RU2065720C1

RU2065720C1 - Fundus-camera

Info

Publication number: RU2065720C1
Authority: RU
Inventors: И.С. Исаева; Т.Я. Левинтова; Д.Н. Черкасова
Priority date: 1991-01-11
Filing date: 1991-01-11
Publication date: 1996-08-27

Abstract

FIELD: medical technology; ophthalmology. SUBSTANCE: device has three units: illumination unit, having elliptical mirror, electric filament lamp, flash lamp, condenser, optical fiber bundle, collective lens, first objective of projection system, plane-parallel plate with axial shields, mirror, second objective of projection system, mirror with central opening, and ophthalmoscopic objective; projection viewer unit, having ophthalmoscopic objective, aperture diaphragm, system for correction of patient's eye ametropia, projection system, rejection filter, reference grid, and eyepiece; photographic unit, having ophthalmoscopic objective, aperture diaphragm, system for correction of patient's eye ametropia, projection system, semitransparent mirror, rejection filter, and photographic registration block. EFFECT: improved optical-system power, ease of manufacturing. 1 dwg

Description

Изобретение относится к медицинскому приборостроению, а именно к бесконтактным приборам офтальмологии, и предназначено для клинического исследования и лечения глазного дна, освещаемого с помощью оптической системы самого прибора. The invention relates to medical instrumentation, namely to non-contact ophthalmology devices, and is intended for clinical research and treatment of the fundus illuminated by the optical system of the device itself.

Исследование глазного дна производится визуально или путем фотографирования, а при лечении глазное дно подвергается световым воздействиям. Зона диагностики (угловое поле) всегда однозначно связана с пятном засветки и зависит от интенсивности и равномерности последней. Угловое поле это та техническая характеристика фундус-камеры, которая имеет постоянную тенденцию роста. The fundus is examined visually or by photographing, and during treatment, the fundus is exposed to light. The diagnostic zone (angular field) is always uniquely associated with the spot of exposure and depends on the intensity and uniformity of the latter. The angular field is that technical characteristic of the fundus camera, which has a constant growth trend.

Известная фундус-камера [1] содержит наблюдательный и фотографический каналы с общей апертурной диафрагмой; связанный с ними через общий офтальмоскопический объектив осветительный канал, куда входит конденсорный блок, состоящий из двух концевых отражателей, двух конденсоров, лампы накаливания, импульсной лампы и светоделительного зеркала. Световые потоки импульсной лампы и лампы накаливания воспринимаются через светоделительное зеркало совместно входными торцами ряда оптических волокон. Устройство для разделения световых потоков осветительного и наблюдательного (фотографического) каналов включает в себя выходные торцы этих оптических волокон, сгруппированные в форме кольца, охватывающего траекторию луча для наблюдения и фотосъемки и установленного на оптической оси между офтальмоскопическим объективом и апертурной диафрагмой. Часть светового потока осветительного канала, которая, отражаясь от поверхностей офтальмоскопического объектива, формирует изображение кольца выходных торцов оптических волокон в наблюдательном и фотографическом каналах, перекрывается оптическими волокнами. Known fundus camera [1] contains the observation and photographic channels with a common aperture diaphragm; a lighting channel connected to them through a common ophthalmoscopic lens, which includes a condenser unit consisting of two end reflectors, two condensers, an incandescent lamp, a flash lamp, and a beam splitting mirror. The light fluxes of a flash lamp and an incandescent lamp are perceived through a beam-splitting mirror together with the input ends of a number of optical fibers. A device for separating the light fluxes of the illumination and observation (photographic) channels includes the output ends of these optical fibers grouped in the form of a ring covering the path of the beam for observation and photography and mounted on the optical axis between the ophthalmoscopic lens and the aperture diaphragm. A part of the luminous flux of the illumination channel, which, reflecting from the surfaces of the ophthalmoscopic lens, forms an image of the output ends of the optical fibers in the observation and photographic channels, is blocked by optical fibers.

