然而機械上來回搖擺的金屬片與傳感器必須保持一定的最小距離，這必然 導致對干擾性的散射光的較差的抑制。
因此本發(fā)明的任務是，進一步改進這種類型的檢眼鏡，使得特別是在
觀察裝置附近減小機械搖擺的部件的數(shù)目。
根據(jù)本發(fā)明，在這種類型的檢眼鏡中該任務通過以下方式解決用于 減弱觀察射束中的散射光的裝置包括用于讀取傳感器的至少一個像素行 的電子驅(qū)動電路，并且檢眼鏡包括電子控制單元，該電子控制單元設計用 于控制用于進行掃描的裝置和電子驅(qū)動電路，使得照明射束在眼睛上的掃 描與當前要讀取的像素行的變化同步地進行。
這種電子傳感器、特別是CMOS傳感器在現(xiàn)有技術中已公開，例如 參見WO 99/05853。在檢眼鏡中使用這種電子傳感器現(xiàn)在首次允許好^if 過電子光闌("滾動快門，rolling shutter")來替代現(xiàn)有技術中使用的M 光闌。因為借助電子驅(qū)動電路可以有針對性地激活、去激活和讀取這種傳 感器的所有像素行。在像素的激活狀態(tài)中，i^射導致連續(xù)產(chǎn)生電荷，這 些電荷在CMOS傳感器中通過與相應像素關聯(lián)的放大電子設備轉(zhuǎn)換為電壓信號。而在去激活狀態(tài)中不發(fā)生這種電壓建立，像素或者整個像素* 像"關斷"。
通過有針對性地激活光敏像素區(qū)的某一區(qū)域中的至少 一個像素行，并 且同時去激活所有其他像素行，由此能夠以電子方式實現(xiàn)與借助機械隙縫 光闌相同的結(jié)果。在根據(jù)本發(fā)明的檢眼鏡中，由此可以減弱觀察射束中的 散射光，而對此在觀察裝置之前無需帶有隙縫光闌的^搖擺的金屬片。 此外，相對于機械光闌，根據(jù)本發(fā)明設計的電子光闌在這種類型的檢眼鏡 中并非位于觀察裝置的像平面之前，而是位于相平面中，這改進了散射光 抑制。
合乎目的的是，電子驅(qū)動電路設計為分別讀取單個的像素行。通過這 種方式，可以實現(xiàn)電子傳感器的極其精細的分辨率，該分辨率在典型的
CMOS傳感器中對應于大約5|tm的高度。然而基本上也可以設想的是， 借助電子驅(qū)動電路來聯(lián)合多個像素行，特別是相鄰的像素行，即始終共同 激活、去激活或者讀取，并且由此在分辨率劣化的情況下改進光產(chǎn)出。
合乎目的的是，電子驅(qū)動電路設計為分別在可調(diào)節(jié)的時間延遲(At) 到期之后改變當前要讀取的像素行，特別是從一像素行改變到相鄰的像素 行。在其中直接相鄰的像素WM目繼讀取的優(yōu)選的實施變形方案中，電子 驅(qū)動電路由此針對完整的過程、即針對完整地讀取帶有N個像素行的電 子傳感器總共需要持續(xù)時間T = Nx厶t。在此，描述傳感器的像素行數(shù)目 的^ N可以從通過傳感器的結(jié)構(gòu)類型預先給定的上限出發(fā)通過上面描 述的相鄰像素行的電子結(jié)合而減小，而同時時間延遲^lt A t可以由根據(jù) 本發(fā)明的檢眼鏡的操作者自由設置。通過這種方式，可以對應于這種類型
置來調(diào)節(jié)對于整個讀取it程所需的總持續(xù)-時間。 一
在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施形式中，電子驅(qū)動電路此外設計用于在讀 取每個像素行之前在可調(diào)節(jié)的曝光時間(tiNT)期間激活該像素行。通過 將該啄光時間t^T設置為時間延遲At的多倍，由此可以實現(xiàn)每個像素行 在較長的時間t^T期間被曝光，在該時間期間當前要讀取的像素行接近該 像素行。通過這種方式，可以靈活地設置電子隙縫光闌的有效寬度。
合乎目的的是，電子驅(qū)動電路設計為由于外部的觸發(fā)信號而啟動讀取 過程。通過這種方式，可以借助用于對照明射束進行掃描的裝置來保證在 根據(jù)本發(fā)明的檢眼鏡中釬對觀察裝置所需的光闌同步。例如，用于根據(jù)本 發(fā)明的檢B艮鏡的中央控制計算機一方面可以借助該觸發(fā)信號來控制電子傳感器的電子驅(qū)動電路，并且另一方面可以控制照明射束中的機械隙縫光 闌的驅(qū)動裝置。
原則上，借助這種中央控制計算機可以毫無問題地實現(xiàn)觀察射束中的 電子光闌與照明射束中的 光闌的同步。中央控制計算機當然也可以是 電子傳感器的一部分或者照明裝置的一部分。
然而現(xiàn)在為了在照明射束中也使得;^搖擺的隙縫光闌變得多余，在 根據(jù)本發(fā)明的檢眼鏡的一個有利的改進方案中可以設計的是，用于在眼睛 上對照明射束進行掃描的裝置包括帶有掃描裝置的可樞轉(zhuǎn)地安置的反射 器。為了保證射到可樞轉(zhuǎn)地安置的反射器上的照明射束已經(jīng)具有所希望的 線形，在根據(jù)本發(fā)明的檢眼鏡中可以設計的是，該檢眼鏡還包括固定的隙 縫光闌用于將線形的照明射束耦合輸出，或者該檢眼鏡還包括用于將照明 射束聚焦成線的線聚焦光學系統(tǒng)，其中在該后一種情況中，合乎目的的是 線聚焦光學系統(tǒng)包括圓柱形透鏡。使用這種可樞轉(zhuǎn)地安置的反射器(該反 射器借助電流計驅(qū)動裝置來驅(qū)動并且使用在檢眼鏡中)來掃描線形聚焦光
學系統(tǒng)所提供的照明射束基本上由US 6,758,564 B2公開，其內(nèi)容通過引 用結(jié)合于此。
為了中央地控制根據(jù)本發(fā)明的檢B艮鏡的主要部件，合乎目的的是，電 子控制單元設計用于控制電子傳感器的電子驅(qū)動電路以及可樞轉(zhuǎn)的反射 器的掃描裝置。于是，電子控制單元可以通過將上面提及的觸發(fā)信號發(fā)送 給電子傳感器的電子驅(qū)動電路來保證在例如正弦形搖擺的>^射器情況下， 電子傳感器中的讀取過程在合適的時刻開始，例如一旦搖擺的>^射器達到 其上部的轉(zhuǎn)折點時就讀取電子傳感器的上面的像素行。
在根據(jù)本發(fā)明的檢眼鏡的該改進方案中，電子控制單元設計為控制掃 描裝置和電子驅(qū)動電路,使得在眼睛上的照明射束的掃描與當前要讀取的 像素行的變化同步地進行。例如，掃描裝置的電子控制單元可以預先給定 鋸齒形軌跡，該鋸齒形軌跡準確地對應于電子傳感器中的電子間隙的運 動。
為了以特別高的位置分辨率來特別精確^查患者眼睛，設計了所聚 焦的照明射束的線的強度對應于電子傳感器的像素行的高度。由此實現(xiàn)了 眼睛的共焦成像，由此可以獲得關于所觀察的對象的三維信息。
在使用所提及的線聚焦光學系統(tǒng)時，照明裝置可以合乎目的地是激光 器。替代地，可以使用主要為點狀的照明裝置的任何其他形狀，例如被照
9明的光波導的一端。
在本發(fā)明的一個改進方案中，設計了觀察裝置包括兩個傳感器用于立 體地檢查眼睛。在這種實施形式中，本發(fā)明的優(yōu)點特別清楚，因為對于帶 有兩個觀察裝置的立體觀測在現(xiàn)有技術中一共甚至需要三個來回擺動的 隙縫光闌，而根據(jù)本發(fā)明很大程度上或者在使用線聚焦光學系統(tǒng)的情況下 甚至可以完全省去這些隙縫光闌。
