DE10348854A1

DE10348854A1 - Method and device for determining the residual defective vision of a patient

Info

Publication number: DE10348854A1
Application number: DE2003148854
Authority: DE
Inventors: Ingo Müller-Vogt
Original assignee: LAR IP VENTURES Inc
Current assignee: LAR IP VENTURES Inc
Priority date: 2003-10-20
Filing date: 2003-10-20
Publication date: 2005-05-19
Also published as: WO2005037090A1

Abstract

Ein Verfahren zur Ermittlung der Restfehlsichtigkeit eines Patienten während der subjektiven Refraktionsbestimmung mittels eines Phoropters und einer Sehtafel, bei dem DOLLAR A (a) auf der Netzhaut eines Auges des Patienten ein Lichtfleck erzeugt wird; DOLLAR A (b) das von dem Lichtfleck emittierte Licht einem Wellenfrontsensor zugeführt wird; DOLLAR A (c) die Aberrationen des von dem Lichtfleck emittierten Lichts durch Wellenfrontanalyse ermittelt werden, DOLLAR A sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung.A method for determining residual vision of a patient during subjective refraction determination using a phoropter and an eye chart, wherein DOLLAR A (a) generates a spot of light on the retina of an eye of the patient; DOLLAR A (b) the light emitted from the light spot is supplied to a wavefront sensor; DOLLAR A (c) the aberrations of the light emitted by the light spot are detected by wavefront analysis, DOLLAR A and a suitable apparatus for performing the method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Restfehlsichtigkeit eines Patienten während der subjektiven Refraktionsbestimmung mittels eines Phoropters und einer Sehtafel sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The The invention relates to a method for determining residual defective vision a patient during the subjective refraction determination by means of a phoropter and an eye chart and an apparatus for performing this method.

Die Refraktion des menschlichen Auges kann auf unterschiedliche Arten gemessen werden. Prinzipiell ist zwischen zwei unterschiedlichen Methoden zu unterscheiden:

(a) bei der „objektiven" Methode wird die Refraktion durch Analyse eines von der Netzhaut eines Auges des Patienten reflektierten Lichtbündels bestimmt. Sie kann auch bei Patienten – wie Kleinkindern oder Behinderten – genutzt werden, die keine Auskunft über ihr Sehvermögen geben können.
(b) bei der „subjektiven" Methode liefert der Patient selbst die Rückmeldung über die Güte der Sehkraft. Hierzu schaut er durch einen Phoropter oder eine Testbrille auf eine Sehtafel. Dabei werden unterschiedliche optische Korrekturen für beide Augen separat in die Blickrichtung des Patienten eingebracht. Er entscheidet nun subjektiv durch Betrachtung der Optotypen auf der Sehtafel, welche Korrektur das optimale Sehvermögen liefert.

The refraction of the human eye can be measured in different ways. In principle, a distinction must be made between two different methods:

(a) In the "objective" method, the refraction is determined by analyzing a light beam reflected from the retina of the patient's eye, and can also be used in patients, such as infants or the disabled, who can not provide information about their vision.
(b) in the "subjective" method, the patient himself provides the feedback on the quality of vision by looking through a phoropter or a pair of test glasses on an eye chart, whereby different optical corrections for both eyes are placed separately in the patient's line of sight. He now decides subjectively by looking at the optotypes on the eye chart, which correction provides the optimal vision.

Es ist bekannt geworden, die vorbeschriebenen Methoden dahingehend zu kombinieren, um zunächst mittels der objektiven Methode die Refraktion grob zu ermitteln, und anschließend mit der subjektiven Methode die „Feinabstimmung" durchzuführen.It has become known, the methods described above to combine, first by means of the objective method to roughly determine the refraction, and then with the subjective method of "fine-tuning".