В известной фундус-камере размеры пятна засветки определены числовой апертурой оптического волокна, а также техническими параметрами офтальмоскопического объектива, которые, кроме того, определяют технические характеристики наблюдательного и фотографического каналов. Здесь энергетические затраты значительны из-за применения полупрозрачного зеркала в осветительном канале. Перекрытие части освещающего светового потока выходными торцами оптических волокон является сложной технической задачей, что снижает технологичность фундус-камеры. In the well-known fundus camera, the dimensions of the spot of illumination are determined by the numerical aperture of the optical fiber, as well as the technical parameters of the ophthalmoscopic lens, which, in addition, determine the technical characteristics of the observation and photographic channels. Here, energy costs are significant due to the use of a translucent mirror in the lighting channel. Overlapping part of the illuminating luminous flux with the output ends of the optical fibers is a difficult technical task, which reduces the manufacturability of the fundus camera.

Наиболее близким техническим решением является фундус-камера [2] содержащая наблюдательный, фотографический каналы с общей апертуpной диафрагмой; связанный с ними через общий офтальмоскопический объектив осветительный канал, куда входят конденсорный блок, состоящий из двух концевых отражателей, двух конденсоров, лампы накаливания, импульсной лампы, светоделительного зеркала, и устройство для разделения световых потоков осветительного и наблюдательного (фотографического) каналов, состоящее из кольцевой диафрагмы, репродукционной системы с плоскопараллельной пластиной с непрозрачными осевыми экранами и зеркала с осевым отверстием, установленного на оптической оси между офтальмоскопическим объективом и апертурной диафрагмой. Световые потоки обеих ламп формируют через светоделительное зеркало с помощью репродукционной системы изображения кольцевой диафрагмы на зеркале с осевым отверстием. Непрозрачные осевые экраны маскируют блики от поверхностей офтальмоскопического объектива. В известной фундус-камере, принятой нами за прототип, рост углового поля ограничен резким падением засветки к краям, светосила фундус-камеры мала из-за присутствия в осветительном канале полупрозрачного зеркала и кольцевой диафрагмы. К недостаткам известной фундус-камеры относится неизбежность размещения источников света в общем корпусе, что ведет к возрастанию рассеянного света, снижающего контраст изображения в наблюдательном и фотографическом каналах. The closest technical solution is the fundus camera [2] containing the observation, photographic channels with a common aperture diaphragm; a lighting channel connected to them through a common ophthalmoscopic lens, which includes a condenser unit consisting of two end reflectors, two condensers, an incandescent lamp, a flash lamp, a beam-splitting mirror, and a device for separating the light fluxes of the lighting and observation (photographic) channels, consisting of an annular a diaphragm, a reproduction system with a plane-parallel plate with opaque axial screens and mirrors with an axial hole mounted on the optical axis between the ophthalmic a microscopic lens and aperture diaphragm. The luminous fluxes of both lamps are formed through a beam-splitting mirror using a reproduction system for the image of an annular diaphragm on a mirror with an axial hole. Opaque axial screens mask glare from the surfaces of the ophthalmoscopic lens. In the well-known fundus camera, which we have adopted as a prototype, the growth of the angular field is limited by a sharp drop in illumination to the edges, the aperture of the fundus camera is small due to the presence of a translucent mirror and an annular diaphragm in the lighting channel. The disadvantages of the known fundus camera include the inevitability of placing light sources in a common housing, which leads to an increase in the scattered light, which reduces the contrast of the image in the observation and photographic channels.