此外，在本發(fā)明的另一實施形式中設計了檢眼鏡包括分離的光源和 分離的圖像傳感器用于檢查眼睛。特別地，在此可以借助照明裝置、照明 成像光學系統(tǒng)、觀察成像光學系統(tǒng)和觀察裝置來檢查眼底，例如眼睛的視 網(wǎng)膜，而附加的成像單元用于檢查眼睛前部。這可以用于醫(yī)學上檢查眼睛 前部本身，也可以自動定位患者眼睛，以及借助例如通過光束在眼睛前部 上的反射獲得的信息來跟蹤整個眼睛的眼睛運動(Tracking),特別地， 在血管造影術中在歸總眼底圖像時有意義的是,借助眼睛前部的這種同時 觀察可以確定在眼底的各圖像之間所發(fā)生的眼睛運動。
有利的是，根據(jù)本發(fā)明的檢眼鏡可以擴展治療功能，如下面所闡述的 那樣
在眼睛醫(yī)學中， 一種用于治療疾病(如糖尿病視網(wǎng)膜癥或由于年齡而 引起的黃斑變性)的重要治療形式是通過至要處理的組織區(qū)域上的光的熱 作用，例如光動力療法(PDT)、組織的光凝固，或者新方法如選擇性視 網(wǎng)膜療法(SRT)和凝固閾值之下的療法(亞閾值療法，STT)。在所有 這些治療形式中，強烈的光脈沖集束地引導至視網(wǎng)膜的特殊區(qū)域上。在使 用該療法時，要注意不會無意中傷害眼底的重要區(qū)域(例如黃斑)。
因此，在這種類型的治療手術中，進行治療的醫(yī)生除了需要眼底的實 況圖像之外還需要對于治療光束的位置極為精確的控制。作為用于定位治 療光束的輔助裝置，典型的是目標射束與治療光束同軸地重合。該目標射 束對于醫(yī)生是始終可見的，然而具有不同的波長以及遠小于治療光束的強 度，并且因此不導致眼底的變化。然而眼睛的不同界面的反射顯著地使得 控制困難，其中這些反射通過用于照明眼底的光源以及通過目標射束產(chǎn) 生。
產(chǎn)生眼底的無反射的實況圖像并且同時將治療射束投影到眼底的檢 眼鏡是用于眼科學的一種重要器具，其中所述治療射束通常與其他波長的 目標射束重合。該檢眼鏡能夠通過計算機例如在眼底上的導航中輔助醫(yī)生定位光凝固點。這種計算機輔助在醫(yī)學的其他領域(例如微創(chuàng)外科或者神 經(jīng)外科)中已經(jīng)是現(xiàn)有技術。在眼科學中，其實施迄今由于缺少觀察器具 和處理器具而失敗。本發(fā)明可以彌補這一技術空白。
通過計算機輔助，此外可以客觀地記錄治療手術。目前，這只是近似 可能的，其方式是例如在光凝固中，視網(wǎng)膜通過光脈沖被強烈地加熱，使
得形成組織的持久和明顯可見的變化。這導致在治療之后^L破壞的組織區(qū) 域以及由此視力的損失遠大于醫(yī)學所需?，F(xiàn)代處理方法如PDT、 SRT和 STT目標恰恰在于避免視網(wǎng)膜的可見損傷。在沒有借助本發(fā)明所實現(xiàn)的 記錄方法的情況下，在這些治療中的質(zhì)量保證是不可能的。
典型的是，為了以強烈的光脈沖處理視網(wǎng)膜而使用了縫燈，帶有相應 的耦合輸入光學系統(tǒng)的光凝固激光器被與該縫燈匹配?？p燈是帶有可變的 間隙照明裝置的立體顯微鏡，其中該顯棉t鏡以及照明裝置圍繞平面中的共 同的軸線可旋轉(zhuǎn)地設置。
為了觀察B艮底，用戶用手將檢眼鏡的透鏡或者接觸玻璃保持在患者眼 睛之前或者眼睛上。治療激光系統(tǒng)通常由目標射束和治療射束的同軸組合 構(gòu)成，為了容易區(qū)分，目標射束和治療射束合乎目的地具有不同波長。治 療射束通常在顯微鏡和檢眼鏡的透鏡之間與觀察光路同軸地耦合輸入。
因此不可避免的是，特別是目標射^縫燈和眼底之間的不同界面上 產(chǎn)生強烈的反射，這些反射被觀察者作為干擾而感知。這些反射比眼底反 射的光亮得多，并且只能費力地通過觀察者有技巧地移動/對準顯微鏡和 檢眼鏡的透鏡或者接觸玻璃來置于圖像區(qū)域的邊緣，或者它們必須簡單地 被觀察者所容忍。在人眼的邊界層上的反射在技術上(即通it^面的鍍膜) 基本上不可避免。
然而，所提及的目標射束的反射不僅妨礙了通過顯微鏡的目鏡觀察的 用戶的工作，而且也可能使得使用系統(tǒng)變得困難或者阻止了使用系統(tǒng)，其 中這些系統(tǒng)借助電子傳感器來采集眼底的圖像并且應當在治療期間通過 計算機輔助的分析來輔助用戶。
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術存在的限制/缺點，其方式是本發(fā)明在另 一 實 施形式中提供了一種用于投影目標射束和治療射束的裝置，并且本發(fā)明能 夠?qū)崿F(xiàn)借助投影到眼底上的目標射束來無反射地觀察眼底。使用了不必被 偏振的目標射束，這降低了光源和所使用的光學系統(tǒng)的成本。會通過目標 射束引起的反射被完全抑制。在此，僅僅需要唯一的檢測器用于跟蹤對象上的目標射束。
在本發(fā)明中，治療射束連同與其重合的目標射束一同借助分束器耦合 輸入到根據(jù)本發(fā)明的器具的光路中。這可以以多種方式和方法進行，并且
部分地在EP1389943 Bl (圖3-5)中公開。在此，治療射束可以與照明 光路同軸地設置，或者與主器具軸線同軸地設置。然而，治療射束不允許 與觀察光路同軸，因為這逸良了所使用的用于抑制反射的原則，該原則基 于眼睛的瞳孔平面中的光路分離。光路的分離導致了在傳感器平面和對象 平面之間的光學邊界層上通過目標射束引起的反射的圖像不會與對象(在 此為眼底)上產(chǎn)生的目標射束斑的圖像出現(xiàn)在傳感器的相同位置上。
合乎目的的是，分束器可以對于治療射束的波長是高反射性的，然而 對于目標射束的波長是部分透射的。由此，僅僅目標射束的光而沒有治療
射束的光到*測器。替代地，分束器可以與波長無相關地實施，并且在 觀察光路中使用附加的選擇性的濾光器，該濾光器抑制治療射束的光。根 據(jù)本發(fā)明，通過目標射束引起的不希望的反射和散射光被通過以下方式來 抑制目標射束以一種方式脈沖地驅(qū)動，該方式在下面進行描述。
如果考慮對象上的目標射束所指向的固定點，則根據(jù)本發(fā)明當共焦成 像系統(tǒng)的觀察光闌恰好掃過該目標點時，目標射束僅僅'^在時刻T2接 通持續(xù)時間Tp。根據(jù)本發(fā)明，目標射束的激活與共焦光闌裝置的同步通 過控制單元來建立。該控制單元擁有關于目標射束斑在對象上的相應位置 的信息以及關于光闌運動的起始時刻的信息。優(yōu)選的是，該控制單元與建 立照明光闌運動和觀察光闌運動的同步的控制單元一致。