Mit den oben beschriebenen Methoden kann die Fehlsichtigkeit üblicherweise in 0,25 dpt Schritten hinsichtlich Defokus und Astigmatismus korrigiert werden. Es besteht allerdings keine Möglichkeit, höhere Ordnungen, wie z.B. das Koma oder die sphärische Aberration auszugleichen und damit zu vermessen. Solange die Refraktionsbestimmung über die subjektive Methode erfolgt und damit die Korrektur einer Fehlsichtigkeit des Patienten subjektiv festgelegt wird, ist eine gezielte, optimale Fehlsichtigkeitskorrektur nicht möglich. Denn die subjektive Wahrnehmung des Patienten basiert stets auf der ihm eigenen Art zu sehen. Hier fließen seine Erfahrungen beim Erkennen von Optotypen mit ein. Ein objektiver Messwert für die wirklich benötigte Korrektur eines Sehfehlers ist hiermit nicht möglich.With The refractive error can usually be the methods described above corrected in 0.25 dpt steps for defocus and astigmatism become. However, there is no possibility of higher orders, such as. the coma or the spherical one Balance aberration and measure it. As long as the refraction determination on the Subjective method takes place and thus the correction of ametropia of the Patient is subjectively determined, is a targeted, optimal Defective vision correction not possible. Because the subjective Perception of the patient is always based on his own way to see. Flow here his experience in recognizing optotypes. An objective Measured value for the really needed Correction of a visual defect is not possible.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem die Refraktion des menschlichen Auges präziser ermittelt und so die Güte der Korrektur einer Fehlsichtigkeit verbessert werden kann.Of the Invention is therefore based on the object to provide a method with the refraction of the human eye determined more precisely and so the Goodness of Correction of ametropia can be improved.

Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung zu schaffen.Further The invention is based on the object for implementing the To provide method suitable device.

Diese Aufgaben werden durch das in Anspruch 1 wiedergegebene Verfahren sowie durch die in Anspruch 6 wiedergegebene Vorrichtung gelöst.These Tasks are achieved by the method set forth in claim 1 and solved by the reproduced in claim 6 device.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird während der subjektiven Refraktionsmessung mittels eines Phoropters und einer Sehtafel, d.h. während der Durchführung der Fehlsichtigkeitsbestimmung nach der „subjektiven" Methode, auf der Netzhaut eines Auges des Patienten ein Lichtfleck erzeugt. Das von dem Lichtfleck emitierte Licht wird einem Wellenfrontsensor zugeführt. Die Aberrationen des von dem Lichtfleck emitierten Lichts wird durch Wellenfrontanalyse ermittelt.at the method according to the invention is during the subjective refraction measurement by means of a phoropter and an eye chart, i. while the implementation Defective vision determination according to the "subjective" method, on which Retina of an eye of the patient produces a spot of light. That from The light emitted from the light spot is fed to a wavefront sensor. The Aberrations of the light emitted by the light spot is transmitted through Wavefront analysis determined.

Bei diesem Verfahren werden die „subjektive" und die „objektive" Methode also parallel durchgeführt, wobei im Gegensatz zu den bekannten Vorgehensweisen die objektive Methode zur Ermittlung der Restfehlsichtigkeit bereits während der Fehlsichtigkeitsdiagnose nach der üblichen subjektiven Methode angewandt wird.at In this method the "subjective" and the "objective" method become parallel performed, where in contrast to the known procedures, the objective method for the determination of the remaining defective vision already during the ametropia diagnosis after the usual subjective method is applied.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der Lichtfleck auf der Netzhaut mittels einer auf Seiten der Sehtafel des Phoropters angeordneten Lichtquelle erzeugt. Für den Patienten spürbar erfolgt die Ermittlung der Restfehlsichtigkeit somit weiterhin nach der subjektiven Methode, da er weiterhin lediglich durch den Phoropter auf die Sehtafel schaut.at a preferred embodiment the procedure, the light spot on the retina by means of a on the side of the eye chart of the phoropter arranged light source generated. For palpable to the patient The determination of the remaining defective vision thus continues to follow the subjective method, since he continues only by the Phoropter looks at the eye chart.

Um zu verhindern, dass bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens die subjektive, optische Wahrnehmung des Patienten beeinflusst wird, wird der Lichtfleck vorzugsweise durch Licht im nicht sichtbaren Wellenlängenbereich erzeugt.Around to prevent in the application of the method according to the invention the subjective, visual perception of the patient is influenced, the light spot is preferably invisible by light Wavelength range generated.

