WO2010031540A2 - Measuring system for ophthalmic surgery - Google Patents

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WO2010031540A2
WO2010031540A2 PCT/EP2009/006690 EP2009006690W WO2010031540A2 WO 2010031540 A2 WO2010031540 A2 WO 2010031540A2 EP 2009006690 W EP2009006690 W EP 2009006690W WO 2010031540 A2 WO2010031540 A2 WO 2010031540A2
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optical
light
oct
measuring
measuring system
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Markus Seesselberg
Peter Reimer
Christoph Hauger
Christoph KÜBLER
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Carl Zeiss Surgical Gmbh
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/1015Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for wavefront analysis
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/007Methods or devices for eye surgery
    • A61F9/00736Instruments for removal of intra-ocular material or intra-ocular injection, e.g. cataract instruments

Definitions

  • the present invention relates to an ophthalmic surgery measuring system with a wavefront sensor and an imaging optics.
  • the present invention relates to an eye surgery measuring system having a wavefront sensor and imaging optics, which is suitable for providing an operation, in particular for an eye operation, by providing a sufficiently large distance between the imaging optics and an object to be examined.
  • the present invention relates to an eye surgery measuring system with a wavefront sensor and an OCT system.
  • Wavefront sensors for characterizing a shape of a wavefront for measurement light are known in the prior art.
  • such wavefront sensors can be used to measure aberrations of the human eye using a Hartmann-Shack sensor as described in J. Liang, B. Grimm, S. Goelz, JF Bille, "Objective Measurement of wave aberrations of the human eye with the use of a Hartmann-Shack wave-front sensor ", J. Opt. Soc. At the. A11 (1994) pp. 1949-1957, described.
  • a Hartmann-Shack sensor in particular comprises a field of microlenses arranged in a plane, in the common focal plane of which a spatially resolving light sensor is arranged.
  • a shape of a wavefront incident on the field of microlenses can be determined by determining local inclinations of the wavefront in the regions of the individual microlenses.
  • a point-like illumination spot on the retina of the human eye is generated as far as possible. From this punctiform illumination spot emanates a nearly spherical wave, passes through the vitreous body, the lens and the cornea to emerge from the human eye.
  • the shape of the wavefront is changed when the various optical interfaces of the human eye are passed through, which leads to deviations of the emerging wavefront from a plane wavefront in the presence of defective vision.
  • These deviations from a plane wavefront can be represented by local tilting along a lateral area and thus measured with a Hartmann Shack wavefront sensor.
  • US 2005/0241653 A1 discloses a wavefront sensor which can be arranged and fastened on an optical microscopy system, between an objective lens of the microscopy system and an object to be examined.
  • US Pat. No. 6,550,917 B1 discloses a wavefront sensor which can convert a spherical wavefront, which emerges, for example, from a spherically defective human eye, into a plane wavefront so as to increase a measuring range of the wavefront sensor.
  • an optical measuring system which comprises an OCT system and a wavefront analysis system. Based on a measured wavefront shape, an adaptive optical element is driven in such a way that the wavefronts detected by a wavefront detector are substantially plane wavefronts, in order to obtain an improved OCT signal.
  • the wavefront sensors disclosed in the above-mentioned publications are only of limited suitability for operations since they require a small distance of the object to be examined from the optical components closest to the object. Thus, a surgeon does not have enough room to operate.
  • Invention to provide a measuring system with a wavefront sensor, which is suitable for eye surgery, especially cataract surgery.
  • a further object of the present invention is to provide an optical measuring system with a wavefront sensor and an OCT system, which allows an examination of an object by an analysis of wavefronts emanating from the object as well as by recording a three-dimensional structural data set.
  • This measuring system should continue to be suitable for an operation.
  • Embodiments of the present invention provide an optical measuring system, in particular an ophthalmic surgery measuring system, which allows the surgeon enough space to operate.
  • an optical measuring system comprising a wavefront sensor for characterizing a shape of a wavefront of measurement light in an entrance region of the wavefront sensor; and an imaging optic having a first optics assembly and a second optics assembly for imaging an object region into the entrance region of the - A -
  • Wavefront sensor with the help of the measuring light where: 1.1 * f ⁇ d, where
  • f represents a focal length of the first optical assembly
  • d represents a distance between the object area and the first optical assembly.
  • the wavefront sensor can comprise a field of refractive or diffractive optical elements which extends in two spatial dimensions, in particular a field of microlenses.
  • Each of these refractive or diffractive optical elements has the property of collecting the measuring light in a focal plane.
  • a spatially resolving light sensor is arranged in a common focal plane formed by the focal planes of the refractive or diffractive optical elements.
  • This spatially resolving light sensor may include, for example, a CCD camera and / or a CMOS sensor or other photosensitive sensors.
  • the spatially resolving light detector can detect an intensity distribution spatially resolved.
  • the spatially resolving light detector may be arranged in a plane perpendicular to an optical axis of the wavefront sensor.
  • the inlet region • of the wavefront sensor may be provided by a region in which the array of refractive or diffractive optical elements is disposed. In particular, this area can be a level.
