(57)【要約】【課題】光源によって発生させられた光線における光度を簡単な手段によって均質化することができる装置を提供する。【解決手段】投影光学系の部分として、光源１２と対象物０９との間の光線１３の光線路に、ほぼ面平行な少なくとも２つの面１６，１７，１８，１９を備えた少なくとも１つのプリズム１４が配置されており、該プリズム１４が、可動に支承されていて、駆動装置によって駆動されるようになっており、これによって、光線１３が、プリズム１４の面平行な面１６，１７，１８，１９の通過時にプリズム１４の位置に関連して所定の量Ｘだけ平行にずらされるようになっているようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物（０９，２６）に光線（０３，１３）を投影するための装置（０１，１１，２１）であって、光線（０３，１３）を発生させるための光源（０２，１２，２２）と、光線（０３，１３）を光源（０２，１２，２２）から対象物（０９，２６）に引き続き案内するための投影光学系とが設けられている形式のものにおいて、
投影光学系の部分として、光源（０２，１２，２２）と対象物（０９，２６）との間の光線（０３，１３）の光線路に、ほぼ面平行な少なくとも２つの面（０６，０７，１６，１７，１８，１９）を備えた少なくとも１つのプリズム（０５，１４）が配置されており、該プリズム（０５，１４）が、可動に支承されていて、駆動装置によって駆動されるようになっており、これによって、光線（０３，１３）が、プリズム（０５，１４）の面平行な面（０６，０７，１６，１７，１８，１９）の通過時にプリズム（０５，１４）の位置に関連して所定の量（Ｘ）だけ平行にずらされるようになっていることを特徴とする、対象物に光線を投影するための装置。
【請求項２】
プリズム（１４）が、それぞれほぼ面平行に互いに対応した複数の対の面（１６，１７，１８，１９）を有しており、特にプリズム（１４）が、多角プリズムの形式で形成されている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
面平行に互いに対応した面（１６，１７，１８，１９）が、プリズム（１４）の全周にわたって均等に分配されて配置されていて、均等なｎ角形を形成している、請求項２記載の装置。
【請求項４】
プリズム（１４）が、面平行に互いに対応した２対の面（１６，１７，１８，１９）を有しており、特にプリズム（１４）が、ダイスプリズムの形式で形成されている、請求項２または３記載の装置。
【請求項５】
プリズムの、面平行に互いに対応した種々異なる面（１６，１７，１８，１９）が、それぞれほぼ同じ寸法を有している、請求項２から４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
プリズム（０５，１４）が、回転軸（０８，１５）を中心として旋回可能にかつ／または回転可能に支承されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
回転軸（０８，１５）が、プリズムの、面平行に互いに対応した面（０６，０７，１６，１７，１８，１９）によって規定された平面に対して平行に延びている、請求項６記載の装置。
【請求項８】
プリズム（１４）が、時計回り方向でまたは反時計回り方向で回転駆動されるようになっている、請求項６または７記載の装置。
【請求項９】
プリズム（１４）が、少なくとも約１００ｒ．ｐ．ｓ．の速度で駆動されるようになっている、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
プリズム（０５，１４）が、駆動モータ、特に電動モータによって駆動可能である、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１１】
当該装置において、可動に支承された駆動可能な複数のプリズムが、連続して光線路に配置されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１２】
連続して配置されたプリズムが、それぞれ回転軸を中心として回転可能に支承されており、種々異なるプリズムの回転軸が互いにほぼ直角に延びている、回転軸が、請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
光源（１２）が、ほぼ点状の光線を放出するようになっている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１４】
光源としてレーザまたはレーザダイオード（１２）が使用されるようになっている、請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
光源（０２，２２）が、ほぼ線状の光線を放出するようになっている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１６】
光線が、同じく線状の光線をプリズム（１４）によって長手方向に形成してずらされるようになっている、請求項１５記載の装置。
【請求項１７】