Целью изобретения является повышение светосилы и технологичности фундус-камеры. Для этого в фундус-камере, содержащей наблюдательный, фотографический каналы с общей апертурной диафрагмой, связанный с ними через офтальмоскопический объектив осветительный канал, содержащий концевой отражатель, две лампы, конденсор, устройство для разделения световых потоков, включающее в себя проекционную систему с плоскопараллельной пластиной с непрозрачными осевыми экранами и зеркало с осевым отверстием, установленное между офтальмоскопическим объективом и апертурной диафрагмой, концевой отражатель имеет эллиптическую поверхность, большая полуось которой совпадает с оптической осью конденсатора, при этом лампа накаливания и импульсная лампа расположены в фокусах этой поверхности, а между конденсором и проекционной системой установлен жгут оптических волокон, входные торцы которых установлены в месте пересечения габаритных лучей прямого и отраженного световых потоков каждой лампы, а выходные торцы сгруппированы в виде равного по площади краевого кольца, оптически сопряженного с зеркалом. The aim of the invention is to increase the aperture and adaptability fundus cameras. To do this, in a fundus camera containing an observation, photographic channels with a common aperture diaphragm, an illumination channel connected with them through an ophthalmoscopic lens, containing an end reflector, two lamps, a condenser, a device for separating light fluxes, including a projection system with a plane-parallel plate with opaque axial screens and a mirror with an axial hole mounted between the ophthalmoscopic lens and the aperture diaphragm, the end reflector is elliptical on top a semi-major axis which coincides with the optical axis of the capacitor, the incandescent lamp and the flash lamp are located at the foci of this surface, and a bundle of optical fibers is installed between the condenser and the projection system, the input ends of which are installed at the intersection of the dimensional rays of the direct and reflected light fluxes of each lamps, and the output ends are grouped in the form of an equal-sized edge ring optically coupled to a mirror.

В изобретении конструкция устройства для разделения световых потоков позволяет в случае увеличения углового поля экранировать блики от поверхностей офтальмоскопического объектива и увеличить пятно засветки, варьируя увеличение проекционной системы и размеры краевого кольца. Ниже будет показано, что светосила такой системы существенно возрастает благодаря отсутствию кольцевой диафрагмы и полупрозрачного зеркала в осветительном канале. Кроме того, ввод жгута оптических волокон устраняет жесткую конструктивную связь осветительного блока с оптической системой фундус-камеры в целом. Вынос ламп за пределы корпуса этой системы позволяет уменьшить количество рассеянного света в наблюдательном и фотографическом каналах. In the invention, the design of the device for separating light fluxes allows, in case of an increase in the angular field, to screen glare from the surfaces of the ophthalmoscopic lens and to increase the illumination spot, varying the increase in the projection system and the size of the edge ring. It will be shown below that the aperture ratio of such a system increases significantly due to the absence of an annular diaphragm and a translucent mirror in the illumination channel. In addition, the introduction of a bundle of optical fibers eliminates the rigid structural connection of the lighting unit with the optical system of the fundus camera as a whole. The removal of lamps outside the enclosure of this system reduces the amount of scattered light in the observation and photographic channels.

На чертеже показана принципиальная оптическая схема фундус-камеры. На виде А показана матрица выходных торцов, а на виде В матрица выходных торцов жгута оптических волокон. Фундус-камера включает в себя три канала. Осветительный канал содержит эллиптическое зеркало 1, лампу накаливания 2, импульсную лампу 3, конденсор 4, жгут оптических волокон 5, коллектив 6, первый объектив 7 проекционной системы, плоскопараллельную пластину с осевыми экранами 8, зеркало 9, второй объектив 10 проекционной системы, зеркало 11 с центральным отверстием, офтальмоскопический объектив 12. Наблюдательный канал фундус-камеры включает в себя офтальмоскопический объектив 12, апертурную диафрагму 13, систему коррекции 14 аметропии глаза пациента, проекционную систему 15, защитный фильтр 16, сетку 17, и окуляр 18. Фотографический канал состоит из офтальмоскопического объектива 12, апертурной диафрагмы 13, системы коррекции 14 аметропии глаза пациента, проекционной системы 15 полупрозрачного зеркала 19, плоскопараллельной пластины или барьерного фильтра 20 и фоторегистратора 21. The drawing shows a schematic optical diagram of a fundus camera. On a view A shows a matrix of output ends, and on a view B a matrix of output ends of a bundle of optical fibers. The fundus camera includes three channels. The lighting channel contains an elliptical mirror 1, an incandescent lamp 2, a flash lamp 3, a condenser 4, a bundle of optical fibers 5, a collective 6, the first lens 7 of the projection system, a plane-parallel plate with axial screens 8, mirror 9, the second lens 10 of the projection system, mirror 11 with a central hole, an ophthalmoscopic lens 12. The observation channel of the fundus camera includes an ophthalmoscopic lens 12, an aperture diaphragm 13, a patient eye ametropia correction system 14, a projection system 15, a protective film mp 16, mesh 17, and eyepiece 18. The photographic channel consists of an ophthalmoscopic lens 12, an aperture diaphragm 13, a patient eye ametropia correction system 14, a projection system 15 of a translucent mirror 19, a plane-parallel plate or barrier filter 20, and a photographic recorder 21.