Durchläuft das von dem Lichtfleck auf der Netzhaut emitierte Licht ebenfalls den Phoropter, bevor es dem Wellenfrontsensor zugeführt wird, so können bereits vorhandene Phoropter, die nicht über einen Ausgang verfügen, der den gerade eingestellten optischen Korrekturwert liefert, unverändert Verwendung finden. Desweiteren ist durch diese Maßnahme gewährleistet, dass lediglich geringe Restfehlsichtigkeitswerte durch den Wellensensor erfasst und berechnet werden müssen, so dass dieser auf ein schmales Spektrum von Werten abgestimmt und mit einer hohen Empfindlichkeit ausgestattet werden kann.Go through this light emanating from the spot of light on the retina also sheds the light Phoropter, before it is fed to the wavefront sensor, so can already existing phoropter that does not have have an output, which provides the currently set optical correction value, unchanged use Find. Furthermore, this measure ensures that only small Residual deficiency values are detected and calculated by the shaft sensor Need to become, so that this is tuned to a narrow range of values and can be equipped with a high sensitivity.

Das von dem Lichtfleck emitierte Licht wird – vom Patienten aus gesehen – vorzugsweise hinter dem Phoropter aus der Blickrichtung des Patienten ausgekoppelt. Aufgrund dieser Maßnahme ist es möglich, die Erfassung und Ermittlung der Restfehlsichtigkeit entfernt von der Sehtafel durchzuführen. Bereits vorhandene Sehtafeln können somit unverändert Verwendung finden.The from the light spot emit light is - seen from the patient - preferably decoupled from the patient's line of sight behind the phoropter. Because of this measure Is it possible, the detection and determination of the residual defective vision away from to perform the eye chart. Already existing charts can thus unchanged Find use.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst eine Punktlichtquelle, einen Wellensensor sowie eine Einkopplung des von der Punktlichtquelle emitierten und Auskopplung des von der Netzhaut des Auges des Patienten reflektierten Strahls in bzw. aus der Blickrichtung des Patienten. Eine derartige Vorrichtung braucht vom Patienten aus gesehen lediglich hinter dem Phoropter in den Strahlengang eingebracht werden, um das erfindungsgemäße Verfahren durchführen zu können. Sämtliche bereits vorhandenen Diagnosegeräte wie Phoropter und Sehtafeln können dann unverändert weiter verwendet werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist daher auch für Nachrüstungszwecke bereits bestehender Systeme geeignet.A Apparatus for carrying out the method according to the invention includes a point light source, a wave sensor and a coupling of the point light source emit and decoupling of the of Retina of the patient's eye reflected beam in or out the viewing direction of the patient. Such a device needs seen from the patient just behind the phoropter in the Beam path are introduced to the inventive method carry out to be able to. All already existing diagnostic devices like phoropter and eye charts then unchanged continue to be used. The device according to the invention is therefore also for retrofitting purposes already existing systems suitable.

Die Punktlichtquelle umfasst vorzugsweise eine Infrarotlichtquelle, um die subjektive Refraktionsbestimmung nicht durch zusätzlichen Lichteinfall in das Auge des Patienten im Sichtbaren zu beeinflussen.The Point light source preferably comprises an infrared light source, to the subjective refraction determination not by additional To influence the incidence of light in the patient's eye in the visible.

Die Infrarotlichtquelle kann eine Laserquelle umfassen.The Infrared light source may include a laser source.

Die Einrichtung zur Einkopplung des von der Punktlichtquelle emitierten und Auskopplung des von der Netzhaut des Auges des Patienten reflektiertem Lichts umfasst in einer besonders konstruktiv einfachen und damit bevorzugten Ausführungsform einen Strahlteiler, der im Bereich des sichtbaren Lichts transparent ist, im Infraroten jedoch als Spiegel wirkt.The Device for coupling the emitted from the point light source and decoupling of the reflected from the retina of the patient's eye Light includes in a particularly constructively simple and thus preferred embodiment a beam splitter that is transparent in the visible light range is, but acts as a mirror in the infrared.