光源として、電気的に加熱される発光螺旋体（０２）を備えた発光手段が使用されるようになっている、請求項１から１６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１８】
光源として、一直線に相並んで配置された複数の発光手段、特に発光ダイオード（２２）が使用されるようになっている、請求項１から１６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１９】
光線が、それぞれ隣接した発光手段（２２）の間の間隔よりも大きい量だけずらされるようになっている、請求項１８記載の装置。
【請求項２０】
当該装置（２１）が、ギャップ絞り（２４）を備えたギャップ投影器の形式で形成されており、光線が、プリズム（１４）によってギャップ長手方向にずらされるようになっている、請求項１から１９までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２１】
当該装置（２１）が、人間の目における検査を実施するための機器の一部である、請求項１から２０までのいずれか１項記載の装置。
【請求項２２】
機器が、眼科学的なシャインプルークカメラの一部を形成している、請求項１から２１までのいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物に光線を投影するための装置であって、光線を発生させるための光源と、光線を光源から対象物に引き続き案内するための投影光学系とが設けられている形式のものに関する。
【背景技術】
【０００２】
冒頭で述べた形式の投影装置は、決して独占的ではないにせよ、たとえば人間の目における検査を実施することができるようにするために医学技術に使用される。特に眼科学的なシャインプルークカメラでは、光線を、検査したい目に投影するために、このような形式の投影装置が必要となる。光線を発生させるために、冒頭で述べた形式の装置では、たとえば電気的なエネルギの変換によって、指向された光線を発生させることができる光源が設けられている。どのような形式で投影光学系が形成されているかは基本的に任意である。この場合、投影光学系が決して変向装置とレンズとを有していない装置も全く可能である。
【０００３】
冒頭で述べた形式の装置の多くの使用事例では、光線における光度の可能な限り均質の分布が所望される。つまり、光度の非均質性によって、測定結果が、望ましくない形式で悪化させられ得る。公知の装置には、使用可能なたいていの光源、たとえば電気的な加熱螺旋体を備えた白熱電球または複数の発光ダイオードから形成された光源が、光線における光度の比較的非均質の分布を有しているという欠点がある。光源が、たとえば一緒に集束されて装置の光線を形成する光を放出する複数の発光ダイオードから成っている場合には、個々の各発光ダイオードによって光線における光度最大部分が生ぜしめられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
公知先行技術から出発して、本発明の課題は、光源によって発生させられた光線における光度を簡単な手段によって均質化することができる装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題を解決するために本発明の構成では、投影光学系の部分として、光源と対象物との間の光線の光線路に、ほぼ面平行な少なくとも２つの面を備えた少なくとも１つのプリズムが配置されており、該プリズムが、可動に支承されていて、駆動装置によって駆動されるようになっており、これによって、光線が、プリズムの面平行な面の通過時にプリズムの位置に関連して所定の量だけ平行にずらされるようになっているようにした。
【０００６】
本発明の有利な構成は従属請求項の対象である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、光線をプリズムの通過時に平行にずらすという基本思想に基づいている。このためには、プリズムが、ほぼ面平行な少なくとも２つの面を有している。プリズムの第１の面での光線の入射時には、光線が、規定された角度だけ変向される。この場合、この変向の量は光線とプリズムの面との間の位置に関連している。第２の面でのプリズムからの光線の出射時には、光線がやはり所定の角度だけ変向される。プリズムの両面の面平行性に基づき、両面での光線の変向量が正確に全く反対の大きさであるので、結果的に光線の平行なずれが入射点と出射点との間で生ぜしめられる。
【０００８】
プリズムは可動に支承されていて、駆動装置によって駆動されるので、光線は、プリズムと光線との間の相対的な位置の永続的な変化に基づき、規定された変動範囲内で常にシフトされる。この場合、光線のシフトは、プリズムの運動速度に関連した速度で行われる。
【０００９】
結果、面平行な少なくとも２つの面を備えた運動させられるプリズムを通る光線の本発明による案内によって、光線における光度最大部分が常に往復移動し、こうして、光線において均等に分配される。たとえば、このような光線によって照明された対象物の写真撮影が行われ、光度最大部分がすでに多重に往復移動させられている時間範囲に照明時間がある場合には、写真撮影における光度最大部分はもはや識別され得ない。すなわち、こうして、オペレータは、絶対的に均質の照明条件を伴った写真撮影を獲得する。