Работа с фундус-камерой заключается в следующем. Для визирования и фоторегистрации глазного дна исследуемого глаза 25 с расширенным зрачком врач-оператор 26 включает лампу накаливания 2. Поток излучения последней направляется в конденсор 4 как прямо, так и отражаясь от эллиптической поверхности отражателя 1, в первом фокусе которой находится лампа накаливания 2. Конденсор 4 формирует таким образом два световых потока от лампы накаливания 2. В месте пересечения их габаритных лучей эти потоки соединяются на входных торцах 22 жгута оптических волокон 5. Выходные торцы 23 оптических волокон образуют кольцо, которое через объективы 7, 19 проектируется на зеркало 11 с осевым отверстием, а затем офтальмоскопическим объективом 12 в зрачок 24 глаза пациента 25. При этом световой поток, сформированный из прямого и отраженного эллиптическим зеркалом частей светового потока лампы накаливания 2, освещает глазное дно глаза пациента. Свет, рассеиваясь, отражается от глазного дна и через офтальмоскопический объектив 12, апертурную диафрагму 13, репродукционный объектив 15, полупрозрачное зеркало 19 и окуляр 18 попадает в глаз 26 врача-оператора. Врач-оператор, используя систему 14 коррекции аметропии глаза пациента и систему коррекции собственной аметропии, связанную с окуляром 18, наводится на глазное дно пациента. Изображения выходных торцов 23 жгута оптических волокон 5 в фотографическом и наблюдательном каналах, создаваемые поверхностями офтальмоскопического объектива 12, маскируются в осветительной системе экранами 8, установленными на плоскопараллельной пластине. Work with fundus camera is as follows. For sighting and photo-registration of the fundus of the examined eye 25 with the dilated pupil, the operator 26 turns on the incandescent lamp 2. The radiation flux of the latter is directed to the condenser 4 both directly and reflected from the elliptical surface of the reflector 1, in the first focus of which there is an incandescent lamp 2. Condenser 4 thus forms two light fluxes from an incandescent lamp 2. At the intersection of their dimensional rays, these fluxes are connected at the input ends 22 of the optical fiber bundle 5. The output ends 23 of the optical fibers the comfort of the ring, which through the lenses 7, 19 is projected onto a mirror 11 with an axial hole, and then an ophthalmoscopic lens 12 into the pupil 24 of the patient’s eyes 25. In this case, the light flux generated from the direct and reflected by the elliptical mirror parts of the light flux of the incandescent lamp 2 illuminates the eye the bottom of the patient’s eye. The light scattering is reflected from the fundus and through the ophthalmoscopic lens 12, the aperture diaphragm 13, the reproduction lens 15, the translucent mirror 19 and the eyepiece 18 enters the eye 26 of the operator. An operator using the patient’s eye ametropia correction system 14 and the patient’s own ametropia correction system associated with the eyepiece 18 is directed to the fundus of the patient. Images of the output ends 23 of the optical fiber bundle 5 in the photographic and observation channels created by the surfaces of the ophthalmoscopic lens 12 are masked in the lighting system by screens 8 mounted on a plane-parallel plate.

При фоторегистрации изображения глазного дна глаза 24 пациента врач-оператор 26 включает импульсную лампу 3, тело свечения которой также дает два световых потока, соединяемые в один на входном торце 22 жгута 5 оптических волокон. Далее ход световых лучей аналогичен вплоть до полупрозрачного зеркала 19, отражающего световой поток на фоторегистратор 21, который открывается для освещения после срабатывания фотозатвора, работающего синхронно с импульсной лампой 3. When photographing the image of the fundus of the eye 24 of the patient, the operator 26 includes a flash lamp 3, the luminescence body of which also gives two light fluxes, connected to one at the input end 22 of the bundle 5 of optical fibers. Further, the path of the light rays is similar up to a translucent mirror 19, which reflects the light flux to the photorecorder 21, which opens for illumination after the operation of the photo shutter, which operates synchronously with the flash lamp 3.