Der Wellenfrontsensor umfasst vorzugsweise einen Kamerachip. In Betracht kommt beispielsweise ein solcher, der nach dem CCD-Prinzip arbeitet.Of the Wavefront sensor preferably comprises a camera chip. In consideration comes, for example, one that works on the CCD principle.

Da bereits bestehende Systeme nicht auf eine Ergänzung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgelegt sind, ist es von Vorteil, wenn letztere möglichst geringe Abmessungen aufweist. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist daher der Punktlichtquelle lediglich eine optische Einrichtung zur Erzeugung eines parallelen Lichtbündels, nicht aber einer Einrichtung zur Vorkorrektur nachgeschaltet.There existing systems not on a supplement of a device according to the invention are designed, it is advantageous if the latter as possible has small dimensions. In a particularly preferred embodiment Therefore, the point light source is merely an optical device for generating a parallel light beam, but not a device followed by precorrection.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sollen nun anhand der Zeichnung näher dargestellt werden.The inventive method and the device according to the invention will now be shown in more detail with reference to the drawing.

Die in der Zeichnung als ganzes mit R bezeichnete Vorrichtung ist derart in den Strahlengang S eines Auges A eines Patienten eingestellt, dass das von der Netzhaut N reflektierte Licht zunächst einen üblichen Phoropter P und einen Strahlteiler 1 der Vorrichtung R durchläuft. Er umfasst einen im Bereich des sichtbaren Lichts transparenten, im Infraroten jedoch reflektierenden Spiegel, der in einem Winkel von 45 ° zur optischen Achse O des Systems Auge A – Phoropter P – Sehtafel T angeordnet ist.The apparatus denoted as R in the drawing as a whole is set in the beam path S of a patient's eye A in such a way that the light reflected by the retina N first of all contains a conventional phoropter P and a beam splitter 1 the device R passes through. It comprises a transparent in the visible light, but in the infrared reflecting mirror, which is arranged at an angle of 45 ° to the optical axis O of the system eye A - Phoropter P - Sehtafel T.

In der optischen Achse Q der Vorrichtung R befindet sich ein aus zwei zueinander verlagerbaren Sammellinsen 2,3 und einer dazwischen befindlichen Blende 4 bestehendes optisches System, das zur Erzeugung eines parallelen Lichtbündels L im Infraroten dient.In the optical axis Q of the device R is one of two mutually displaceable collecting lenses 2 . 3 and an aperture in between 4 existing optical system, which serves to generate a parallel light beam L in the infrared.

Zur Erzeugung des Infrarotlichts ist vor dem optischen System eine Lichtquelle 5 und ein dieser nachgeschalteter Polarisator 6 vorgesehen, von dem das polarisierte Infrarotlicht einem Polarisationsstrahlteiler zugeführt wird. Letzterer ist derart konzipiert, dass er das von der Lichtquelle 5 stammende Licht in Richtung der optischen Achse Q zum Strahlteiler 1 reflektiert.To generate the infrared light is in front of the optical system, a light source 5 and one of these downstream polarizers 6 provided, from which the polarized infrared light to a polarization beam splitter to be led. The latter is designed to be that of the light source 5 originating light in the direction of the optical axis Q to the beam splitter 1 reflected.

Ferner umfasst die Vorrichtung R einen Polarisator 8, dessen Polarisationsrichtung gegenüber dem Polarisator 6 um 90 ° gedreht ist.Furthermore, the device R comprises a polarizer 8th whose polarization direction is rotated relative to the polarizer 6 by 90 °.

Das den Polarisator 8 durchsetzende Licht trifft dann auf ein Linsenarray, von dem es einem Kamerachip 10 zugeführt wird.That's the polarizer 8th assertive light then strikes a lens array from which there is a camera chip 10 is supplied.