  • This plane may, for example, be given by fitting a plane to optical boundary surfaces of the refractive or diffractive optical elements which comprise optical surfaces of the wavefront sensor located farthest from the spatially resolving light detector.
  • bundles of this wavefront are imaged through the array of refractive or diffractive optical elements onto an associated field of regions on the spatially resolving light detector.
  • regions of the collected light bundles may in particular be elliptical or circular.
  • An average position or centroid position of each region relative to a lateral position of the associated refractive or diffractive optical element indicates a local tilt of the refractive or diffractive optical element-associated beam of the wave front incident on the wavefront sensor.
  • the spatially resolving light detector may in particular comprise a multiplicity of sensor segments or pixels. Depending on a light intensity incident on each detector segment, electrical signals are generated by the wavefront sensor, which are then fed to a computing unit.
  • the arithmetic unit is designed to determine a position of the collected light bundles from the electrical signals, in particular a center of gravity position, for example as the center of gravity of a region extending over a plurality of detector segments, which is formed by the impact of a collected light bundle passing through one of the refractive or diffractive optical beams Elements of the wavefront sensor has entered.
  • the wavefront sensor is designed as a Hartmann-Shack sensor.
  • a Hartmann-Shack sensor for example, an interferometer, a classic Hartmann test, a Ronchi test, Talbot interferometry, phase retrieval methods can be used.
  • It can also be provided vorzukompensieren any existing astigmatism of the eye of the patient by a variable cylindrical lens, wherein the cylindrical lens can be rotatably mounted.
  • a liquid lens can be used.
  • the optical measuring system may further comprise a light source for illuminating an object to be examined.
  • the measuring system can be designed to illuminate the smallest possible area of a retina of an eye to be examined.
  • a substantially parallel or even spherical wavefront of measuring light can be incident on the eye to be examined in order, after penetrating the cornea, the lens and the vitreous body of the eye to be examined, to be incident on the retina as a substantially spherical wavefront, around a region of small extent to illuminate.
  • this region can be in particular circular or elliptical. The differences in the lengths of the major axes of the ellipse are greater, the greater is the astigmatic refractive error of the examined eye.
  • the optical measuring system comprises an imaging optics with a first optical assembly and a second optical assembly.
  • the optical assemblies may include one or more reflective and / or refractive and / or diffractive optical components, such as mirrors and / or lenses and / or diffraction gratings, and / or one or more electronically or mechanically controllable variable lenses or mirrors, which z. B. may change their optical power by changing the shape include.
  • Optical components of a Optics assembly may be supported in a fixed relative position relative to each other, such as. B. cemented or held by frames spaced Kittglieder and / or individual lenses.
  • the focal region may take the form of a plane which is perpendicular to an optical axis of the first optical assembly.
  • the focal area is then also referred to as the focal plane. The location of an intersection of the optical axis of the first optical assembly with the focal plane defines a focal point of the first optical assembly.
  • An incident light beam passing through the focal point of the first optical assembly and subtending a small angle with the optical axis is translated by the first optical assembly into a diffractive light beam parallel to the optical axis of the first optical assembly.
  • An intersection of the extended emergent light beam with the elongated incident light beam is at a major plane of the first optical assembly.
  • the focal length f of the first optical assembly is given by a distance of the main plane of the first optical assembly from the focal plane of the first optical assembly.
  • the distance d between the object region and the first optical assembly is given by a distance between the object region and an optical surface of a component of the first optical assembly, wherein the optical surface, along a beam path of the measurement light, a may represent the optical area closest to the object area of components of the first optical subassembly.
  • This component of the first optical assembly is an optical component with a lens effect, ie a component which has a refractive power different from zero.
  • this component is not a plane-parallel plate, and no other is a shape of a wavefront of measurement light-unalterable component.
  • optical components may be arranged at a distance from the object region which is smaller than d, which have no optical refractive power, or whose optical refractive power is very small in comparison to FIG optical power of the first optical assembly, such as less than 5%, in particular 1%, of the optical power of the first optical assembly.
  • An optical power of the first optical assembly is obtained by the reciprocal of its focal length, ie by l / f.
  • the distance d thus characterizes a free area between the first optical assembly and the object to be examined.
  • This free area is sometimes referred to as the work area and the distance d is referred to as the working distance.
  • d> 150 mm in particular d> 175 mm, more particularly d> 190 mm applies.
  • These provided working distances enable operations under a variety of operating conditions, especially for eye surgery.
  • d ⁇ 500 mm in particular d ⁇ 300 mm, more particularly d ⁇ 200 mm.
  • Optical assembly a refractive optical assembly, in particular a lens group.
  • a lens group is a lot of
  • Lenses comprising one or more lenses.
  • Lens group may be formed by cemented members. Lenses of a lens group can be fixed in a relative
  • the optical measuring system further comprises a third optical assembly, which is arranged and formed to image the object area, along a microscope beam path in an image area different from the entrance area of the wavefront sensor.
  • a third optical assembly which is arranged and formed to image the object area, along a microscope beam path in an image area different from the entrance area of the wavefront sensor.
  • the object area lies in a focal area of the first optical assembly.
  • the first optical assembly includes a first optical subassembly and a second optical subassembly spaced from one another. The first optical subassembly and the second optical subassembly together form the first optical subassembly.