Использование в изобретении эллиптического отражателя, значительно сокращая общее число оптических поверхностей конденсатора, увеличивает полезные световые потки от обеих ламп. В сочетании с жгутом оптических волокон, который в отличие от кольцевой диафрагмы не срезает полезных световых потоков, это позволяет значительно увеличить светосилу фундус-камеры. The use of an elliptical reflector in the invention, significantly reducing the total number of optical surfaces of the capacitor, increases the useful light flux from both lamps. In combination with a bundle of optical fibers, which, in contrast to the annular diaphragm, does not cut off the useful light fluxes, this can significantly increase the aperture ratio of the fundus camera.

Расположение выходных торцов оптических волокон в плоскости предметов проекционной системы осветительного канала позволяет использовать этот канал для гашения бликов от поверхностей офтальмоскопического объектива и варьировать угол охвата конденсора без пересчета оптической схемы осветительного канала фундус-камеры при возрастании ее углового поля. The location of the output ends of the optical fibers in the plane of the objects of the projection system of the lighting channel allows you to use this channel to absorb glare from the surfaces of the ophthalmoscopic lens and to vary the angle of coverage of the condenser without recalculating the optical scheme of the lighting channel of the fundus camera with increasing its angular field.

Изобретение иллюстрируется следующим примером (см. чертеже). Изображение нити лампы накаливания 2 (КГМН 12х50 ТУ16.545.442 83), расположенной в первом фокусе эллиптического отражателя 1, выполненного из латуни с алюминиевым отражающим покрытием, на расстоянии 22,5 мм от его вершины на оптической оси конденсора 4, проектируется на колбу 3 импульсной лампы (ФК-0,6 ОДО 337. 160 ТУ), расположенную на расстоянии 67,5 мм от вершины на оптической оси двухкомпонентного конденсора (β = -2,6^x А= 0,61). Конденсор 4 воспринимает как прямой, так и отраженный эллиптическим зеркалом световые потоки обеих ламп, причем импульсная лампа 3 расположена на расстоянии 14 мм от его первой поверхности. В месте пересечения габаритных лучей названных выше потоков, на расстоянии 80 мм от вершины последней поверхности конденсора 4 установлен входной торец 22 жгута оптических волокон 5, составленный из входных торцов круглой формы диаметром 2 мм десяти оптических волокон. Форма входного торца
окружность диаметром 14 мм (общий вид показан на виде А). Выходной торец 23 жгута оптических волокон 5 сформирован как краевое кольцо (внутренний диаметр 8 мм, наружный 12 мм). Выходной торец 23 жгута оптических волокон 5 показан на виде В. Торец 23 расположен в фокальной плоскости первого объектива 7 проекционной системы. Объектив 7 состоит из коллектива 6, положительного мениска и склейки (f' 48,36 мм, S_F -38,26 мм). Второй объектив 10 проекционной системы, состоящий из склейки и положительного мениска (f' -49,62 мм,

34,70 мм), изображает с увеличением -1^x выходной торец 23 жгута 5 на зеркале 11 с осевым отверстием, совпадающим с апертурной диафрагмой наблюдательного и фотографического каналов.The invention is illustrated by the following example (see drawing). The image of the filament of an incandescent lamp 2 (KGMN 12x50 TU16.545.442 83) located in the first focus of an elliptical reflector 1 made of brass with an aluminum reflective coating at a distance of 22.5 mm from its apex on the optical axis of the condenser 4 is projected onto the bulb 3 of a pulse lamps (FK-0.6 ODO 337. 160 TU) located at a distance of 67.5 mm from the top on the optical axis of a two-component condenser (β = -2.6 ^x A = 0.61). The capacitor 4 perceives both direct and reflected by an elliptical mirror light fluxes of both lamps, and the flash lamp 3 is located at a distance of 14 mm from its first surface. At the intersection of the dimensional rays of the above streams, at a distance of 80 mm from the top of the last surface of the condenser 4, an input end 22 of the optical fiber bundle 5 is installed, composed of input round ends with a diameter of 2 mm of ten optical fibers. Entrance End Shape
a circle with a diameter of 14 mm (a general view is shown in view A). The output end 23 of the optical fiber bundle 5 is formed as an edge ring (inner diameter 8 mm, outer 12 mm). The output end 23 of the optical fiber bundle 5 is shown in view B. The end face 23 is located in the focal plane of the first lens 7 of the projection system. Lens 7 consists of team 6, a positive meniscus and gluing (f '48.36 mm, S _F -38.26 mm). The second lens 10 of the projection system, consisting of gluing and a positive meniscus (f '-49.62 mm,