Die vorstehend prinzipiell beschriebene Vorrichtung dient der Durchführung des folgenden Verfahrens:
Von der Lichtquelle 5 wird ein Infrarot-Lichtstrahl mit einer ebenen Wellenfront erzeugt. Dieser wird mittels des Polarisators 6 polarisiert und mittels des Strahlteilers 7 in den Strahlengang entlang der optischen Achse Q gebracht. Das polarisierte Infrarotlicht wird mittels der teleskopartig angeordneten Linsen 2,3 und der dazwischen befindlichen Blende 4 aufgeweitet und über den Spiegel 1 der Netzhaut N des Auges A zugeführt. Es durchläuft hierbei den Phoropter P.The device described above in principle serves to carry out the following method:
From the light source 5 An infrared light beam is generated with a flat wavefront. This is done by means of the polarizer 6 polarized and by means of the beam splitter 7 brought into the beam path along the optical axis Q. The polarized infrared light is transmitted by means of the telescopically arranged lenses 2 . 3 and the aperture in between 4 expanded and over the mirror 1 the retina N of the eye A supplied. It goes through the phoropter P.

Das von der Netzhaut N emittierte Infrarotlicht durchläuft dann wiederum den Phoropter und wird mittels des Strahlteilers 1 über die Linse 2, die Lochblende 4 und die Linse 3 dem Strahlteiler 7 zugeführt. Bei Durchgang durch das Auge wurde das Infrarotlicht derart polarisiert, daß es den Strahlteiler 7 und den Polarisator 8 teilweise durchsetzt.The infrared light emitted by the retina N then in turn passes through the phoropter and is detected by means of the beam splitter 1 over the lens 2 , the pinhole 4 and the lens 3 the beam splitter 7 fed. When passing through the eye, the infrared light was polarized to be the beam splitter 7 and the polarizer 8th partially interspersed.

Dabei filtert der Polarisator 8 solches Licht heraus, das beispielsweise durch Reflexionen an Linsen erzeugt wurde und nicht vom Augenhintergrund stammt. Das den Polarisator 8 durchsetzende Licht durchdringt ein Linsenarray 9 und wird schließlich von dem Kamerachip 10 erfasst.The polarizer filters 8th such light, which has been produced, for example, by reflections on lenses and does not originate from the ocular fundus. That's the polarizer 8th penetrating light penetrates a lens array 9 and finally the camera chip 10 detected.

Während der Durchführung der „subjektiven" Methode, bei der der Patient eine Sehtafel mit Optotypen beobachtet, trifft daher Licht im Infraroten, das von dem Lichtfleck auf der Netzhaut N des Auges A reflektiert wird, auf den Kamerachip 10, die durch das Patientenauge geformt und von dem Phoropter vorkorrigiert wurde.Therefore, while performing the "subjective" method in which the patient observes an eye chart with optotypes, light in the infrared reflected from the light spot on the retina N of the eye A strikes the camera chip 10 formed by the patient's eye and precorrected by the phoropter.

Die Wellenfrontanalyse erfolgt nun durch eine Darstellung der Wellenfront in einer Art und Weise, die neben der eigentlichen Form gleichzeitig Informationen über Fehlsichtigkeit des Auges liefert, die in der Ophthalmologie direkt verwendet werden kann. Sie basiert auf dem Zernike-Polynom, die von F. Zernike in einer Arbeit über die Phasenkontrastmethode zur Wellenfrontanalyse eingeführt wurden. Diese Zernike-Polynome beschreiben die Wellenfronten klassischer Aberrationen optischer Systeme mit je einem Polynom, sowie die höheren Ordnungen davon.The Wavefront analysis is now performed by a representation of the wavefront in a way that is in addition to the actual shape at the same time information about Ametropia of the eye delivers directly in ophthalmology can be used. It is based on the Zernike polynomial, the by F. Zernike in a work about the phase contrast method was introduced for wavefront analysis. These Zernike polynomials describe the wave fronts of classical Aberrations of optical systems, each with a polynomial, as well as the higher orders from that.

Das Verfahren der Wellenfrontanalyse basiert auf einer Modifikation des Hartmann's Screen-Test. Die zu analysierende Wellenfront wird mit Hilfe eines Lochblendenarrays in viele Abschnitte eingeteilt. Diese einzelnen Lichtquellen bilden je ein Hauptmaximum auf einen Schirm ab, dessen Lage von der Form der eingestrahlten Wellenfront abhängig ist.The Wavefront analysis procedure is based on a modification Hartmann's Screen Test. The wavefront to be analyzed is using a pinhole array divided into many sections. These individual light sources form depending on a main maximum on a screen, whose location of the form the irradiated wavefront is dependent.