  • the first optical subassembly and the second optical subassembly may be supported in fixed positioning relative to each other.
  • an optical path between the first optical assembly and the second optical assembly, which is passed through by the measuring light along a beam path of the measuring light is variable.
  • the variability of the optical path has the advantage that a spherical refractive error of an examined human eye can be precompensated to minimize a spherical portion of a wavefront incident on the wavefront sensor, and thus to increase a measuring range or a dynamic range of the wavefront sensor. If the wavefront of the measurement light has a spherical shape when it strikes the first optical assembly, then the wavefronts in the entry region of the wavefront sensor can be adjusted by adjusting, i. H. Zooming in or out, an optical path between the first optical assembly, in particular the second optical subassembly of the first optical assembly, and the second optical assembly are converted into a wavefront of a substantially planar shape.
  • the focal region of the first optical assembly which may be formed of the first optical subassembly and the second optical subassembly, is further imaged onto the input region of the wavefront sensor.
  • the Modifying the optical path may include displacing / displacing the second optical subassembly relative to the second optical assembly.
  • an actuator may be provided which can provide a driving force for displacement, such as a motor, or which can only impart a driving force for displacement, such as by an adjusting mechanism, e.g. B. a screw or the like.
  • the displacement can take place approximately along a rail.
  • a degree of displacement such as a distance of displacement
  • the actuator may be connected to a controller, whereby the actuator can be activated.
  • the controller may include or use a calibration curve that allows conversion between a degree of spherical vision defect of the examined eye and a distance of displacement for precompensation of this ametropia. With the aid of this calibration curve, activation of the actuator for displacing the second optical subassembly relative to the second optical subassembly is possible with known defective vision of the examined eye.
  • the ophthalmic surgery measuring system is adapted to form a wavefront of measuring light emitted from an eye located in the object region of -5 dpt to +25 dpt or to characterize this passing measurement light.
  • the sign of the indicated refractive errors of the eye is defined such that an aphakic eye, ie an eye whose natural lens is removed, has an ametropia of about +20 dpt.
  • the optical measuring system further comprises a reflector for deflecting the measuring light, in particular by 180 °, which is arranged displaceably in the beam path of the measuring light between the first optical assembly and the second optical assembly to change the traversed optical path of the measuring light ,
  • the reflector is arranged displaceably in the beam path of the measuring light between the second optical subassembly of the first optical subassembly and the second optical subassembly.
  • the reflector comprises at least two mirror surfaces arranged at a non-zero angle. In this case, about two or three mirrors may be used, with no further reflecting surface being present in the reflector. Use of exactly two mirrors is advantageous because of favorable polarization behavior.
  • the optical measuring system further comprises a retroreflector, which is arranged in the beam path of the measuring light between the first optical assembly (in particular the second optical subassembly of the first optical assembly) and the second optical assembly.
  • a retroreflector is an optical system which essentially reverses a propagation direction of the measurement light, that is to say deflects it by 180 degrees. This property is essentially independent of an orientation of a propagation direction of the measurement light relative to the retroreflector.
  • the measuring light is not reflected back, for example, by the retroreflector along the beam path of the measuring light incident on the retroreflector, but guided on a laterally offset path.
  • the optical subassembly and the second optical assembly enable the optical path between the second optical subassembly and the second optical subassembly to be varied by displacing the retroreflector. Displacement of the retroreflector parallel to an optical axis of the first optical assembly by a length 1 results in an increase or decrease of the optical path between the second optical subassembly and the second optical assembly by 2 * n * 1, where n is a refractive index of a medium within the optical path of the measuring light between the second optical subassembly and the second optical subassembly.
  • the optical measuring system can be made particularly compact. Thus, it is also suitable for mounting within or below a microscopy system.
  • the retroreflector comprises a corner cube.
  • An angle reflector comprises a transparent body, which essentially has a shape of a three-sided pyramid, which comprises three mutually orthogonal right-angled, isosceles triangular faces and an equilateral triangular face.
  • an incoming light beam is mirrored on three surfaces. This reflection can be due to total reflection. But it is also possible to mirror the surfaces where a reflection occurs, for example with a thin metal layer. This influences a possible polarization of the light in a different way.
  • the optical measuring system further comprises a beam splitter, which is arranged between the inlet region of the
  • the beam splitter can be designed as a polarization beam splitter.
  • the beam splitter can be used advantageously for coupling the measuring light.
  • the first optics assembly (particularly the second optics subassembly and the first optics subassembly of the first optics assembly) to the object to be measured in the focal region of the first optics assembly undergoes a substantially similar path to that of the one to be inspected Object outgoing light, which passes through the first optical assembly (in particular the first optical subassembly and the second optical subassembly of the first optical assembly) and the second optical assembly to the beam splitter.
  • the measuring light reaches the wavefront sensor along a part of the beam path that is not traversed by the measuring light on the way to the object. This ensures, in particular, that in the case of a spherically ill-examined eye to be examined by changing the optical path between the second optical subassembly and the second optical subassembly, the measuring light illuminating the eye can be adjusted with respect to a spherical portion of the wavefront of the measuring light that the smallest possible spot of the Retina of the eye to be examined is illuminated.
