DE2541503A1

DE2541503A1 - Filteranordnung fuer optische untersuchungsgeraete

Info

Publication number: DE2541503A1
Application number: DE19752541503
Authority: DE
Inventors: Otto H Dipl Ing Schmidt; Hans J Ing Grad Spitschan
Original assignee: Heine Optotechnik KG
Current assignee: Heine Optotechnik KG
Priority date: 1975-09-17
Filing date: 1975-09-17
Publication date: 1977-03-24
Also published as: DE2541503B2; US4043646A; DE2541503C3

Description

Filteranordnung für optische Untersuchungsgeräte

Die Erfindung bezieht sich auf eine Filteranordnung für optische Untersuchungsgeräte, mit einem quer zum Lichtweg beweglichen Träger mit wenigstens einem in den Lichtweg schaltbaren Farbfilter und mit einem in einem Träger gelagerten Wärmeschutzfilter.

Die Anwendung farbigen Lichts stellt in der medizinischen Untersuchungstechnik eine wertvolle Ergänzung der diagnostischen Möglichkeiten dar. Zur Erzeugung farbigen Lichts filtert man dabei das Licht einer Glühlampe mit Hilfe von Farbfiltern, die im Prinzip an einer beliebigen Stelle in den Strahlengang der zur Beleuchtung verwendeten Anordnung eingeschaltet werden können. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise in der Deutschen G-ebrauchamusterschrift 1 987 243 beschrieben. Für die Anwendung im medizinischen Bereich sind die Farbfilter im allgemeinen als selektive Absorptionsfilter ausgebildet, die eine durch sie hindurchtretende Strahlung wellenlängenabhängig schwächen. Mit der so entstehenden Verfärbung des Lichtea ist bei diesen Filtern ein meist erheblicher Helligkeitsverlust verbunden, der um so größer ist, je schmalbandiger das Farbfilter ist.

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Ss sind weiter Farbfilter bekannt, die auf dem.Irrterferenzprinzip beruhen und durch ihre besonderen Eigenschaften erhöhten Anforderungen an die Durchlaßcharakteristik genügen. Diese sogenannten Interferenzfilter bestehen im einfachsten Falle aus einer Planglasplatte, die ein- oder beidseitig mit einer Oberflächenschicht versehen ist, an der unter einem bestimmten Winkel auftreffende Strahlen selektiv reflektiert werden. Durch zweckentsprechende Wahl der Herstellungsverfahren lassen sich Durchlaßkurven mit im Vergleich zu denen von Absorptionsfiltern wesentlich größeren Flankensteilheiten und weitaus geringerer Schwächung des durchgelassenei Strahlungsanteils erzielen. Auf diese Weise gefiltertes Licht hat eine höhere spektrale Reinheit, die bis zur Monochromasie gesteigert werden kann»

Wegen ihrer günstigen Eigenschaften sind Interferenzfilter besonders für die Untersuchung des Augenhintergrundes von Interesse. Sie werden auf diesem Gebiet angewendet, um bestimmte Erscheinungen besser oder überhaupt sichtbar zu machen, die bei Beleuchtung mit weißem Licht garnicht und mit durch Absorptionsfilter gefiltertem Licht kaum sichtbar sind, also in Fällen, in denen die spektrale Reinheit oder scharfe Begrenzung des Spektrums eine entscheidende Rolle spielt.

Die für diesen Zweck verwendeten Filter stellen meist eine Kombination mehrerer miteinander verkitteter Einzelfilter dar, unter denen auch Absorptionsfilter sein können.Diese Kombinationsfilter sind verhältnismäßig teuer und haben den Nachteil einer geringen Wärmefestigkeit, was zum Teil auf die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der einzelnen Filtergläser und zum Teil auf die geringe thermische Belastbarkeit der Oberflächenschichten zurückzuführen ist. Wenn man ein solches Filter in den Strahlengang einer leistungsstarken Lampe bringt, besteht wegen des hohen Anteils an Wärmestrahlung der Lampe die Gefahr^ daß das Filter durch thermische überlastung platzt, weil es nicht möglich ist, die nichtbenötigten Strahlungsanteile vollständig zu reflektieren und immer ein gewisser · Anteil der Strahlung absorbiert, also in Wärme umgesetzt wird. Um