Die lokale Verkippung der Wellenfront W(xi,yi) an einer Stelle (xi,yi) ist über die Beziehung:

direkt mit der Verschiebung des Maximas Dxi korreliert, wobei a den Abstand des Kamerachips zum Linsenarray darstellt.The local tilt of the wavefront W (xi, yi) at a position (xi, yi) is via the relationship:

is correlated directly with the displacement of the Maximas Dxi, where a represents the distance of the camera chip to the lens array.

Die Information über die Wellenfront liegt somit in den Positionen der Maxima. Mit Hilfe der Wellenfrontrekonstruktion, die ein in der Zeichnung nicht dargestellter Computer durchführt, lässt sich diese Front ermitteln und in Form von Zernikepolynomen darstellen. Dieses Verfahren unterliegt einem Messbereich, der im folgenden dargestellt wird. Die Verschiebung der Maxima stellt immer eine Mittelung über eine Blende dar. Eine Wellenfront mit Unstetigkeitsstellen, die auf Blendenränder fallen, lässt sich nicht als solche erkennen, da nur lokale Verkippungen wahrgenommen werden. Der Messbereich eines solchen Wellenfrontsensors ist nicht uneingeschränkt. Er wird durch den Abstand des Schirms, den Durchmesser der Blenden sowie den Abstand der Blenden zueinander bestimmt. Die benachbarten Steigungen der Wellenfront dürfen einen maximalen Winkelunterschied (mit Vorzeichenwechsel) nicht überschreiten, da sonst die Fokuspunkte nicht mehr getrennt aufgelöst werden können. Im Falle der automatischen Schwerpunktsbestimmung der Hauptmaximapunkte, die ohne ein Modell für die Intensitätsverteilung dieser auskommt, müssen diese vollständig voneinander getrennt sein. Durch die Vorkorrektur der Fehlsichtigkeit mit Hilfe des Linsensystems des Phoropters kann davon ausgegangen werden, dass der Wertebereich bei dieser Analyse nicht überschritten wird.The information about the wavefront thus lies in the positions of the maxima. With the help of wavefront reconstruction, which is performed by a computer, not shown in the drawing, this front can be determined and represented in the form of Zernike polynomials. This method is subject to a measuring range, which is shown below. The shift of the maxima always represents an averaging over a diaphragm. A wavefront with discontinuities that fall on diaphragm edges can not be recognized as such, since only local tiltings are perceived. The measuring range of such a wavefront sensor is not unrestricted. It is determined by the distance of the screen, the diameter of the screens and the distance between the screens. The adjacent slopes of the wavefront must not exceed a maximum angle difference (with sign change), otherwise the focus points will no longer be separated can be solved. In the case of the automatic center of gravity determination of the principal maximum points, which does not require a model for the intensity distribution of these, they must be completely separated from one another. By pre-correcting the ametropia with the aid of the lens system of the phoropter it can be assumed that the value range is not exceeded in this analysis.

Die Rekonstruktion und Darstellung der Wellenfront aus den gemessenen Verschiebungen Dxi und Dyi geschieht in drei Schritten: Zuerst wird die Steigung der Wellenfront mit Hilfe von orthogonalen Polynomen rekonstruiert, da sie über die folgende Beziehung mit den einzelnen Fokuspunktabweichungen direkt korreliert ist. Die Funktion W(x,y) stellt hierbei die Wellenfront dar, a der Abstand Linsenarray und Kamerachip und der Laufparameter i steht für die einzelnen gemessenen Maxima.The Reconstruction and representation of the wavefront from the measured Shifts Dxi and Dyi happens in three steps: First the slope of the wavefront using orthogonal polynomials reconstructed as they over the following relationship with the individual focus point deviations is directly correlated. The function W (x, y) represents the wavefront a, the distance lens array and camera chip and the run parameters i stands for the individual measured maxima.