  • the first optical subassembly and the second optical subassembly are so far apart, in particular, along the optical axis of the first optical subassembly that rays emanating from a point in the focal region of the first optical subassembly pass through overlap the first optical subassembly between the first optical subassembly and the second optical subassembly.
  • d (1, 2) represents along an optical axis of the first optical assembly a distance between an optical surface of a component of the first optical subassembly and an optical surface of a component of the second optical subassembly, both components having a non-zero optical power and, at the same time, those optical components the first and second optical subassembly, which have a minimum distance from each other.
  • the first optical subassembly comprises a first lens group, in particular a lens, and a second lens group remote therefrom, wherein the microscope beam path passes through the first lens group of the first optical subassembly and wherein the third optical subassembly comprises a zoom system.
  • the microscope beam path passes through the first lens group of the first optical subassembly and wherein the third optical subassembly comprises a zoom system.
  • a mirror surface such as a folding mirror
  • the mirror surface is provided in order to spatially separate the beam path of the measuring light from the microscope beam path.
  • the second lens group of the first optical subassembly and the second optical subassembly together form an afocal system, in particular a Kepler system.
  • a Kepler system After passing through the afocal system, light formed from plane wavefronts is converted into light, which is likewise formed from plane wavefronts.
  • a Kepler system is an optical system formed of two lens systems, the two lenses arranged at a distance along an optical axis of the system, which corresponds to the sum of the focal lengths of the two lenses.
  • the object region is disposed in a focal region of the first lens group of the first optical subassembly.
  • the first lens group of the first optical subassembly may be considered as a main objective of a microscopy system.
  • the object area is arranged in the focal area of the main objective of the microscopy system. This has advantages in using other optical components downstream of the main objective, such as a zoom system or an eyepiece.
  • the third optical assembly comprises an objective and a zoom system, wherein the beam path of the measuring light is free from penetration of the objective and wherein a mirror surface is arranged in the beam path of the measuring light between the object region and the first optical subassembly.
  • the previously mentioned components of the optical measuring system which are provided both for the purpose of analyzing a wavefront and for optical microscopy.
  • the object area is arranged in a focal area of the objective.
  • the object area is different from a focal area of the first optical unit.
  • the first optical assembly and the second optical assembly together form an afocal system, in particular a Kepler system.
  • a beam splitter is slidably disposed in a beam path of the measuring light between the first optical assembly and the second optical assembly.
  • About the beam control lighting light can be supplied to the object area.
  • a mirror surface (61) is disposed between the first optical assembly and the object region. This can be the optical
  • Measuring system combined with a microscopy system, wherein the beam splitter decouples a portion of light used for microscopy as a measuring light for wavefront analysis.
  • the eye surgery measurement system further comprises an OCT system with an OCT light source for generating OCT measurement light, wherein in a beam path of the OCT measurement light between the first optical assembly and the second optical assembly or between the second optical assembly and the input region of the wavefront sensor, an OCT beam splitter is arranged so as to guide the OCT measuring light for illuminating the object region through at least the first optical assembly therethrough.
  • the OCT beam splitter is disposed between the first optical assembly and the second optical assembly, the OCT measuring light is passed only through the first optical assembly, but not through the second optical assembly, to illuminate the subject area.
  • the OCT measurement light for illuminating the object region passes through both the first optical assembly and the second optical assembly.
  • the OCT measuring light can interact with the OCT beam splitter, which comprises, for example, a transmission or reflection.
  • the OCT beam splitter can serve to arrange the beam path of the OCT measuring light in such a way that it coincides, at least in sections, with a beam path of the measuring light which is used to analyze the wavefront.
  • the measurement light used for the analysis of the wavefront, together with the OCT measurement light can pass through or be reflected by optical components of the system, such as the first optical assembly and optionally also the second optical assembly. This allows a compact and cost-effective design can be realized.
  • OCT optical coherence tomography
  • the OCT light source may comprise OCT measuring light with wavelengths in the visible and / or near infrared light wavelength range, wherein a bandwidth of the OCT light source is set such that a coherence length of the OCT measuring light emitted by the OCT light source is between a few micrometers and a few tens of micrometers , A portion of the OCT measuring light beam emitted by the OCT light source is directed along an OCT beam path, which may comprise mirrors, lenses and / or fiber optics, to an object in the object area, in which it is dependent on the wavelength and the material within the object penetrates to a certain depth of penetration.
  • OCT beam path which may comprise mirrors, lenses and / or fiber optics
  • a portion of the penetrated OCT measuring light is reflected as a function of a reflectivity within the object and is interferometrically superimposed with a second part of the OCT measuring light emitted by the OCT light source, which second part is reflected at a reference surface.
  • the superimposed light is detected by a detector and converted into electrical signals which correspond to intensities of the detected superimposed light. Due to the comparatively short coherence length of the OCT measurement light, constructive interference is observed only when the optical path traveled by the OCT measurement light back and forth to the object is less than the coherence length of the OCT measurement light from the optical path which differs from the second part of the of the OCT light source emitted light, which is reflected from the reference surface, is covered.