這例如可以如下地實現(xiàn)控制單元接收目標射束的控制反射器的模擬 或數(shù)字位置信號以及光闌運動的同步脈沖。目標輻射斑在對象上的位置例 如可以通過一個或更多個偏轉(zhuǎn)^Jt器的位置被先驗地已知，其中所述偏轉(zhuǎn) 反射器確定目標射束的角度偏向。由目標射束斑的位置(x, y)以及光闌 運動的速度v，可以計算光闌運動的起始時刻和目標射束的激活之間的時 間延遲ty/v (在光闌在y方向運動的情況下)，并且轉(zhuǎn)換為相應的合乎目 的的矩形脈沖序列。如果目標射束在對象上運動，則該時間延&目應于位 置而被匹酉己。
根據(jù)本發(fā)明的裝置對所使用的治療射束源和目標射束源提出了最低
的要求。所使用的源不必一定被偏振，并且根據(jù)本發(fā)明以100ns.....10ms
的時間標度進行的脈沖工作方式已被公開。在本發(fā)明的另 一種有利的實施形式中使用了控制單元，該控制單元特 別是實時分析通過根據(jù)本發(fā)明的器具借助傳感器采集的圖像。該控制單元
執(zhí)行以下功能中的一個或更多個
*根據(jù)在根據(jù)本發(fā)明的裝置中或者被根據(jù)本發(fā)明的裝置所釆集的圖 像上的結(jié)構(gòu)或者根據(jù)用其他裝置所采集的相同對象的圖像上的結(jié) 構(gòu)，識別或確定在對象上位置固定的、因此與對^目關的坐標系，
*確定目標射束在該對象有關的坐標系中的位置，
*根據(jù)用戶通過合適的接口 (例如控制桿)的預先給定，通過一個或 更多個合適的通過控制單元可改變的偏轉(zhuǎn)反射器將目標射束斑定 位到眼底上，
*無需用戶直接作用地通過一個或更多個合適的、通過控制單元可改 變的偏轉(zhuǎn)反射器來定位目標射束斑，
*釋放或阻止引發(fā)治療光脈沖，
*控制治療光脈沖的參數(shù)(例如在光凝固中的脈沖持續(xù)時間、脈沖重 復率、光功率等等)，
*測量治療光脈沖的持續(xù)時間、強度和頻率，
*存儲治療光脈沖的控制參數(shù)和存儲所測量的值。
通過執(zhí)行這些功能，結(jié)合以合適的顯示裝置(例如屏幕)，以下的方 法是可能的
用戶限定對象上的與對象有關的坐標系的范圍(區(qū)域)，在這些范 圍中，通過控制單元通常允許或者通常禁止施加治療光脈沖。這可 以根據(jù)借助根據(jù)本發(fā)明的設備事先采集的單個圖像或者通過使用 根據(jù)現(xiàn)有技術的其他設備的圖像來進行。為此目的，控制單元實時 確定目標射束在與對象關聯(lián)的坐標系中的位置，并且將該位置與預 先給定的范圍比較，并且必要時給予釋放或者禁止觸發(fā)治療光脈 沖。在另一實施形式中，控制單元通過分析圖像自動進行上述區(qū)域 的限定。
*控制單元將信息在實況圖像的顯示裝置上疊加，其中所疊加的關于 實況圖像的信息的位置變換被補償，即所疊加的信息的位置以及實 況圖像基于相同的與對象有關的坐標系。疊加可以通過快速的圖像 切換或者通過基于對比度的勻滑轉(zhuǎn)換(tJberblenden)來進行。信息例如可以由對象的圖像(這些圖像在較早的時刻記錄或者通過使 用其他圖像生成方法借助另 一器具記錄)或者由用戶在另 一時刻在 對象坐標系中建立的圖形表示構(gòu)成.
用戶在參考圖像上確定對象有關的坐標系中的一個或更多個位置 (目標位置)，其中治療光脈沖應當施加到所述位置上?？刂茊卧?于是輔助將治療光脈沖施加到對象的與對象有關的坐標系中的預 先給定的位置。
o在用戶手動改變目標射束的位置期間，控制單元將對象有關
的坐標系中的目標位置顯示為實況圖像中的疊加的信息。
o 當用戶以先驗地確定的精度將目標射束控制到目標位置上
時，控制單元于是'^#放治療光脈沖的觸發(fā)。
o 當控制單元自動地將目標射束控制到目標有關的坐標系中的
目標位置上時，控制單元于是'1^自動觸發(fā)光脈沖。
*控制單元在眼底上產(chǎn)生兩個或者更多個目標射束斑構(gòu)成的圖案，其 方式是將目標射束以對觀察光闌的移動適合的同步的方式移動和 激活.在眼底上的圖案的位置由用戶通過接口確定，或者通過控制 單元無需用戶影響地自動i殳置。治療光脈沖的觸發(fā)隨后在通過目標 射束產(chǎn)生的圖案的位置上進行。以這種圖案施加治療光脈沖提高了
在眼底上脈沖放置(Implus - Plazienmg)的規(guī)則性，并且由此提 高了治療結(jié)果的可重復性。在本發(fā)明的另一構(gòu)型中，圖案并非真實 地產(chǎn)生在眼底上，而是僅僅虛擬地與所顯示的實況圖疊加。虛擬圖 案的運動在此與眼底上的目標射束斑的運動相關聯(lián)。
*控制單元實現(xiàn)實況圖像關于對象的坐標系以及顯示裝置的穩(wěn)定，即 對象坐標系參照顯示裝置的坐標系被固定。
控制單元實現(xiàn)目標射束斑在對象坐標系中的穩(wěn)定，即控制單元以合 適的方式移動目標射束，使得該目標射束實施與對^目同的相對運 動。
*控制單元同時實現(xiàn)實況圖傳^目對于顯示裝置的坐標系的穩(wěn)定以及 目標射束斑在對象坐標系中的穩(wěn)定。
*在借助治療光束實施治療措施期間，控制單元進行作用位置(在與 對象有關的坐標系中的坐標，其中光脈沖施加到這些坐標上)的存 儲以及治療光脈沖的參數(shù)(如脈沖持續(xù)時間、光功率等等)的存儲，使得這些信息也可以在對象上沒有可見的光作用痕跡的情況下在 任何時候通過所存儲的信息的疊加又在實況圖像或靜態(tài)圖像上可 見。
*在應用治療光脈沖之后，控制單元借助圖像處理或者另一測量量 (該測量量與治療光脈沖作用期間組織的溫度相關，并且由此與治 療效^目關)來分析組織在治療光作用的位置上的反射性，并且以 合適的方式改變下一治療光脈沖的治療光源的參數(shù)。在另一實施形 式中，該分析在應用治療光脈沖期間借助圖像處理或者分析合適的 測量量來進行，并且一旦達到所追求的組織狀態(tài)時就結(jié)束治療光脈 沖作用。
附加于或者替代上面描述的治療功能，根據(jù)本發(fā)明的檢眼鏡也可以關
于執(zhí)行熒光領'J量(Fluoreszenzmessung)方面進行擴展，如下面所闡述的 那樣。
除了產(chǎn)生視網(wǎng)膜的簡單彩色圖像之外，檢眼鏡也用于更復雜的圖像生 成方法，例如用于在視網(wǎng)膜的脈管中定性地證明引入患者的血管中的色素 的熒光性。在該領域中的特別的挑戰(zhàn)在于借助一種光學系統(tǒng)證明弱的熒光 性，其中該光學系統(tǒng)的光電導率受到觀察眼底時的特殊情況限制。 一個特 別的挑戰(zhàn)在于，證明自然存在于人眼中的色素(例如脂褐質(zhì))的熒光性及 其空間分布，其濃度以及由此其光強在熒光^L之后通常非常小。
通常，針對帶有寬帶的光源的熒光測量^^用兩個濾光器用于照明的 激勵濾光器以及用于觀察的抑止濾光器.在使用窄帶光源(例如激光器、 LED)的情況下，可以省去激勵濾光器。濾光器的透射曲線實施為4吏得其 最大透射率與色素的吸收曲線或發(fā)射曲線的最大值一致。然而同時，抑止 濾光器必須有效地抑制所有激勵光，以便得到高的信噪比。