Danach wird mittels Koeffizientenvergleich aus der gewonnenen Steigung der Wellenfront die eigentliche Wellenfront ermittelt und in Taylorpolynomen dargestellt. Um eine hohe Anschaulichkeit der Wellenfront zu erreichen, wird diese nun in Zernikepolynomen entwickelt. Der erste Schritt, die Rekonstruktion der Steigung, geschieht über ein Anpassungsverfahren, das nach der Methode der kleinsten quadratischen Abweichung funktioniert. Es wird eine Hilfswellenfront W_H angesetzt, die durch orthogonale Polynome Ln bis zur Ordnung M dargestellt werden kann, Gleichung (3).Thereafter, the actual wavefront is determined by means of coefficient comparison from the obtained slope of the wavefront and displayed in Taylor polynomials. In order to achieve a high degree of clarity of the wavefront, it is now being developed in Zernike polynomials. The first step, the reconstruction of the slope, is done by a fitting method that works according to the least squares method. An auxiliary wave front W _{H is} set which can be represented by orthogonal polynomials Ln to order M, equation (3).

Das Quadrat der Abweichung S der Ableitung der Hilfswellenfront von den gemessenen Verschiebungen dividiert durch die Brennweite, die die Ableitung der gemessenen Wellenfront darstellt, lautet:

The square of the deviation S of the derivative of the auxiliary wavefront from the measured displacements divided by the focal length representing the derivative of the measured wavefront is:

Durch Einsetzen der Gleichung (3) in (4) ergibt sich das Quadrat der Abweichung zu:

By substituting the equation (3) into (4), the square of the deviation becomes:

Zum minimieren von S wird die Ableitung des Ausdrucks nach Dkj und Dlj null gesetzt, das zu den Minimierungsbedingungen führt:

To minimize S, the derivative of the expression after Dkj and Dlj is set to zero, which leads to the minimization conditions:

Die Gleichungen (6) lassen sich umformen zu:

The equations (6) can be transformed into:

Für die orthogonalen Polynome gilt zumindest über einen diskreten Satz von Punkten innerhalb einer vorgegebenen Fläche, die durch die Linsenverteilung gegeben ist:

For the orthogonal polynomials, there is at least a discrete set of points within a given area given by the lens distribution:

Wenn die Beziehung (8) gilt, dann lässt sich das Gleichungspaar (8) nach den Koeffizienten kn und ln auflösen. Damit hat man die Ableitung der Wellenfront ermittelt.If the relationship (8) holds, then lets the equation pair (8) solve for the coefficients kn and ln. In order to you have determined the derivative of the wavefront.

Im zweiten Schritt wird nun wiederum eine Wellenfront, die diesmal in Taylorpolynomen entwickelt wird, angenommen, um mit deren Ableitung unter Zuhilfenahme der Methode des Koeffizientenvergleichs auf die Wellenfront des gemessenen Lichtstrahls zu schließen. In Gleichung (10) ist diese Wellenfront aufgeführt und in Gleichung (11) wird dann der Vergleich der Ableitung durchgeführt.in the second step will now turn a wave front, this time is developed in Taylor polynomials, supposed to lead to their derivation using the method of coefficient comparison on the Wavefront of the measured light beam to close. In Equation (10) lists this wavefront and becomes Equation (11) then the comparison of the derivative is done.

Somit ist die Wellenfront ermittelt und darstellbar. Eine für diese Anwendung bessere Darstellungsweise ist die Benutzung von Zernike-Polynomen. Diese Darstellungsweise ist für die Ophthalmologie sehr vorteilhaft. Die Umrechnung der Wellenfront W(x,y) in die Form der Zernikedarstellung durch die Koeffizienten zi und deren Polynome Zi geschieht nach der folgenden Formel:

Thus, the wavefront is determined and displayed. A better way of using this application is to use Zernike polynomials. This presentation is very beneficial for ophthalmology. The conversion of the wavefront W (x, y) into the form of the cernicious representation by the coefficients zi and their polynomials Zi takes place according to the following formula:

Die Analyse der Wellenfront, die durch das Patientenauge geformt und von dem Phoropter vorkorrigiert wurde, ergibt somit den erwünschten Datensatz über die mit Hilfe der subjektiven Methode nicht erfassten Restfehlsichtigkeit. Ihre zahlenwertige Ermittlung erfolgt mit Hilfe eines mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung verbundenen Rechners, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist.The Analysis of the wavefront formed by the patient's eye and precorrected by the phoropter, thus gives the desired Record over residual vision deficiency not detected by the subjective method. Their numerical determination is carried out with the help of a device according to the invention connected computer, which is not shown in the drawing.