34.70 mm), shows with an increase of -1 ^{x the} output end face 23 of the bundle 5 on the mirror 11 with an axial hole matching the aperture diaphragm of the observation and photographic channels.

При включении ламп (КГМН 12х50 и ФК-0,6), офтальмоскопический объектив 12 (двояковыпуклая линза с одной асферической поверхностью, f' 34,20 мм, световой диаметр 50 мм) изображает выходной торец 23 жгута 5 в плоскости зрачка 24 пациента 25 (внутренний диаметр изображения краевого кольца составляет 4 мм, а наружный 6 мм). При этом та часть светового потока, которая участвует в изображении краевого кольца 23 в наблюдательном и фотографическом каналах, будучи отражена поверхностями офтальмоскопического объектива 12 экранируется осевыми непрозрачными экранами диаметром 0,2 мм и 0,9 мм, установленными на ограничивающих поверхностях плоскопараллельной пластины 8, расположенной на расстоянии 29 мм от последней поверхности объектива 7 (см. фиг.). Репродукционный объектив 15 имеет следующие параметры:
f′ = 80,60 мм, β = -0,75^x,-
а окуляр 18 следующие параметры:
f′ = 32,63 мм, 2ω = 45^°.
Технические характеристики фундус-камеры таковы:
Угловое поле, град 45
Увеличение фотосъемки, крат 1,9
Видимое увеличение, крат 0,92
Рабочее расстояние, мм 48
Расстояние между входным и выходным зрачками, мм 545
Диаметр входного зрачка, мм 2
Пределы коррекции аметропии глаза
пациента, дптр ± 16
врача, дптр ± 5.When the lamps are turned on (KGMN 12x50 and FK-0.6), the ophthalmoscopic lens 12 (a biconvex lens with one aspherical surface, f '34.20 mm, light diameter 50 mm) depicts the output end 23 of the tourniquet 5 in the plane of the pupil 24 of patient 25 ( the inner diameter of the image of the edge ring is 4 mm, and the outer 6 mm). Moreover, that part of the light flux that is involved in the image of the edge ring 23 in the observation and photographic channels, being reflected by the surfaces of the ophthalmoscopic lens 12, is shielded by axial opaque screens with a diameter of 0.2 mm and 0.9 mm mounted on the bounding surfaces of the plane-parallel plate 8, located at a distance of 29 mm from the last surface of the lens 7 (see Fig.). The reproduction lens 15 has the following parameters:
f ′ = 80.60 mm, β = -0.75 ^x , -
and eyepiece 18 the following parameters:
f ′ = 32.63 mm, 2ω = 45 ^° .
Technical characteristics of fundus cameras are as follows:
Corner field, city 45
Increase in photography, a factor of 1.9
Visible increase, multiple 0.92
Working distance, mm 48
The distance between the entrance and exit pupils, mm 545
The diameter of the entrance pupil, mm 2
The limits of correction of eye ametropia
patient diopters ± 16
physician, diopters ± 5.