  • Variants of an OCT system differ in the manner in which scanning of texture information along a depth direction (axial direction) is performed, and in the way the overlaid light is detected. According to one embodiment of a time
  • TD-OCT Domain OCT
  • An intensity of the superimposed light can in this case be detected by a photodetector.
  • Frequency Domain OCT the second part of the OCT measurement light emitted by the OCT light source is also reflected on a reference surface, the reference surface need not be displaced to obtain structural information from different depths within the object .
  • the superimposed light is split by a spectrometer into spectral parts, which are detected, for example, by a spatially resolving detector, such as a CCD camera.
  • a spatially resolving detector such as a CCD camera.
  • Wavelength of a very narrow-band OCT measuring light is continuously changed and simultaneously the superimposed light is detected by means of a photodiode.
  • the OCT system can be used to structurally examine the anterior chamber of the eye or the posterior chamber or even the retina of a human eye, especially during eye surgery.
  • the eye surgery measuring system further comprises at least one pivotable scanning mirror arranged in the OCT beam path between the OCT light source and the OCT beam splitter in order to scan the OCT measuring light over the object area.
  • the OCT system may further comprise collimator optics to collimate the OCT measurement light generated by the OCT light source.
  • the collimated OCT measuring light can then be guided by pivoting the at least one scanning mirror over the object area as a focused OCT measuring light beam in order to obtain structural information from a laterally extended area of the object area.
  • the system may comprise more than one scanning mirror, such as two, which are each pivotable about different axes.
  • the at least one scan mirror, the second lens group of the first optical subassembly, and the second optical subassembly are configured and arranged to image an area near the at least one scan mirror onto a region near the mirror surface.
  • the first optical assembly includes the first optical subassembly and the second optical subassembly.
  • the first optical subassembly comprises a second lens group.
  • the second lens group of the first optical subassembly and the second optical subassembly may form an afocal system to close the region near the Scan mirror on the area near the mirror surface.
  • the mirror surface is arranged in the beam path of the measuring light used for the analysis of a wavefront between the first lens group of the first optical subassembly and the second lens group of the first optical subassembly.
  • the mirror surface which is approximately included in a folding mirror, can redirect the measuring light in such a way that on its way to the object region it passes through another lens, for example a microscope objective.
  • a center of the at least one scan mirror is optically imaged onto a center of the mirror surface by the second lens group of the first optical subassembly and the second optical subassembly.
  • Such an optical image has the advantage that, for different pivoting positions of the at least one scanning mirror of the scanning mirror in different directions from one point reflected OCT measuring light is mapped to a point in the center of the mirror surface, regardless of the pivot position of the scanning mirror, without emigrating what could lead to the fact that the mirror surface is no longer hit. In this way, the mirror surface can be sized relatively small.
  • the system may be configured and adjusted such that a point in the middle of a link between the two scanning mirrors along the OCT beam path through the second lens group optical system of the first Optics subassembly and the second optical subassembly on the mirror surface, in particular on a center of the mirror surface, or at least on an area in the vicinity of the mirror surface, such as a region which along the OCT beam path from a center of the mirror surface is at most a 100-fold, 10-fold, or 2-fold lateral extent of the mirror surface is removed, is mapped.
  • a distance of the area may depend on an optical magnification of the system of the second lens group of the first optical subassembly and the second optical subassembly, such that the distance increases with increasing magnification, such as increases linearly.
  • a region near the scanning mirror may comprise spatial points whose distances to scanning mirrors included in the system are smaller, in particular a factor of 10, a factor of 5, or a factor of 2, smaller than an extent of the scanning mirror included in the system.
  • a region near the mirror surface may comprise spatial points whose distances to the mirror surface, in particular along the OCT beam path, are smaller, in particular by a factor of 10, a factor of 5, or a factor of 2 than an extension of the mirror surface in particular, may include an angle between 30 ° and 60 ° with a direction of the OCT beam path.
  • the eye surgery measurement system further comprises a wavefront light source for generating the measurement light used for analysis of the wavefront, wherein at least 80% of a total intensity of the measurement light generated by light having wavelengths between 800 nm and 870 nm, in particular between 820 nm and 840 nm.
  • the measuring light can be z. B. be generated by a super-luminescent diode (SLD).
  • SLD super-luminescent diode
  • Measuring light of this wavelength is particularly suitable to penetrate through a human eye to the retina, there a To form a light spot to escape after diffuse reflection back out of the eye to be examined in terms of a wavefront shape by the wavefront sensor.
  • the advantage of using light of these wavelength ranges is in particular that light from these wavelength ranges is not perceived by the patient's eye, so that the patient is not dazzled and the iris of the patient's eye also does not contract, which could disturb the measurement.
  • At least 80% of a total intensity of the generated OCT measurement light is formed by light having wavelengths between 1280 nm and 1320 nm, in particular between 1300 nm and 1320 nm.
  • OCT measuring light of these wavelengths is particularly suitable for entering an area of the anterior chamber of the eye and being reflected from this area in order to obtain structural information from the anterior chamber of the eye. It is also possible to obtain structural information from the posterior chamber of the eye and / or retina.