Hierzu werden zunächst die von dem Kamerachip erfassten Daten in den Arbeitsspeicher des Rechners eingelesen. In einem ersten Auswerteschritt werden die so aufgenommen Bilder in Bezug auf Helligkeit, Kontrast und eventuelle Artefakte vorbereitet. Bei der daran anschließenden Bildanalyse geht es darum, alle relevanten Parameter aus den Bilddaten zu extrahieren. Von Interesse sind insbesondere die Schwerpunktskoordinaten und die Form der einzelnen Fokuspunkte.For this be first the data captured by the camera chip into the main memory of the Calculator read. In a first evaluation step, the so taken pictures in terms of brightness, contrast and eventual Artifacts prepared. In the subsequent image analysis, it works therefore to extract all relevant parameters from the image data. Of particular interest are the center of gravity coordinates and the shape of the individual focus points.

Aus den Informationen aus der Form und Lage der Fokuspunkte lassen sich detaillierte Aussagen über die Form der Wellenfront, die in direktem Zusammenhang zu der Aberration steht, machen. Die Form der Wellenfront kann beispielsweise – wie erwähnt – mit den in der Optik oft verwendeten Zernikepolynomen dargestellt werden.Out the information from the form and location of the focus points can be detailed statements about the Shape of the wavefront, which is directly related to the aberration stands, do. The shape of the wavefront can, for example - as mentioned - with the in optics often used Zernike polynomials are represented.

Die Ergebnisse der Wellenfrontanalyse werden dem Anwender nun unter Verwendung grafischer Darstellungsmethoden nahegebracht. Hierzu gehören Diagramme über zeitliche Entwicklungen von interessanten Parametern wie Sphäre, Zylinder, Zylinderwinkel, Augenposition, aber auch Ansichten von 3-D-Wellenfront- und Brechkraftverteilung innerhalb des vermessenden Pupillenbereichs. Diese bereits während des Messverfahrens zugänglichen Informationen ermöglichen eine sofortige Beurteilung der Messungen.The Results of wavefront analysis are now under the user Using graphical representation methods. For this belong Diagrams about temporal developments of interesting parameters such as sphere, cylinder, Cylinder angle, eye position, but also views of 3-D wavefront and Refractive power distribution within the measuring pupil area. This already during accessible by the measuring method To enable information an immediate assessment of the measurements.

Claims

Method for determining the residual defective vision a patient during the subjective refraction determination by means of a phoropter and an eye chart, in which (a) on the retina of one eye Patients a spot of light is generated (b) the light spot emitted light is fed to a wavefront sensor, (c) the aberration of the light emitted by the light spot by wavefront analysis is determined.

Method according to claim 1, characterized in that that the light spot by means of one on the side of the eye chart of the phoropter arranged light source is generated.

Method according to claim 1 or 2, characterized that the light spot is generated by light in the non-visible.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized that the light emitted by the light spot passes through the phoropter.

Method according to claim 4, characterized in that that the light emitted from the light spot from the viewing direction of the patient is decoupled.

Apparatus for carrying out the method according to one the claims 1 to 5, with a light source, with a wavefront sensor, and with a device for coupling the emitiert of the light source and decoupling of the reflected from the retina of the patient's eye Light in or out of the line of sight of the patient.

Device according to claim 6, characterized in that that the light source is a point light source.

Device according to claim 6 or 7, characterized the light source comprises an infrared light source.

Device according to claim 8, characterized in that the infrared light source comprises a laser source.

Device according to one of claims 6 to 9, characterized that the device transparent in the visible, in the infrared includes reflective beam splitter.

Device according to one of claims 6 to 10, characterized the wavefront sensor comprises a camera chip.

Device according to one of claims 6 to 11, characterized that the point light source only an optical device for Generation of a parallel light beam, but not a device for Precorrection is followed.