對象的熒光信號通常比例如被對象根據(jù)朗伯定律(Lambertschen Gesetz)散射的激勵光小若干量級。弱的測量信號要求昂貴的、靈敏的傳 感器，這些傳感器由此有條件地具有低的分辨率。另一方面，恰恰在眼科 學的領域中不能任意提高至對象上的光入射，確切地說，恰是在可見的短 波長情況下有在敏感性上低的邊^(qū)IHi。因此，不能通過這種方式來改進測 量結(jié)果。
在圖像處理中常用的、通過多個圖像(測量)的平均來提高信噪比的 方法通常不能應用在眼科學中，因為對象(人眼)在觀察期間運動。相繼記錄多個圖像、即確定在圖像系列的各圖像之間已進行的變換可以實現(xiàn)形 成平均值。然而在人眼中熒光測量的特殊應用中，這種技術是不可能的， 因為熒光圖像由于弱的信號而被較差地提供并且具有強烈的噪聲。
在此所提出的本發(fā)明的改進方案特別適合于建立眼底的熒光測量，因 為其能夠以合適的方式實現(xiàn)移動對象的可能具有強烈噪聲的圖^象的平均。 在根據(jù)現(xiàn)有技術的用于熒光測量的裝置中，在抑止濾光器上吸收或^^射來 自要觀察的對象的光的大部分。
在本發(fā)明的 一種有利的實施形式中，激勵光源的光用于改善測量信 號。為此，將二色性的分束器引入到觀察光路中，該分束器將來自對象的
光劃分為激勵光的短波部分和熒;^射的長波部分。#^_射的光在此成像 到附加的傳感器上。
傳感器在時間上被同步地驅(qū)動，即它們以相同的圖像重復頻率工作， 并且在相同的時刻開始圖4象的積分時間。通過這種方式可以記錄時間上同 步的圖像對。在此，熒光圖像通常被較差地提供，而散射后的激勵光的圖 像被明顯更好地提供。因此比較容易的是，根據(jù)激勵光的圖像來計算幾何 上的變換，其中該變換是由于對象在圖像序列的各圖像之間的運動而出現(xiàn) 的。逆變換于是應用到焚光圖像上，使得它們可以通it^目加來平均。在理 想情況下通過這種方法，借助每個圖像對可以將信噪比改善因子V^ 。
在本發(fā)明的另一有利的實施形式中，4吏用附加光源的光，該光源在位 于發(fā)熒光的對象的吸收帶和發(fā)射帶之外的波長范圍中進行發(fā)射。合乎目的 的是，該附加的光源耦合輸入到照明光路中。在觀察光路中，現(xiàn)在引入二 色性的分束器，其將來自對象的光一方面分為激勵光的短波部分以及附加 光源的光，并且另一方面分為熒光發(fā)射的長波部分。
使用附加的光源的優(yōu)點是，可以與熒光測量的要求無關地自由選擇吸 收帶和發(fā)射帶之外的波長，并且更為有利地在允許更強地照射眼睛的波長 范圍中進行選擇。通過更高的光強度，更好地提供用于確定幾何變換的圖 4象，由此可以更為準確地將熒光測量平均。
本發(fā)明的優(yōu)選的實施形式在下面借助純粹示例性的并且絕非限制性 的附圖來進行闡述。其中


圖1示出了現(xiàn)有技術的檢眼鏡的示意圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的檢眼鏡的第一實施形式的與圖1類似的圖； 圖3a至3c示出了在讀取過程期間在三個不同的時刻的電子傳感器的光^W象素區(qū)的三個簡化視圖4a示出了簡化的時間圖，用于說明像素行的瀑光時間tINT的含義；
圖4b示出了觸發(fā)信號的簡化的時間圖，其中該觸發(fā)信號用于啟動電 子傳感器的讀取過程；
圖5示出了才艮據(jù)本發(fā)明的帶有線聚焦光學系統(tǒng)和在照明射束中可樞 轉(zhuǎn)地安置的反射器的檢眼鏡的另一實施形式的示意圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的帶有兩個用于顯微成像的觀M束的檢眼 鏡的另一實施形式的示意圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的用于同時檢查眼睛前部的檢眼鏡的另一實 施形式的示意圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的檢眼鏡的擴展了治療功能的實施形式；
圖9a和b示出了在使用圖8中的檢眼鏡的情況下人眼的瞳孔平面的 兩個橫截面圖10示出了時間圖，該時間圖說明了圖8的檢眼鏡中，目標射束的 時間上激活的工作原理；
圖ll示出了示意性視圖，其在像場中示出了圖IO的時間圖中說明的 流程j
圖12示出了用于同時測量熒;^射的根據(jù)本發(fā)明的檢眼鏡的一種實
施形式；并且
圖13示出了圖12中的實施形式的一種擴展構(gòu)型，其中使用了附加的 光源用于改善熒光測量結(jié)果。
圖1示出了現(xiàn)有技術的用于檢查患者眼睛12的檢眼鏡10的示意圖。
由照明裝置14發(fā)出的光借助聚光器16準直并且射到隙縫光闌18上， 該隙縫光闌18來回擺動，確切地i兌在圖1的示意圖中在圖平面中在垂直 于檢眼鏡10的光軸A的方向上擺動。隙縫光闌18垂直于圖平面取向。
通過這種方式，平面的光斑(該光斑由聚光器16將照明裝置14的光 準直形成)耦合輸出線，該線的長度和強度由隙縫光闌18的形狀限定， 并且其位置取決于擺動的隙縫光闌的當前位置。
通過另外的透鏡20、 22將照明射束19聚焦到中間4象平面B中，該 照明射束通過檢眼鏡的透鏡24成像到眼睛12上。圖1的示意圖在此示出了在眼底上的成像，例如用于視網(wǎng)膜檢查。
由照明射束19在眼底的反射引起的觀M束將眼底通過檢眼鏡的透 鏡24成像到中間像平面B中。該中間像借助其他透鏡22、 28聚焦到CCD 傳感器30上。接近到達CCD傳感器30之前，觀察射束26在此必須通 過另一隙縫光闌32，該隙縫光闌在CCD傳感器之前與隙縫光闌18同步 地在照明射束19的M中擺動。
通過這種方式，借助隙縫光闌32保證了，基本上只有希望的觀g 束26到達CCD傳感器30，而散射光被減弱。這種^t射光例如可以歸因 于在眼睛前側(cè)的^^射或者在眼睛12的玻璃體混濁物上的"ft射。
在圖1中可以看出的是，擺動的隙縫光闌32比較接近CCD傳感器 30地設置。這是必要的，因為隨著隙縫光闌32和CCD傳感器30之間增 大的距離，對干擾的嘲:射光的抑制變差。然而該接近也導致了擺動的隙縫 光闌32的震動會傳遞到CCD傳感器30上，例如通過圖中未示出的檢眼 鏡10的殼體來傳遞。這導致了在操作檢眼鏡10時的根本問題，特別是劣 化了 CCD傳感器30提供的眼睛12的圖像的清晰度。
圖2示出了與圖1相似的、才艮據(jù)本發(fā)明的檢眼鏡10的示意圖，其中 避免了這些問題。圖2中相應的部件具有與圖1中相同的參考標記。根據(jù) 圖2中所示的實施形式，根據(jù)本發(fā)明的檢眼鏡10與現(xiàn)有技術中的檢眼鏡 的不同之處在于，替代CCD傳感器30和在傳感器之前來回搖擺的隙縫 光闌32，在觀察射束26中設置了電子傳感器34，該電子傳感器包括相應 的可按行激活和/或讀取的光敏像素的區(qū)域，其中這些像素可以借助電子 驅(qū)動電路單個地激勵。電子驅(qū)動電路設置在電子傳感器34中并且在圖中 未被示出。