  • spectra of the wavefront light source 3 and the OCT light source may overlap such that at least 60%, in particular at least 80%, of an intensity of the wavefront analysis light is in a wavelength region in which 80% of an intensity of the OCT light is lie.
  • the measuring light for the analysis of the wavefront can essentially comprise the same wavelengths as the OCT measuring light. In this case, it is possible to provide a single light source both for generating the measuring light for analyzing the wavefront and for generating the OCT measuring light.
  • At least 70%, in particular at least 90%, of intensities of the measurement light used for wavefront analysis and of the OCT measurement light lie in non-overlapping wavelength ranges.
  • the measuring light used for wavefront analysis as well as the OCT measuring light, as well as enforce or interact with some of the optical components of the ophthalmic surgery measuring system, such as the first optical assembly and optionally also the second optical assembly
  • both measuring radiation can be separated due to their different wavelength ranges, for example, by dichroic elements. This reduces interference between wavefront measurement and OCT measurement.
  • both measuring radiations can comprise identical wavelength ranges and their spectra can predominantly overlap.
  • the OCT beam splitter comprises a dichroic mirror which in a wavelength range from 800 nm to 870 ⁇ m, in particular from 820 nm to 840 nm, has at least twice as high or at most half as high a transmission as in a wavelength range from 1280 nm to 1340 nm, in particular from 1300 nm to 1320 nm.
  • At least 80% of an intensity of either the measurement light used for wavefront analysis or the OCT measurement light is transmitted through the OCT beam splitter.
  • the OCT beam splitter comprises a dichroic mirror which is in a wavelength range of 1280 nm to
  • 1340 nm in particular 1300 nm to 1320 nm, an at least has twice as high or at most half as high reflectivity as in a wavelength range of 800 to 870 nm, in particular from 820 to 840 nm.
  • dichroic mirror layers of material of different dielectric constants can be applied, which lead to a constructive interference in reflection or transmission when the measuring light or the OCT measuring light.
  • a majority, in particular at least 70%, of an intensity of OCT measurement light incident on the OCT beam splitter is reflected at the OCT beam splitter.
  • a large part, in particular at least 70%, of an intensity of measuring light incident on the OCT beam splitter and used for the wavefront measurement can be transmitted through the OCT beam splitter.
  • FIG. 1A is a schematic representation of a
  • Illumination beam path or wavefront beam path is illustrated;
  • Figure IB schematically shows the one illustrated in Figure IA
  • Figure IC schematically shows a section of the in the
  • Figures IA and IB illustrated embodiment of an optical measuring system
  • FIG. 2A is a schematic illustration of another embodiment of an optical measuring system according to the present invention, illustrating an illumination beam path and a wavefront beam path, respectively;
  • Figure 2B schematically illustrates the embodiment shown in Figure 2A, illustrating an object beam path
  • FIG. 3 schematically illustrates another embodiment of an optical measuring system according to the present invention
  • FIG. 4 schematically illustrates yet another embodiment of an optical measuring system according to the present invention
  • FIG. 5A is a schematic representation of another
  • Embodiment of an optical measuring system according to the present invention wherein a Illumination beam path or a wavefront beam path is illustrated;
  • Figure 5B schematically illustrates the embodiment shown in Figure 5A, illustrating an object beam path
  • FIG. 6 shows an optical measuring system according to a further embodiment of the present invention, wherein in particular an OCT beam path is illustrated;
  • FIG. 7 shows an optical measuring system according to a further embodiment of the present invention, wherein in particular an OCT beam path is illustrated.
  • FIG. 1A schematically illustrates an optical measuring system 1 according to an embodiment of the present invention.
  • Measuring system 1 comprises a light source 3, which generates measuring light 5.
  • Measuring light 5 is collimated by a collimator optics 7 in order to generate measurement light 9 formed from substantially planar wavefronts.
  • Measuring light 9 is reflected at the beam splitter 11 and passes through the cemented element 13.
  • the measuring light converged by the cemented element 13 passes through the diaphragm 15 and is deflected by a 180 ° reflector 17 formed by two mirror surfaces 17 'and 17 "oriented orthogonally to form measuring light 9 to deflect substantially in an opposite direction and laterally, ie in a direction perpendicular to a propagation direction of the measuring light 9 along the optical axis 10, to put.
  • the reflector 17 may in other embodiments, for. B. executed as an angle reflector ⁇ corner cube)
  • the angle reflector comprises a glass body, which is formed in the form of a triangular pyramid, wherein outer surfaces of the pyramid are formed by three equiangular, right-angled triangles, which are arranged in pairs perpendicular to each other. Further, the angle reflector comprises a base surface which is formed in the shape of an isosceles triangle. In the case of using such an angle reflector, the measuring light 9 is reflected at the three isosceles, right triangular faces.
  • the reflector 17 is displaceable in the directions indicated by the double arrow 20 directions.
  • the diaphragm 15 is always arranged independently of a displacement position of the reflector 17 in a focal region of the cemented element 13.
  • measuring light reflected by the reflector 17 passes through the cemented element 19 to form convergent measuring light.
  • measuring light 9 essentially converges to one point, crosses over and continues to run as a diverging measuring light.