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dieser Gefahr des Platzens der teuren Filter wirkungsvoll zu begegnen, schaltet man zwischen Lichtquelle und Farbfilter ein sogenanntes Wärmeschutzfilter, wie es für Film- und Diaprojektoren bekannt ist. Diese Wärmeschutzfilter absorbieren die Wärmestrahlung mehr oder weniger gut. Da ihre Absorptionskennlinie sehr flach verläuft, muß man, um eine wirkungsvolle Wärmeabsorption zu erzielen, einen Kompromiß eingehen und einen Teil des sichtbaren roten Lichts mitdämpfen. Dies führt zu einer mehr oder weniger deutlichen Grünfärbung des Lichtes, die allerdings nur stört, wenn mit weißem Licht gearbeitet werden soll, nicht jedoch, wenn hinter dem Wärmeschutzfilter ein oder mehrere Farbfilter folgen.

Für eine Untersuchung beispielsweise des Augenhintergrundes muß der Untersucher die Möglichkeit haben, sowohl ohne als auch mit vorgeschaltetem Farbfilter zu arbeiten. Im allgemeinen beginnt er eine Untersuchung mit weißem Licht, um sich auf dem Augenhintergrund zu orientieren und schaltet dann bei Bedarf, um besondere Phänomene genauer zu untersuchen, das benötigte Farbfilter ein. Eine Verfär-

der

bung des weißen Lichts, die durch das zum Schutz Interferenzfilter unbedingt erforderliche Wärmeschutzfilter entsteht, wirkt sich störend für die Untersuchung aus und kann unter Umständen zu einem falschen Befund führen, weil Teile des Augenhintergrundea nicht mehr den gewohnten farblichen Eindruck bieten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Farbfilteranordnung für optische Untersuchungsgeräte zu schaffen, die es ermöglicht, optimal ausgelegte Interferenzfilter ohne die Gefahr einer thermischen Überlastung in den Lichtweg einzuschalten, ohne daß bei ausgeschalteten Farbfiltern eine störende Verfärbung de3 Lichts durch Absorptions-Wärmeschutzfilter in Kauf genommen werden müßte.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Wärmeschutzfilter zwischen wenigstens zwei Stellungen hin- und herbeweglich ist, in deren einer es im Lichtweg und in deren zweiter es außerhalb des Lichtweg3 des Untersuchungsgeräts liegt.

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Da hierbei das Warmeschutzfilter beliebig aus dem Lichtweg entfernt werden kann, kann es bei Untersuchung mit weißem Licht ausgeschaltel und zum Schutz der Farbfilter bei Untersuchung mit farbigem Licht in den Lichtweg eingeschaltet werden.

Um die Bedienung des Geräts zu erleichtern, aber hauptsächlich um Bedienungsfehler zu vermeiden und damit die Sicherheit der Filteranordnung zu erhöhen, sind vorzugsweise der Farbfilterträger und der Wärmeschutzfilterträger mechanisch oder elektrisch miteinander gekuppelt, und zwar so, daß das Wärmeschutzfilter dann aus dem Lichtweg herausbewegt ist, wenn kein Farbfilter in den Lichtweg eingeschaltet ist.

Eine bezüglich der Herstellung und der Anwendung besonders einfache und zweckmäßige Ausfuhrungsform zeichnet sich dadurch aus, daß der Farbfilterträger als Scheibe mit längs einer zur Drehachse der Scheibe konzentrischen Kreislinie angeordneten Öffnungen ausgebildet ist,die bis auf eine je ein Farbfilter aufnehmen, und daß der Wärmeschutzfilterträger als parallel zur Farbfilterscheibe schwenkbarer Hebel ausgebildet ist.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Kupplung zwischen der Farbfilterscheibe und dem als Hebel ausgebildeten Wärmeschutzfilterträger ist an der Farbfilterscheibe ein Nocken angebracht, an dem der in Richtung zum Nocken unter Federvorspannung stehende Wärmeschutzfilterträger anliegt. Hierbei ist der Nocken zweckmäßigerweise als senkrecht auf der Farbfilterscheibe stehender Steg mit halbkreisförmig abgerundeten Enden ausgebildet, wobei das eine halbkreisförmige Ende koaxial zur Drehachse der Farbfilterscheibe angeordnet ist.