通過電子驅(qū)動電路控制的電子傳感器34的工作原理在下面借助圖3a 至3c來闡述。
圖3a至3c示出了簡化地示出的電子傳感器34的光敏4象素區(qū)的示意 性前視圖。在所示的簡化的實施形式中，該光敏像素區(qū)一共包括10個像
素行，它們用1、 2..... IO連續(xù)編號。在圖3a至3c中，每個像素行包
括24個像素，它們借助光敏元件根據(jù)入射的光量產(chǎn)生電荷。每個像素36 與專用的放大電子設備關聯(lián)，該放大電子設M像素36中產(chǎn)生的電荷轉(zhuǎn) 換為相應的電壓信號。這種帶有所謂"有源像素，，的電子傳感器、特別是 CMOS傳感器的工作原理已^L^Hf，在此不再予以闡述。借助設置在電子傳感器34中的電子驅(qū)動電路，每個像素行可以切換 為三種工作狀態(tài)之一
a) 去激活模式，其中像素行雖然有^射但是不聚集電荷，并且由
此不產(chǎn)生電壓信號；在圖3a中，像素行2、 3.....7處于該去激活模式
中，這通過在這些像素行中的空像素36來表明。
b) 激活模式，其中光入射導致產(chǎn)生連續(xù)增大的電壓信號；在圖3a 中，像素行8、 9和10處于該工作狀態(tài)中，這通過這些像素行的簡單的陰 影來示出。
c) 讀取模式，其中像素行被讀取，即在確定的先前曝光時段中建立 的電壓信號被電子驅(qū)動電路調(diào)用；像素行隨后被擦除，即電壓信號又被復 位到零值。在圖3a中，只有4象素行1處于該讀M式中，這通過密的陰 影表明。
通過電子驅(qū)動電路控制的電子傳感器34的讀取過程在下面借助圖3a 至3c、 4a和4b來闡述。
在圖4a和4b的時間圖中所表明的起始時刻^，電子驅(qū)動電路從電子 控制單元38 (例如中央控制計算機)接收觸發(fā)信號，例如TTL信號。圖 4b中所示的觸發(fā)信號的上升沿啟動電子傳感器34的全部讀取流程，其方 式是編號1的像素行從不活動狀態(tài)首先切換到讀取狀態(tài)并且隨后切換到 活動狀態(tài)中，即光入射導致在第一像素行的每個像素中建立電壓信號。在 曝光持續(xù)時間tINT期間，第 一像素行保持在該激活狀態(tài)中，并且在下一個 讀取流程的相應時刻^被電子驅(qū)動電路讀取。
在起始時刻^之后的可設置的時間延遲At到期后，也讀取第二像素 行并且切換到活動狀態(tài)中，并且在另一時間延遲At之后也讀取第三像素 行。在圖4a所示的情況中，選擇tjNT-3xAt,使得在讀取和激活第四像 素行的時刻t4 = t + tINT = h + 3 x At，當前第二和第三4象素行也處于激活模 式中，如圖3a所示，而第一像素行',被去激活。
在時刻^讀取第一像素行之后，該像素行故激活，并且另一時間延遲 At之后，即在時刻t2-^ + At，讀取第二像素行，該第二像素行從前面流 程的時刻t2開始在持續(xù)時間tmi期間被膝光。通過這種方式，讀取過程分 別在對應于時間延遲At的時間距離中前進電子傳感器34的一個像素行， 在圖3a至3c所示的例子中從編號1的像素行直到編號10的像素行。選 擇tINT = 3 x At導致在讀取第n像素行的時刻，三個相鄰的像素行活動，即像素行n-l、 n-2和n-3。這限定了電子隙縫光闌的有效寬度，其中該電 子隙縫光闌在圖3a至3c中好^^上向下運動通過光敏像素36的區(qū)。注 意到的是，當像素##:切換到讀^式中時，該像素行中在時段tn^中建 立的電壓在電子讀取的下一流程中才被詢問。
對于完整的流程所需的總時間T對應于像素行的數(shù)目N(在圖3a至 3c的例子中N = 10)和時間延遲At的乘積，即T-NxAt。通過選擇三 個^At、 tnvT和N，由此與根據(jù)圖1中的現(xiàn)有技術中的^擺動的隙縫 光闌32的相應^相比，可以更靈活地設置電子隙縫光闌的有效寬度以 及圖像重復率1/T。
電子控制單元38設計用于將圖4b中示出的觸發(fā)信號用于將各活動的 像素行與隙縫光闌18在照明射束中的運動同步。在時刻t例如(參見圖 3a) ^f象素行8、 9和10活動。因此時刻^必須選擇為使得其對應于如下時 刻隙縫光闌18在該時刻位于其搖擺運動的下部轉(zhuǎn)折點。在圖3a至3c 和4a中所示的從上(在圖3a中讀取編號1的像素行并且l^被直接激活) 向下(在圖3c中讀取像素行10并且隨后被直接激活)的像素行激活過程 的順序與圖2中隙縫光闌18從上向下的運動同步地進行。
因為如圖3a至3c以及4a所示在該"滾動快門"的原理中，好像電 子光闌始終從上向下通過像素區(qū)，所以允許僅僅處理電子傳感器34的如 下圖像這些圖像對應于與此同步的照明射束19的向下運動。其中在圖 2中隙縫光闌18向上運動的搖擺階段不可用。出于該原因，在電子傳感 器34的完整的讀取流程之后(在該讀取流程中讀取先前的流程中在各像 素行中建立的電壓信號)，接下來的觸發(fā)信號的發(fā)出通過電子控制單元38 延遲，直到隙縫光闌18又到達其上部的轉(zhuǎn)折點。
通過電子傳感器34提供的眼睛12的圖像的進一 步改善可以通過如下 方式實現(xiàn)不但*僅讀^^起始時刻^與搖擺的隙縫光闌18的上部轉(zhuǎn)折點同 步，而且在圖3a至3c中的電子光闌的向下運動與照明射束19中的隙縫 光闌18的相應的向下運動協(xié)調(diào)。當例如隙縫光闌18正弦形地在照明射束 19中來回搖擺時，隙縫光闌以其通過照明射束19的iUL在搖擺的上部和 下部轉(zhuǎn)折點分別等于零，而它在兩個轉(zhuǎn)折點之間的中間達到最大值。這可 以在電子傳感器34中通過如下方式來考慮時間延遲At與圖4a不同地 選捧為并非恒定，而是作為相應像素行的函數(shù)在像素區(qū)的上邊緣和下邊緣
(例如像素行1和10的區(qū)域中)選擇得比像素區(qū)的中心(在像素行5和 6附近)更大。當想要將電子傳感器34的"滾動快門"的運動與M隙縫光闌18 的運動匹配時產(chǎn)生的附加的電子開銷可以在以下情況中被避免以相反的 方式保持圖3a至3c、 4a和4b中所示的電子光闌的時間流程并且將機械 隙縫光闌的運動與其匹配。例如電子控制單元38可以控制附圖中未示出 的隙縫光闌18的驅(qū)動機構(gòu)，使得隙縫光闌18經(jīng)過一種"鋸齒形軌跡"、 即以恒定的iUL從其上部轉(zhuǎn)折點向其下部轉(zhuǎn)折點運動，并且隨后明顯更快 地返回到其上部轉(zhuǎn)折點。
根據(jù)所希望的圖像重復頻率，然而隙縫光闌18設置于其中的伸展的 金屬片的這種鋸齒形運動^Si明是困難的。
在圖5所示的根據(jù)本發(fā)明的檢眼鏡10的優(yōu)選實施形式中，因此在線 聚焦光學系統(tǒng)的形式中也相對于根據(jù)圖1的現(xiàn)有技術修改了照明射束19 的產(chǎn)生，以<更4吏得與電子傳感器34中的電子光闌的同步變得容易。