  • the diverging measuring light 9 passes through another cemented element 23 in order to be converted into plane wavefronts.
  • the flat measuring light 9 then passes through a ⁇ / 4 plate 24 and finally strikes an eye 25 as plane wavefronts.
  • the pupil of the human eye 25 lies in the object plane 28.
  • the pupil of the eye 25 is understood to be the image of the iris.
  • the pupil is typically about 2.7 to 3 mm behind the apex of the cornea 33.
  • the object plane 28 in this embodiment coincides with the focal plane 29 of the first optic assembly 31 formed of cemented member 23 and cemented member 19.
  • the pupil of the eye 25 is in the focal plane 29th
  • Measuring light 9 passes through the cornea 33 and the lens 35 of the eye 25 in order to reach the point 37 of the retina 39 to be focused. That measuring light, which is constructed on the beam splitter 11 of planar wavefronts, and is thus composed of a bundle of parallel light beams, is imaged on a point 37 on the retina of the eye 25, is at a fixed relative positioning of the optical components only one right-hand Eye without spherical refractive error, the case when reflector 17 is positioned so that the overall system consisting of the three optical assemblies 23, 19 and 13 is afocal.
  • the reflector 17 or the angle reflector 17 can be displaced along the directions indicated by the double arrow 20 in order to allow either a slightly convergent measuring light 9 or a slightly divergent measuring light 9 to be incident on the eye 25.
  • By moving the angle reflector 17 along the directions indicated by the double arrow 20, an optical path length of the measuring light between the cemented element 13 and the cemented element 19 is changed.
  • measuring light 9 can thus be focused on a point on the retina 39 of the refractive eye 25.
  • the illuminated point 37 acts as a diffused light source on the retina 39 of the eye 25 and emits light 41, which is formed by substantially spherical wavefronts.
  • Light 41 passes through the vitreous body, lens 35 and cornea 33 to form light 43.
  • a wavefront of the light 43 deviates from a plane wavefront.
  • the shape of the wavefronts, from which light 43 is formed can be a conclusion on the defective vision of the optical components or Close the interface of the eye 25, ie in particular on the property and shape of the lens 35 and the cornea 33rd
  • Light 43 passes through cementing member 23 to form convergent light. In the area of plane 21, where an image of the retina is formed, light 43 is converged to a minimum extent, in order to then proceed divergently. Measurement light 43 also penetrates cemented element 19, is reflected by reflector 17 and displaced laterally, passes through aperture 15, penetrates cemented element 13 in order to form light which is essentially formed from planar wavefronts. A deviation of the wavefronts of the measuring light 43 from plane wavefronts indicates a defective vision of the eye 25.
  • Measuring light 43 is incident on the entrance area 45 of a Hartmann-Shack sensor 47.
  • the entrance region 45 is formed by a field of microlenses, in the common focal plane of which an electronic image sensor, for example a CCD camera chip, is arranged.
  • the electronic image sensor comprises a plurality of pixels, each of which converts intensity values of received light into electrical signals.
  • the electrical signals are supplied via a data line 49 to a non-illustrated arithmetic unit.
  • the computing unit determines a shift position of the light focused by the microlens, whereby a shape of a wavefront of the measurement light 43 in the entry region 45 of the Hartmann-Shack sensor can be determined.
  • the pupil of the eye 25 in the object plane 28 is disposed in the focal plane 29 of the first optical assembly 31 formed by the cemented members 23 and 19. From the focal point 51 located in the focal plane 29, three beams 53a, 53b, 53c of the light 43 emanate along the object beam path, passing through the ⁇ / 4 plate 24 and the cemented element 23 so as to be converged to an smallest extent in an intermediate image area 55.
  • the rays 53 emanate as divergent rays, and pass through the cemented element 19 to emerge from the cemented element 19 as approximately parallel rays 53a 1 , 53b 1 , 53c 1 .
  • the parallel beams 53a 1 , 53b 1 , 53C are reflected by the reflector 17 and displaced laterally, pass through aperture 15, and pass through cemented element 13 to be focused upon passing through the beam splitter 11 to a point passing through an optical axis of the measuring system 1 and the inlet region 45 of the Hartmann Shack sensor 47 is given.
  • a point in the focal plane 29 is imaged to a point in the entrance region 45 of the Hartmann-Shack sensor 47.
  • a displacement along the directions indicated by the double arrow 20 of the angular reflector 17 does not change this imaging property, since rays which emanate from a point in the focal plane 29, between cemented member 19 and cemented element 13, where in the beam path of the measuring light, the reflector 17 is arranged , are parallel.
  • rays which emanate from a point in the focal plane 29, between cemented member 19 and cemented element 13, where in the beam path of the measuring light, the reflector 17 is arranged are parallel.
  • a shape of a wavefront exiting a right-handed or spherical-refractive eye can be examined with high precision.
  • FIG. 1C schematically illustrates a section of the optical measuring system 1 of the embodiment schematically illustrated in FIGS. 1A and 1B according to the present invention.
  • Rays 53a, 53b and 53c pass through cementing member 23 to be focused in the intermediate image area 55.