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Die erfindungsgemäße Farbfilteranordnung kann praktisch in jedes beliebige optische Untersuchungsgerät eingebaut werden, beispielsweise in Endoskope, Ot.oskope oder Ophthalmoskope. Vorzugsweise wird sie, um nicht bei jedem einzelnen Gerät die teure Farbfilteranordnung vorsehen zu müssen, in einen sogenannten Kaltlichtprojektor, und zwar vorzugsweise in dessen Lampeneinschub, eingebaut, also in einen Projektor, an den ein oder mehrere Lichtleitkabel angeschlossen sind. Dies hat den Torteil, daß man auch bei Anschluß von zwei Untersuchungsgeräten (mit Hilfe eines Doppel-Lichtleitkabels) für zwei Untersucher, von denen einer das linke, der andere das rechte Auge untersucht, nur einmal die teuren Interferenzfilter braucht und zudem für beide Beobachter gleichzeitig die Lichtfarbe wechseln kann. Diese Untersuchungstechnik ist beispielsweise bei der Fluoreszenz-AngLoskopie üblich, bei der durch intensives Blaulicht die Fluoreszenz einer in die Blutbahn eines Patienten eingespritzten Flüssigkeit beobachtet wird, während sich diese bis in die feinsten "Verästelungen der Blutgefäße auf der Netzhaut ausdehnt. Dabei wird unter Umständen mit verschiedenen Blaufiltern gearbeitet, deren Durchlaßkurven geringfügig differieren, um bestimmte Phänomene sichtbar zu machen und zu unterscheiden.

Wie bereits erwähnt, ist es im Prinzip gleichgültig, wo die Farbfilter in den Lichtweg eingeschaltet sind. Allerdings wird die thermische Belastung der Filter geringer, wenn zwischen Lampe und Filtern ein Lichtleitkabel eingeschaltet ist. Diese Kabel haben meist einen konstanten Dämpfungsverlauf für sichtbare Strahlung und im nahen Infrarotbereich liegende Strahlung. Wegen der Absorption gewisser Strahlungsteile auf dem Augenhintergrund und wegen

die
des hohen Energiebedarfs für Anregung der Fluoreszenz muß aber die Lichtquelle im Kaltlicht-Projektor eine so hohe Leistung haben, daß auch am distalen Ende eines an diesen angeschlossenen Lichtleitkabels noch ein Wärmeschutzfilter zum Schutz der Farbfilter erforderlich wäre.

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Anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausfülirungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Draufsicht einer Farbfilteranordnung; Fig. 2 den Querschnitt der Farbfilteranordnung der Fig. 1;

und

Fig. 3 die Draufsicht auf die Farbfilteranordnung in zwei ^11X1 ^ von der der Fig. 1 unterschiedlichen Stellungen der

Farbfilterscheibe und des Wärmeschutzfilterträgers.

Gemäß Fig. 1 und 2 ist in einem Rahmenteil 10, beispielsweise eines Kaltlichtprojektors, mittels einer mit einem nichtgezeigten Stellantrieb verbundenen Welle 11 eine Farbfilterscheibe 12 gelagert, in der längs eines zur Welle konzentrischen Kreises mehrere, im vorliegenden Ausführungsbeispiel vier Öffnungen 14, 16, 18 und ausgebildet sind. In den Öffnungen 16, 18 und 20 ist je ein Interferenzfarbfilter angeordnet, während die öffnung 14 leer ist.

Auf der Farbfilterscheibe 12 ist ein stegförmiger Nocken 22 angeordnet, dessen zwei Enden halbkreisförmig ausgebildet sind. Der eine Halbkreis liegt koaxial zur Welle 11.