【００１０】
基本的には、本発明による装置を形成するために、使用されるプリズムが、ほぼ面平行なまさに２つの面を有していれば十分である。プリズムの駆動時の使用可能な運動機構を簡単にすることができるようにするためには、プリズムが、それぞれほぼ面平行に互いに対応した複数のペアの面を有していると特に有利である。特にプリズムの全周にわたって均等に分配されて配置されていて、この場合、均等なｎ角形を形成している面を備えたプリズムの使用が可能となる。こうして、この場合、プリズムを、光線における光度の均質化のために、簡単に回転駆動することができる。この場合、回転方向逆転は不要となる。
【００１１】
使用されるプリズムの特に簡単な構造は、このプリズムが光線の屈折のための４つの面を有している場合に得られる。この場合、それぞれ２つの面が面平行に配置されている。
【００１２】
光線における光度の十分な均質化を対象物への光線の衝突時に達成するためには、プリズムが、規定された最低速度を下回らないことが望ましい。プリズムが、たとえば光屈折のための４つの面を有している場合には、プリズムが、少なくとも約１００ｒ．ｐ．ｓ．の速度で駆動されると特に有利である。１秒あたり５０画像の照明速度の場合には、これは、プリズムが１回の画像撮影の間に２回転を実行し、これによって、光線が１回の画像撮影の間にプリズムの４つの面を通って全部で８回、最大の変位の間で平行にシフトされたことを意味している。この場合、局所的な光度最大部分の局所化は個別撮影でもはや不可能となる。
【００１３】
プリズムを駆動するためには、駆動モータ、特に電動モータを設けることができる。必要な限り、プリズムと駆動モータとの間に変速伝動装置が配置されてもよい。
【００１４】
本発明の有利な構成によれば、光線路に連続して、可動に支承された駆動可能な複数のプリズムが配置されていてもよい。この場合、プリズムが光線を１つの平面で平行にずらす限り、これによって、光度の均質化を改善することができる。
【００１５】
別の構成によれば、連続して配置されたプリズムがそれぞれ回転軸を中心として回転可能に支承されている。この場合、それぞれ異なるプリズムの回転軸は互いにほぼ直角に延びている。結果、これによって、光線が第１のプリズムにおいて第１の平面で平行にずらされ、第２のプリズムにおいて、第１の平面に対して直角に延びる平面で平行にずらされることが達成される。こうして、ほぼ点状の光線を放出する光源、たとえばレーザ光源の使用時にこのレーザ光線を直角なフィールドに結像することができる。
【００１６】
本発明による装置は、ほぼ線状の光線を放出する光源の使用時に特に大きな利点を提供する。この場合、線状の光線とは、光線方向に対して横方向でほぼ線状である拡がりを備えた光線を意味している。このような線状の光源は、しばしば、たとえば使用される発光螺旋体または相並んで配置された複数の発光ダイオードによって生ぜしめられる光度における非均質性を有している。この非均質性は、運動させられるプリズムでの屈折によって減少させることができるかまたは完全に回避することができる。
【００１７】
光源として、相並んで配置された一連の発光手段、たとえば発光ダイオードが使用される場合には、光線をプリズムにおいて、それぞれ隣接した発光手段の間の間隔よりも大きい量だけずらすことができると特に有利である。結果、これによって、光度最大部分がプリズムの運動の間、ずれ領域が互いに重なるようにずらされる。
【００１８】
どのような使用技術に本発明による装置が使用されるかは基本的に任意である。本発明による装置は、たとえばシャインプルークカメラにも使用されるようなギャップ投影器に特に大きな利点を提供する。しかし、人間の目における検査を実施するための別の機器にも、本発明による装置の使用は良好に可能である。なぜならば、これらの機器では、基本的に可能な限り均質の照明が見込まれているからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳しく説明する。
【００２０】
図１には、本発明による装置０１の第１の構成が概略的に示してある。発光螺旋体の形式で形成された光源０２によって、ほぼ線状の光線が発生させられる。この光線の拡がりは発光螺旋体０２の長さにほぼ相当している。より理解しやすくするために、光源０２によって発生させられた光線のうち、図１には、真ん中の光線軸しか記入していない。この光線軸は光線０３を表している。また、さらに、光線の光学的な結像も図１〜図３では概略的にしか理解することができない。
【００２１】
光線０３はレンズ０４を通過した後、互いに面平行に配置された２つの面０６，０７を備えたプリズム０５に衝突する。両面０６，０７で光線０３は、それぞれ異なる光学濃度に基づき屈折させられる。この場合、両面０６，０７の面平行性に基づき、光線０３は所定の量Ｘだけ平行に側方にずらされる。この場合、光線０３が側方にずらされる量は、プリズム０５が光線０３の光線軸に対して相対的に傾けられている角度αに関連している。