在圖5中與圖2中所示的實施形式中對應的部件設置有相同的參考標 記。特別地，在根據(jù)圖5的優(yōu)選實施形式中，也使用具有上述特征的電子 傳感器34用于檢測觀察射束。
然而在該實施形式中，^L用點狀的光源、例如激光器或者光波導的端 部作為照明裝置14。由其發(fā)出的光通過聚光器40轉(zhuǎn)換成平行的射束并且 指向圓柱形透鏡42。在射束方向上在圓柱形透鏡42之后設置有可樞轉(zhuǎn)地 安置的>^射器44,該>^射器將照明射束19近似平行于圖5中的光軸A地 向左朝向透鏡22反射，該透鏡22位于圓柱形透鏡42的焦平面中。圓柱 形透鏡42在此定位為使得由其產(chǎn)生的線聚焦垂直于圖5的圖平面取向。
^Jt器44可樞轉(zhuǎn)地安置在掃描裝置46 Ji，該掃描裝置由電子控制單 元38控制，同時該電子控制單元38控制電子傳感器34的電子驅(qū)動電路。 電子控制單元38設計用于控制掃描裝置46，使得掃描裝置借助反射器44 在圖5的圖平面中的轉(zhuǎn)動與電子傳感器34中的電子光闌的運動同步地將 照明射束19在眼睛12上掃描。在圖3a至3c中所示的電子光闌的連續(xù)的 線性向下過程中，反射器44可以經(jīng)過鋸齒形軌跡，其方式A^射器例如 從圖5所示的位置出發(fā)逐步地逆時針轉(zhuǎn)動，并且最后一旦電子傳感器34 中的電子光闌到達下部的像素行(例如圖3c中的編號10的像素行)，則 突然地以順時針方式復位到梠^據(jù)圖5的其初始位置中。
這種可樞轉(zhuǎn)地安置的反射器實際上具有非常小的慣性力矩，使撙它不 僅在高頻率情況下而且通?？梢栽诖蟮念l率范圍中使用。因此，這種反射器與根據(jù)圖5的"滾動快門"的結(jié)合允許眼睛12的照明與各希望的觀察最佳的匹配，其中該結(jié)合由此能夠借助電子控制單元38實現(xiàn)自由選擇圖像重復率和外部同步。通過反射器44的小的慣性，幾乎完全避免了根據(jù)本發(fā)明的檢眼鏡IO中的震動。
使用相干光源(例如激光器)允許產(chǎn)生非常窄的照明間隙。如果同時選擇與大約5fim的像素36的高度對應的單個像素行的最小電子間隙寬度，則可以實現(xiàn)垂直于間隙伸展的共焦成像并且由此進行眼睛12的三維檢查。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的檢眼鏡10的另一實施形式的示意圖，其中該檢眼鏡帶有用于立體成像的兩個觀察射束26。照明光路在此位于圖平面之外并且在圖6中未被示出。在該實施形式中，設計了兩個相鄰的電子傳感器34，以l更進行立體眼睛12的立體拍攝。照明光路在此可以如圖2那樣地選擇，即帶有隙縫光闌18，其在照明裝置14之前來回擺動，或者如圖5那樣地選擇，即帶有照明射束19中的線聚焦光學系統(tǒng)。本發(fā)明的優(yōu)點、即避免40^地來回擺動的隙縫光闌，在圖6的實施形式中特別明顯，因為在現(xiàn)有技術的具有立體觀察可能性的相應的檢眼鏡IO中， 一共需要三個來回擺動的隙縫光闌，即在照明射束19中的隙縫光闌和在兩個彼此基本上平行的觀察射束中的兩個隙縫光闌32。這恰恰在現(xiàn)有技術的立體檢眼鏡IO中導致明顯的震動問題，這些問題通過本發(fā)明而避免。
圖7示出了帶有附加成像單元的根據(jù)本發(fā)明的檢眼鏡10的另一實施形式，該成像單元將眼睛前部通過檢眼鏡的透鏡24和另 一透鏡48成傳剖分離的圖像傳感器50上。分離的圖像傳感器50優(yōu)選同樣是帶有有源像素的電子傳感器，例如CMOS傳感器，如前面已經(jīng)詳細描述過的那樣。
在該實施形式中，光路與眼底觀察及眼睛前部觀察的分離通過分束器52來進行，其中優(yōu)選的是使用薄膜分束器(pellicle beam splitter )。
在該實施形式中，眼睛前部借助圖7中未示出的分離光源照明，該光源直接定位在眼睛12之前，并且在理想的情況下在紅外中進行發(fā)射。
在其他方面，圖7的實施形式對應于圖2的實施形式，即帶有在照明射束19中;Wfe擺動的隙縫光闌18。然而在圖7的實施形式中當然也可以使用借助圖5闡述的線聚焦光學系統(tǒng)。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的檢B艮鏡的另 一實施形式，該實施形式基于圖2的實施形式擴展了治療功能。為此^L置了另一光源60，該光源產(chǎn)生治療光束，該治療光束借助透鏡62準直并且通過分束器64與檢眼鏡的主軸線同軸地耦合輸入到光路中。在此，治療光束通過兩個《Jt器61被偏轉(zhuǎn)，所述>^射器分別可以圍繞垂直于圖8的圖平面和位于圖平面中的軸線樞轉(zhuǎn)地安置。電子控制單元38也包含控制單元，其基于額定值控制反射器61的樞轉(zhuǎn)運動，這些額定值可以由用戶借助接口 63、例如借助控制桿來輸入。
圖9a示出了在使用圖8的檢眼鏡的情況下患者眼睛的瞳孔平面的示意性截面圖。在此，參考數(shù)字53表示眼睛12的瞳孔，參考數(shù)字54表示照明光路的瞳孔，而參考數(shù)字56表示觀察光路的瞳孔。附加地借助分束器64耦合輸入的治療光束的位置在圖9a中用虛線示出，并且用參考數(shù)字55表示。對應于圖8中的治療光束的耦合輸入，圖9a中的治療光束55位于中心，即位于根據(jù)本發(fā)明的檢眼鏡10的主軸線上。
替代地，治療光束可以借助^^射器61和分束器64分布式地、例如與照明光路同軸地耦合輸入.在圖9b中示出了患者的瞳孔平面的相應的截面圖。
圖10示出了時間圖，其說明了時間上激活目標射束的工作原理。時刻Ti是在像場的端部上的光闌運動的起始點.合乎目的的是，該起始點對應于上面闡述的時刻t"在該時刻讀取電子傳感器34的第一〗象素行。由此，時刻1\也通過圖4b中示出的矩形脈沖的上升沿來限定。在時間上的延遲t之后，目標射束于是在時段Tp期間在時刻T2被激活，這在圖10中又通過矩形脈沖表明，其中上 _遲t可以如上所述的那樣由像場中的目標射束斑的位置(或者通過與其關聯(lián)的量)來計算。
圖ll示出了圖IO的時間圖中說明的、在像場中的流程。在時刻T"光闌位于其運動的起始點。在圖11中，起始點示出為位于像場的上邊緣。光闌的運動從時刻L開始向下經(jīng)過l象場，如通逸逸動方向上的箭頭所表明的那樣。在時刻T"根據(jù)本發(fā)明的檢眼鏡10的光闌的下邊緣到達像場的、目標射束斑位于其中的位置(x, y)。在該時刻，接著將目標射束激活持續(xù)時間Tp。換言之，目標射束的入射限制在如下的短的時段中在這些時段中，檢眼鏡IO的光闌實際允許觀察所希望的眼睛區(qū)域。在這些短的時教:之外，目標射束被關斷，由此將干擾的^JH"最小化。該脈沖式的目標射束與光闌的同步又借助電子控制單元38來實現(xiàn)。
圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的檢眼鏡的另一實施形式，用于測量熒M射。在此將分束器65引入觀察光路中，該分束器波W目關地將來自對象的光的一部分通itit鏡66反射到笫二傳感器68上。同時，分束器65在此作為用于熒光測量的抑止濾光器。分束器的過濾作用可以通itit:射裝置67和69中的附加的濾光器來改善。電子控制單元38在此包含控制單元，其保證了同步地讀取傳感器68和34并且由此在相同時刻記錄兩個圖像。
圖13示出了圖12的實施形式的一種改進方案，其中使用了附加的光源72用于改善熒光測量結(jié)果。該附加的光源72的光通過聚光器71準直并且通過分束器70耦合輸入到照明光路中。光源72發(fā)射位于熒光色素的吸收帶和發(fā)射帶之外的波長范圍中的光。
本發(fā)明并不局限于這些作為沒有限制作用的例子而介紹的實施形式中。例如可以理解的是，借助圖3a至3c所闡述的電子傳感器34不僅具有在那里出于簡單的原因而示出的IO個像素行，而是在實踐中具有超過1000個像素行。
此外可以理解的是，照明射束19以及觀察射束26的光路的具體走向在立體成像的情況中可以通過已知的光學元件來改變。同樣可以理解的是，其他光束可以耦合輸入到所介紹的光路中，例如為了治療目的或診斷目的，如從現(xiàn)有技術中基本上已公開的那樣。
在所有這些改進的實施形式中，本發(fā)明不僅僅提供了上述優(yōu)點，即明顯減小或完全消除了由于來回搖擺的隙縫光闌而引起的機械震動，而且還具有多個其他優(yōu)點
a) 如已經(jīng)強調(diào)的那樣，在電子傳感器34的情況下電子光闌并非位于其像平面中，使得優(yōu)化了^t射光的減弱。
b) 連續(xù)的圖像形成方法的前提^bUL夠高的、大于10Hz的圖4象重復頻率，以便在觀察者處產(chǎn)生流暢的運動印象。于是在現(xiàn)有技術中使用的隙縫光闌必須以高頻搖擺，這在實踐中只能借助諧振中的M振蕩器來實現(xiàn)。這又以振蕩器的固有頻率與CCD傳感器30的圖像重復頻率的精確并且對于小的偏差極其敏感的協(xié)調(diào)為前提。由此，圖像重復頻率對于給定的振蕩器是固定的。而在根據(jù)本發(fā)明的檢眼鏡IO中，特別是在根據(jù)圖5的實施形式中(其中沒有相應的機械上來回搖擺的隙縫光闌)，沒有由于i皆振^Hf給出的這種限制。
c) 在現(xiàn)有技術的檢眼鏡中，對于給定的機械上搖擺的光闌的間隙寬度是不可改變的。然而許多應用要求精細分級地改變間隙寬度，并且由此 分級地改變有效的曝光時間。例如改變隙縫寬度或者圖像重復頻率并且由此改變有效的曝光時間是期望的，以便適合不同的應用情況在眼底的血管造影術中必須檢測色素的弱的熒M射，這需要盡可能長的曝光時間。這可通過設置電子傳感器34的^、特別是^N、 At和tjNT而毫無問題地實現(xiàn)。
d)在現(xiàn)有技術的檢眼鏡中，為了驅(qū)動隙縫光闌，振蕩器的頻率在實踐中為CCD傳感器的圖像重復頻率的多倍，因為具有低頻率的機械振蕩器一方面在其搖擺頻率方面不能精確地協(xié)調(diào)，并且另 一方面也導致整個i殳備的特別不舒服的震動。這導致在CCD傳感器30上的雙重曝光，并且由此由于眼睛12或其他被檢查的對象的快速運動而導致圖像不清晰以及運動贗像(Bewegungsartefakten )。使用以下的圖像傳感器已證實是特別不利的這些圖像傳感器按照常用的視頻標準(PAL， NTSC)將兩個不同時刻記錄的半圖像結(jié)合為完整圖像(隔行掃描)。其他計算機輔助的圖像的處理和分析(例如確定眼睛12中的血管的位置、大小、形狀等等)由于這種運動贗傳減隔行掃描贗^象而變得困難。根據(jù)本發(fā)明避免了傳感器之前的機械隙縫光闌則解決了所有這些問題。
振蕩器通常進行正弦形的運動。在一個時^'中通過搖擺的光闌完整地入射到眼睛12上的光量因此并不均勻地分布在眼睛12上，并且導致圖像中不均勻的對比度分布和亮度分布。然而為了得到圖像部分的均勻照亮，通常提高搖擺的幅度，使得只有光闌軌跡的近似線形部分處于視野中。然而由此只有入射到眼睛12上的光的一部分用于形成圖像，這導致降低了檢眼鏡10的靈敏度。而在根據(jù)本發(fā)明的檢眼鏡IO中，可用的光被明顯更好地利用。
f) 通過4吏用均勻照亮照明光路的光闌平面的傳統(tǒng)的白熾燈或卣素燈，照明裝置14的可用的光強只《_被不充分地利用。照明裝置14的熱輻射導致進一步影響設備的操縱。在圖5所示的帶有激光器和線聚焦光學系統(tǒng)的實施形式可以避免這些問題。
g) 如在現(xiàn)有技術中使用的卣素燈發(fā)射寬的、熱學上的頻鐠，其最大值位于紅外范圍中，并且朝著更短的波長而減小。這種光源不適于產(chǎn)生眼底的高對比度的彩色圖像，因為眼底主要在紅色光譜范圍中反射。此夕卜，基于半導體的圖像傳感器在紅色和紅外光鐠范圍中比在較短的波長情況
下更敏感。因此，借助卣素照明裝置拍攝的眼底的彩色圖像具有占支配地位的紅色通道，然而只有微弱地被提供的綠色和藍色通道。因此圖像具有噪聲并且對比度低。使用濾光器來影響照明光鐠雖然改善了彩色印象，但
是強烈降低了光源的光強。為了已經(jīng)談及的對熒itiL射的觀察，需要強烈地激勵在窄的光鐠范圍中的色素。根據(jù)圖5的實施形式中，現(xiàn)代的光源例如LED或者激光器可以實現(xiàn)這一點。
權利要求
1.一種用于檢查患者的眼睛(12)的檢眼鏡(10)，其包括用于產(chǎn)生照明射束(19)的照明裝置(14)；用于將照明射束(19)成像到眼睛(12)上的照明成像光學系統(tǒng)；和用于在眼睛(12)上對照明射束(19)進行掃描的裝置；以及觀察裝置(30)，該觀察裝置包括帶有感光像素(36)的區(qū)域的電子傳感器(34)，這些感光像素能夠分別按行地被激活和/或讀?。挥^察成像光學系統(tǒng)，該觀察成像光學系統(tǒng)用于將通過照明射束(19)在眼睛(12)上的反射而產(chǎn)生的觀察射束成像到觀察裝置(30)上；以及用于減弱觀察射束中的散射光的裝置(32)，其特征在于，用于減弱觀察射束中的散射光的裝置(32)包括用于讀取傳感器的至少一個像素行的電子驅(qū)動電路，并且檢眼鏡(10)包括電子控制單元(38)，該電子控制單元設計用于控制用于進行掃描的裝置(18)和電子驅(qū)動電路，使得照明射束(19)在眼睛(12)上的掃描與當前要讀取的像素行的變化同步地進行。
2. 根據(jù)權利要求1所述的檢眼鏡(10 )，其特征在于，電子驅(qū)動電路 設計為分別讀取單個的像素行。
3. 根據(jù)權利要求2所述的檢眼鏡(10 )，其特征在于，電子驅(qū)動電路 設計為分別在可調(diào)節(jié)的時間延遲(At)到期之后改變當前要讀取的像素 行，特別是從一像素行改變到相鄰的像素行。
4. 根據(jù)權利要求1至3中的任一項所述的檢眼鏡(10 )，其特征在于， 電子驅(qū)動電路還設計用于在讀取每個像素行之前在可調(diào)節(jié)的啄光時間(tINT)期間激活該《象素行。