Технологичность фундус-камеры имеет исключительное значение по той причине, что в выпускаемых в настоящее время приборах размеры углового поля (до 60^o) меньше требуемых в офтальмологии. Поэтому рост технического уровня фундус-камер, в первую очередь, связан с ростом углового поля, а следовательно, диаметр пятна засветки. Как показывает анализ научно-технической, в частности патентной информации, принципиальная оптическая схема прибора при этом сохраняется (можно, например, сравнить фундус-камеры "Retinofot, RCM250 (угловое поле не более 42^o) и фундус-камеру RCS310 (угловое поле 60 ^o) (Германия). Рост углового поля, а, следовательно, пятна засветки достигается пересчетом оптической схемы, что весьма дорого. Тем более это относится к этапам проектирования и изготовления нового прибора.The manufacturability of the fundus camera is of exceptional importance for the reason that in the devices currently manufactured, the angular field dimensions (up to 60 ^o ) are smaller than those required in ophthalmology. Therefore, the increase in the technical level of fundus cameras is primarily associated with an increase in the angular field, and therefore, the diameter of the spot of illumination. As the analysis of scientific and technical, in particular patent information shows, the basic optical design of the device is preserved (for example, you can compare the fundus cameras "Retinofot, RCM250 (angular field no more than 42 ^o ) and the fundus camera RCS310 (angular field 60 ^o ) (Germany). An increase in the angular field, and, consequently, the spot of illumination is achieved by recalculating the optical scheme, which is very expensive, especially as it relates to the design and manufacturing stages of a new device.

Для увеличения углового поля предложенной фундус-камеры потребуется пересчет оптической схемы наблюдательного, фотографического каналов и проекционной системы осветительного канала. Кроме того, потребуется изготовить новый жгут оптических волокон. Но если при расчете оптической схемы, принятой за базовую, ориентироваться на максимальное угловое поле, а на этапе изготовления путем селекции распределить оптические элементы, для фундус-камеры с меньшим угловым полем требования к качеству изготовления могут быть снижены. Тогда увеличения углового поля можно достичь за счет смены жгута оптических волокон, используя установленную вне корпуса оптической системы конденсорную часть осветительного канала. To increase the angular field of the proposed fundus camera, it will be necessary to recalculate the optical scheme of the observation, photographic channels and the projection system of the lighting channel. In addition, you will need to make a new bundle of optical fibers. But if, when calculating the optical scheme adopted as the base one, we focus on the maximum angular field, and distribute the optical elements at the manufacturing stage by selection, for a fundus camera with a smaller angular field, the requirements for the quality of production can be reduced. Then, an increase in the angular field can be achieved by changing the bundle of optical fibers using the condenser part of the illumination channel installed outside the body of the optical system.

Таким образом, благодаря изобретению повышается технологичность фундус-камер и снижается время и материальные затраты на проектирование и изготовление приборов с повышенными техническими характеристиками. Thus, thanks to the invention increases the manufacturability of fundus cameras and reduces the time and material costs for the design and manufacture of devices with enhanced technical characteristics.

Для сравнительной оценки светосилы предложенной фундус-камеры и аналога приведем светотехнический расчет освещенности, создаваемой на сетчатке пациента Е. For a comparative assessment of the aperture ratio of the proposed fundus camera and analogue, we present the lighting engineering calculation of the illumination created on the retina of patient E.

Расчет выполнен по формуле:

где dφ′ световой поток, падающий на элемент поверхности сетчатки глаза пациента;
dS' площадь этого элемента.The calculation is performed according to the formula:

where dφ ′ is the light flux incident on the surface element of the retina of the patient’s eye;
dS 'is the area of this element.

При одном и том же угловом поле и постоянном потоке излучения

где Е₁, E₂ освещенности, создаваемые, соответственно, фундус-камерой-аналогом и изобретенной фундус-камерой;

световые потоки, падающие на зрачок глаза пациента.With the same angular field and constant radiation flux

where E ₁ , E ₂ illumination created, respectively, fundus-camera-analogue and invented fundus-camera;

light streams incident on the pupil of the patient’s eye.