【００２２】
プリズム０５は回転軸０８を中心として回転可能に支承されていて、駆動装置（図示せず）によって交互に時計回り方向にかつ反時計回り方向に駆動することができる。すなわち、結果的にプリズム０５が中心位置を中心として振り動かされる。この中心位置では、光線０３がプリズム０５を変向なしに通過する。図１に示した変位角αは時計回り方向でのプリズム０５の最大位置を成している。
【００２３】
プリズム０５の通過後、光線０３は投影面０９に衝突し、そこに光源０２を光縞１０として結像する。この場合、実線として示した光縞１０ａは、図１に示した最大位置における仰角αを備えたプリズム０５の位置の場合の光源０２の結像に相当している。この場合、光縞１０ａの長さは、集束レンズ０４による結像後の光源０２の長さに相当している。さらに、図１には、光縞１０ｂが破線で示してある。この光縞１０ｂは、反時計回り方向での最大位置（図１には図示せず）におけるプリズム０５の位置の場合の光源０２の結像に相当している。光縞１０ｂが光縞１０ａに比べて投影面０９で上方にずらされていることが認められる。いま、プリズム０５が装置０１の運転の間に永続的に両終端位置の間で往復運動させられると、投影面０９に結像された光縞１０が極端位置１０ａ，１０ｂの間で移動する。こうして、光縞１０ａ，１０ｂの間のオーバラップ領域で光線０３における光度分布の非均質性が均質化される。
【００２４】
図２には、本発明による装置１１の第２の構成が概略的に示してある。
【００２５】
光源としてレーザダイオード１２が使用される。このレーザダイオード１２は、点状に集束された光線１３を放出する。この光線１３の光線路にはプリズム１４が配置されている。このプリズム１４は回転軸１５を中心として回転可能に支承されていて、駆動モータ（図示せず）によって時計回り方向で回転駆動することができる。プリズム１４は４つの面１６，１７，１８，１９を有している。これらの面１６，１７，１８，１９で光線１３はプリズム１４の通過時に屈折させられる。
【００２６】
プリズム１４の回転角に関連して、光線１３は平行に側方にずらされる。より理解しやすくするために、図２には、プリズム１４が２つの位置で実線もしくは破線によって示してある。光線１３の相応の光線路は、この光線１３に対応して実線もしくは破線で示してある。プリズムが高い速度、たとえば１００ｒ．ｐ．ｍ．で駆動されると、光線１３は線状の光縞２０で投影面０９に結像される。この場合、光縞２０の長さはプリズム１４による光線の最大の変位に関連している。結果、可動のプリズム１４の駆動によって、レーザダイオード１２の、シャープに集束された光を、ほぼ線状の拡がりを備えた１つの光縞に結像し、この場合、光の光度を適宜に分布することが達成される。
【００２７】
図３には、本発明による装置２１の第３の構成が示してある。この装置２１は、たとえば人間の目を検査するためのシャインプルークカメラに使用することができるようなギャップ投影器の形式で形成されている。装置２１の光源として５つの発光ダイオード２２が使用される。これらの発光ダイオード２２は互いに間隔を置いて相並んで一直線に配置されていて、線状の光線を放出する。この光線の拡がりは光線軸に対して横方向でギャップ絞り２４におけるギャップ２３の方向に延びている。
【００２８】
発光ダイオード２２から放出された光線の光線路にはプリズム１４が配置されていて、時計回り方向で少なくとも１００ｒ．ｐ．ｍ．の周速度で駆動される。プリズム１４によって、発光ダイオード２２から放出された光がその都度側方に平行にずらされ、これによって、発光ダイオード２２は、図３に概略的に示したように、ギャップ絞り２４のギャップ２３に多重に結像される。この場合、それぞれ異なる発光ダイオード２２の光度最大部分がオーバラップするので、全体的に光線の光度分布の均質化がギャップ２３で達成される。この場合、均質化された光度分布を備えた光線はレンズ２５を介して、検査したい目２６に投影され、こうして、図３に示していないシャインプルークカメラによって撮影をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１の構成の原理的な構造を上方から見た図である。
【００３０】
【図２】第２の構成の原理的な構造を上方から見た図である。
【００３１】
【図３】第３の構成の原理的な構造を上方から見た図である。
【符号の説明】
【００３２】
０１  装置、  ０２  光源、  ０３  光線、  ０４  レンズ、  ０５  プリズム、  ０６，０７  面、  ０８  回転軸、  ０９  投影面、  １０，１０ａ，１０ｂ  光縞、  １１  装置、  １２  レーザダイオード、  １３  光線、  １４  プリズム、  １５  回転軸、  １６，１７，１８，１９  面、  ２０  光縞、  ２１  装置、  ２２  発光ダイオード、  ２３  ギャップ、  ２４  ギャップ絞り、  ２５  レンズ、  ２６  目、  Ｘ  量、  α  角度
【図１】
2004321803.tif 000003
【図２】
2004321803.tif 000004
【図３】
2004321803.tif 000005