5. 根據(jù)權利要求1至4中的任一項所述的檢眼鏡(10 ),其特征在于， 電子驅(qū)動電路設計為由于外部的觸發(fā)信號而啟動讀取過程。
6. 根據(jù)上述權利要求中的任一項所述的檢眼鏡(10)，其特征在于， 用于在眼睛(12)上對照明射束(19 )進行掃描的裝置(18 )包括帶有掃 描裝置的可樞轉(zhuǎn)地安置的^Jt器(44)。
7. 根據(jù)權利要求6所述的檢眼鏡(10 )，其特征在于，該檢眼鏡還包 括固定的隙縫光闌用于將線形的照明射束(19)耦合輸出。
8. 根據(jù)權利要求6所述的檢眼鏡(10 )，其特征在于，該檢眼鏡還包 括用于將照明射束(19)聚焦成線的線聚焦光學系統(tǒng)(40， 42)。
9. 根據(jù)權利要求8所述的檢B艮鏡(10 ),其特征在于，線聚焦光學系 統(tǒng)(40， 42)包括圓柱形透鏡(42)。
10. 根據(jù)權利要求6至9中的任一項所述的檢眼鏡(10)，其特征在 于，電子控制單元(38)設計用于控制電子傳感器(34)的電子驅(qū)動電路 以及可樞轉(zhuǎn)的反射器(44)的掃描裝置。
11. 根據(jù)權利要求10所述的檢眼鏡(10 )，其特征在于，所聚焦的照 明射束(19)的線的強度對應于電子傳感器(34)的像素行的高度。
12. 根據(jù)權利要求8至11中的任一項所述的檢眼鏡(10 )，其特征在 于，照明裝置(14)是激光器。
13. 根據(jù)上述權利要求中的任一項所述的檢眼鏡(IO)，其特征在于， 觀察裝置(30)包括兩個電子傳感器(34)用于立體M查眼睛(12)。
14. 根據(jù)上i^5l利要求中的任一項所述的檢眼鏡(10)，其特征在于， 檢眼鏡還包括分離的光源和分離的圖像傳感器(50)用于檢查眼睛(12 )。
15. 根據(jù)上述權利要求中的任一項所述的檢眼鏡(10)，其特征在于， 該檢眼鏡還包括用于在分離的光路中另外地成像到眼睛(12 )的后部上的 裝置。
16. 根據(jù)權利要求15所述的檢眼鏡(10 )，其特征在于，該檢眼鏡還 包括反射器，該反射器設置為使得附加的射束在分離的光路中的耦合輸入 并不與觀察射束(26)同軸地進行。
17. 根據(jù)權利要求16所述的檢眼鏡(10 )，其特征在于，該反射器設 置為使得附加的射束的耦合輸入并不與照明射束(19)同軸地進行。
18. 根據(jù)權利要求14至17中的任一項所述的檢眼鏡(10)，其特征 在于，分離的光路與檢眼鏡(10)的主軸線同軸。
19. 根據(jù)權利要求15至18中的任一項所述的檢眼鏡(10)，其特征 在于，該檢眼鏡包括波W目關的分束器(64)用于耦合輸入附加的射束。
20. 根據(jù)權利要求15至18中的任一項所述的檢眼鏡(10)，其特征在于，該檢眼鏡在觀察射束(26)中包括抑止濾光器以及用于耦合輸入附 加的射束的波長無關的分束器。
21. 根據(jù)權利要求15至20中的任一項所述的檢眼鏡(10),其特征 在于，該檢眼鏡包括偏振的光源(60)用于產(chǎn)生附加的光束，以及與偏振 相關的分束器(64)用于該附加的光束的耦合輸入。
22. 根據(jù)權利要求21所述的檢眼鏡(10 )，其特征在于，該檢眼鏡還 包括一個或更多個可樞轉(zhuǎn)的反射器(61),所述反射器設置在光源(60) 和分束器(64)之間，使得通過^Jt器(61)中的一個或更多個分別圍繞 一個或更多個軸線翻轉(zhuǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)在眼睛(12)的后部上的成l^的平移。
23. 根據(jù)權利要求22所述的檢眼鏡(10 )，其特征在于，該檢B艮鏡包 括控制單元(38)用于控制反射器(61)。
24. 根據(jù)權利要求23所述的檢眼鏡(10 )，其特征在于，控制單元設 計為根據(jù)直接與通過附加的光束產(chǎn)生的斑在像場中的位置關聯(lián)的量以及 光闌運動的起始時刻(1\)來確定時間窗(Tp)，附加的光束在該時間窗 中被接通。
25. 根據(jù)權利要求22至24中的任一項所述的檢B艮鏡(10)，其特征 在于，該檢眼鏡還包括與控制單元(38)相連的接口 (63)，用于由用戶 手動控制成像的位置。
26. 根據(jù)上述權利要求中的任一項所述的檢眼鏡(10)，其特征在于， 該檢眼鏡包括設置在傳感器(34)之前的抑止濾光器，該抑止濾光器結(jié)合 照明光路(19)中的合適的光源能夠?qū)崿F(xiàn)對眼睛(12)的后部的熒^JL射 進行觀察。
27. 根據(jù)權利要求1至25中的任一項所述的檢眼鏡(10 )，其特征在 于，該檢眼鏡包括二色性的分束器(65)和附加的傳感器(68)，該二色 性的分束器和該附加的傳感器結(jié)合照明光路(19 )中的合適的光源能夠?qū)?現(xiàn)對眼睛(12)的后部的熒M射進行觀察。
28. 根據(jù)權利要求27所述的檢眼鏡(10 )，其特征在于，該檢B艮鏡除 包括照明裝置(14)之外還包括另一光源(72)，所述另一光源的光被耦 合輸入到觀察光路(19)中以用于^L在眼睛(12)的后部的熒光發(fā)射。
29. 根據(jù)權利要求26至28中的任一項所述的檢眼鏡(10)，其特征 在于，電子控制單元(38)設計為從借助傳感器(34, 68)記錄的圖像 序列中計算各個圖像之間的變換，并且將這些變換應用到借助傳感器(68，34)記錄的圖像上，并且將圖像平均,
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于檢查患者的眼睛(12)的檢眼鏡(10)，其包括用于產(chǎn)生照明射束(19)的照明裝置(14)；用于將照明射束成像到眼睛上的照明成像光學系統(tǒng)；和用于在眼睛上對照明射束進行掃描的裝置；以及一種觀察裝置(30)；觀察成像光學系統(tǒng)，用于將通過照明射束在眼睛上的反射而產(chǎn)生的觀察射束成像到觀察裝置上；以及用于減弱觀察射束中的散射光的裝置(32)，其中觀察裝置包括帶有感光像素(36)的區(qū)域的電子傳感器(34)，這些感光像素能夠分別按行地被激活和/或讀取；以及用于減弱觀察射束中的散射光的裝置包括用于讀取傳感器的至少一個像素行的電子驅(qū)動電路，其中檢眼鏡包括電子控制單元(38)，該電子控制單元設計用于控制用于進行掃描的裝置和電子驅(qū)動電路，使得照明射束在眼睛上的掃描與當前要讀取的像素行的變化同步地進行。
文檔編號A61B3/15GK101516254SQ200780025627
公開日2009年8月26日 申請日期2007年7月9日 優(yōu)先權日2006年7月7日
發(fā)明者凱-烏韋·阿姆托爾, 本·利斯費爾德, 溫弗里德·泰伊韋斯, 米夏埃爾·胡佩茨 申請人:奧德-奧斯有限公司