Считается, что используется одна и та же лампа накаливания с плоским светящимся телом и что технические характеристики оптических компонентов осветительных каналов, а также площади изображений краевых колец на зрачке глаза пациента одинаковы. В изобретенной фундус-камере площадь входного торца эквивалентна (с учетом линейного увеличения проекционной системы и офтальмоскопического объектива) площади изображения краевого кольца на зрачке. Входной торец воспринимает световой поток, выражаемый формулой:

где f_o световой поток лампы накаливания;
2π телесный угол, в котором он распределен;
W₂ угол охвата конденсора;
τ_конд коэффициент пропускания конденсора.It is believed that the same incandescent lamp with a flat luminous body is used and that the technical characteristics of the optical components of the lighting channels, as well as the area of the image of the edge rings on the pupil of the patient’s eye, are the same. In the invented fundus camera, the area of the entrance end is equivalent (taking into account the linear increase in the projection system and the ophthalmoscopic lens) the area of the image of the edge ring on the pupil. The input end accepts the luminous flux, expressed by the formula:

where f _{o the} luminous flux of an incandescent lamp;
2π solid angle in which it is distributed;
W ₂ angle of coverage of the condenser;
τ _{cond is} the transmittance of the condenser.

Пройдя жгут оптических волокон, световой поток распределяется в телесном угле, соответствующем числовой апертуре 0,5. На входной зрачок глаза пациента падает световой поток, определяемый по формуле

где t_вол= 0,4-0,6 коэффициент пропускания жгута;
τ_ос коэффициент пропускания оптической системы осветителя.Having passed a bundle of optical fibers, the light flux is distributed in a solid angle corresponding to a numerical aperture of 0.5. The luminous flux determined by the formula falls onto the entrance pupil of the patient’s eye

where t _vol = 0.4-0.6 transmittance of the tow;
τ _os the transmittance of the optical system of the illuminator.

В приборе-аналоге нить лампы накаливания проектируется, минуя полупрозрачную пластину, в плоскость кольцевой диафрагмы, освещенность которой Е_кд определяется формулой:

где b² площадь нити накаливания лампы;
τ_п.п= 0,5 коэффициент пропускания полупрозрачной пластины;
σ_A′ задний апертурный угол конденсора.In an analog device, the filament of an incandescent lamp is projected, bypassing a translucent plate, into the plane of the annular diaphragm, the illumination of which E _cd is determined by the formula:

where b ^{2 the} area of the filament of the lamp;
τ _pp = 0.5 transmittance of a translucent plate;
σ _{A ′ is the} rear aperture angle of the condenser.

Величина светового потока, прошедшего через кольцевую диафрагму и падающего на зрачок глаза пациента, выражается формулой

где

площадь кольцевой диафрагмы.The magnitude of the light flux passing through the annular diaphragm and incident on the pupil of the patient’s eye is expressed by the formula

Where

the area of the annular diaphragm.

Соотношение освещенности сетчатки глаза пациента выражается формулой

При угловом поле, равном 45^o, и при следующих числовых значениях входящих параметров:
Ω₂= 3,14 рад., b 2,6 мм (лампа КГМН 12х50), D 12 мм, d 8 мм, σ_A′= 20^°
соотношение освещенностей Е₂ к Е₁ составляет приблизительно 2,9.The ratio of illumination of the retina of the patient’s eye is expressed by the formula

With an angular field of 45 ^o , and with the following numerical values of the input parameters:
Ω ₂ = 3.14 rad., B 2.6 mm (KGMN lamp 12x50), D 12 mm, d 8 mm, σ _{A ′} = 20 ^°
the ratio of illuminances E ₂ to E ₁ is approximately 2.9.

Claims

A fundus camera containing observation, photographic channels with a common aperture diaphragm, a lighting channel connected to them through an ophthalmoscopic lens, containing an end reflector, a capacitor, an incandescent lamp, a flash lamp, a device for separating light fluxes, which includes a projection system with a plane-parallel plate with opaque axial screens and a mirror with an axial hole mounted between the ophthalmoscopic lens and the aperture diaphragm, characterized in that, with the aim of To increase the luminosity and manufacturability, the end reflector has an elliptical surface, the semi-major axis of which coincides with the optical axis of the condenser, while the incandescent lamp and the flash lamp are located respectively in the foci of this surface, and an optical fiber bundle is installed between the condenser and the projection system, the input ends of which are installed in the intersection of the dimensional rays of the direct and reflected light fluxes of each lamp, and the output ends are located along the edge ring that is optically paired with rokal and equal to the area of the input ends.