Auf dem Träger 10 ist mittels einer Schraube 24 und einer AbstandhuO.se 26 ein Wärmeschutzfilterträger 28 in Form eines Hebels gelagert. In dem Wärmeschutzfilterträger 28 ist eine Öffnung 30 vorgesehen, die zur Aufnahme eines nichtgezeigten Wärmeabsorptionsoder Wärmereflexionsfilters dient. In dem Wärmeschutzfilterträger 28 ist weiter eine etwa U-förmige Aussparung 32 vorgesehen, deren zur Längsachse des Wärmeschutzfilterträgers 28 parallele Randfläche an der Randfläche des Nockens 22 anliegt. Auf den Wärmeschutzfilterträger 28 wirkt eine nichtgezeigte Feder, die denselben gemäß Fig. 1, 3 und 4 im Uhrzeigersinn zu verstellen sucht.

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Der Nocken 22 ist auf der Farbfilterscheibe 12 derart angeordnet, daß er bei Verdrehung der Farbfilterscheibe gemäß Fig. 1 im Gegenuhrzeigersinn den Wärmeschutzfilterträger 28 in der in den Fig. 1 und 4 gezeigten Stellung hält, in der die Öffnung 30 mit der Öffnung 16, 18 oder 20 (Fig. 1, 4) und der G-lühlampe 34 (Fig. 2) fluchtet.Bei Drehung der Farbfilterscheibe 12 aus der in Fig. 1 gezeigten Stellung in die Stellung der Fig. 3j in der die leere Öffnung 14 mit der Glühlampe 34 fluchtet, wird der Farbfilterträger 28 mittels des exzentrisch zur Welle 11 angeordneten Teils des Nockens 22 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt, so daß nur die Öffnung 14, nicht jedoch das in der Öffnung 30 vorgesehene Wärmeschutzfilter im Lichtweg verbleibt.

Selbstverständlich ist die leere Öffnung 14 nur dann notwendig, wenn die Möglichkeit gegeben sein soll, in dieser noch ein zusätzliches, nicht aus dem Lichtweg herausschwenkbares Wärmefilter vorzusehen. Gegebenenfalls könnte die Farbfilterscheibe zwischen den Öffnungen 14 und 16 abgeschnitten werden, so daß die Öffnung 14 entfällt. Alternativ hierzu könnte auch die Farbfilterscheibe 12 um wenigstens eine Öffnungsteilung aus der in Fig. 3 gezeigten Stellung weiter im Uhrzeigersinn verstellbar sein.

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Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1.) Filteranordnung für optische Untersuchungsgeräte, mit einem quer zum Lichtweg beweglichen Träger mit wenigstens einem in den Lichtweg schaltbaren Farbfilter, und mit einem in einem Träger gelagerten Wärmeschutzfilter, dadurch gekennzeichnet , daß das Wärmeschutzfilter zwischen wenigstens zwei Stellungen hin- und herbeweglich ist, in deren einer es im Lichtweg und in deren zweiter es außerhalb des Lichtwegs des Untersuchungsgeräts liegt.

2. Filteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Farbfilterträger (12) und der Wärmeschutzfilterträger (28) mechanisch oder elektrisch miteinander gekuppelt sind.

3. Filteranorndung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß der Farbfilterträger al3 Scheibe (12) mit längs einer zur Drehachse der Scheibe konzentrischen Kreislinie angeordneten Öffnungen (H, 16, 18, 20) ausgebildet ist, die bis auf eine je ein Farbfilter aufnehmen, und daß der Wärmeschutzfilterträger (28) als parallel zur Farbfilterscheibe (12) schwenkbarer Hebel ausgebildet ist.

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4. Filteranordnung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen an der Farbfilterscheibe (12) angebrachten Nocken (22), an dem der in Richtung zum Nocken unter Federvorspannung stehende Wärmeschutzfiltertrager (28) anliegt.

5. Farbfilteranorndung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Nocken (22) als senkrecht auf der Farbfilter scheibe (12) stehender Steg mit halbkreisförmig abgerundeten Enden ausgebildet ist, wobei das eine halbkreisförmige Ende koaxial zur Drehachse der Farbfilterscheibe angeordnet ist.

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