  • the three beams continue to divergent and are deflected by cemented member 19 so as to form three parallel beams 53a 1 , 53b 1 and 53c 'which are parallel to the optical axis 10.
  • Cement member 23 and cemented member 19 together form the first optical assembly 31 as described above.
  • a focal length f of the first optical assembly 31 may be determined as follows:
  • the beam 53a 1 parallel to the optical axis 10 is extended toward and beyond the focal plane 29, as illustrated by dashed line 55a 1 .
  • the beam 53a incident into the first optical assembly 31, which is transferred into the beam 53a 1 after passing through the optical system 31, is extended beyond the focal plane 29, as illustrated by dashed line 55a.
  • the line 55a and the line 55a 1 intersect at a point 57a.
  • the point 57a lies in a main plane 59 of the first optical assembly 31.
  • the main plane 59 lies at a distance f away from the focal plane 29 parallel to the main plane 59.
  • the point 57c analogous to point 57a lies through the point of intersection the lines 55c 1 and 55c is formed.
  • the rays 53a and 53c passing through the focus are apparently refracted at the points 57a and 57c, respectively, which are in the main plane 59 so as to be parallel to the optical axis after passing through the first optical assembly 31.
  • the rays 53a ', 53b' and 53c ' are reflected by the angle reflector 17, as illustrated schematically, and are focused by cemented member 13 onto the entrance region 45 of the wavefront sensor 47.
  • the entry region 45 is formed by the cemented member 13 nearest surfaces of microlenses 46.
  • One Object region 28 'in an object plane 28 within the focal plane 29 of the first optical assembly 31 is thus imaged onto the entrance region 45 of the wavefront sensor 47.
  • the microlenses 46 each have a focal length 1.
  • CCD 48 is arranged in order to detect light intensities in a spatially resolved manner.
  • the object area 28 'in the focal plane 29 of the first optical subassembly 31 is arranged at a distance d from an optical area of the first optical subassembly 31 closest to the focal area 29.
  • the distance d is about 2.5 times as large as the focal length f of the first optical assembly 31.
  • the optical measuring system 1 is particularly suitable for eye surgery, in particular for cataract surgery.
  • the cornea or the pupil of an eye to be operated lies in the object area 28 '.
  • the distance d between the cornea or the pupil of the eye to be examined and a component of the first optical assembly 31 in the exemplary embodiment 1 is 220 mm. Therefore, the operating surgeon has enough space to perform the surgery with his hands and surgical instruments.
  • the embodiment 1 of an optical measuring system illustrated in FIGS. 1A, 1B and 1C can be mounted in a fixed positioning relative to an optical microscopy system.
  • the optical measuring system 1 can be in a beam path of measuring light emitted by an object to be examined be supported upstream of a lens of the optical microscopy system.
  • the measurement light 43 emanating from the object region 28 ' can be reflected by a fold mirror 61 indicated diagrammatically in order to impinge on the entrance region 45 of the wavefront sensor 47 after passing through the first optical assembly 31, reflection at the angle reflector 17 and penetration of the cemented element 13.
  • the position of the folding mirror 61 is shown in FIGS. 1A and 1B.
  • Another portion of light emanating from the object area 28 ' is passed through a lens of the microscopy system for microscopic imaging. This allows a surgeon to both obtain a microscopic image of an object to be operated on and perform an analysis of a wavefront shape of measurement light emanating from the object region 28 " Workspace as little as possible.
  • FIGS. 2A and 2B schematically illustrate another embodiment 1a of an optical measuring system according to the present invention.
  • Some components of the optical measuring system 1a are analogous to the components of the optical measuring system 1 illustrated in FIGS. 1A, 1B and 1C, so that for a detailed description of these components reference is made to the corresponding description of embodiment 1.
  • Cement members 19a and 13a of embodiment Ia correspond, for example, to cemented members 19 and 13 of embodiment 1.
  • light source 3, collimator optics 7 and wavefront sensor 47 of embodiment 1 correspond to light source 3a, collimator optics 7a and 7b, respectively.
  • Wavefront sensor 47a of embodiment Ia In contrast to the embodiment 1 of the optical measuring system which comprises cemented element 23 illustrated in FIGS. 1A, 1B and 1C, the embodiment Ia illustrated in FIGS. 2A and 2B instead comprises lens group 23a which is formed by lens system 63a and lens system 65a. As a further difference, embodiment Ia does not include a reflector 17 or an angle reflector 17 as in embodiment 1. Instead, aperture 15a, cemented element 13a, beam splitter IIa, collimator optics 7a, light source 3a and wavefront sensor 47a are in fixed positioning relative to each other and along the optical axis 10a of the measuring system 1a, as illustrated by the dashed box 67a, which is displaceable along directions indicated by the double arrow 69.
  • a change in an optical path between cemented elements 19 and 13, or 19a and 13a, of the measuring light 9 incident on the object region 28 'and of the optical path from the object area 28 'outgoing measuring light 43 compensation of spherical refractive error of an eye to be examined 25, both in terms of illumination and with respect to the analysis of the wavefront of emerging from the eye 25 measuring light.
  • a dynamic measuring range of the wavefront sensor 47 can be extended.
  • an arrangement using a reflector 17 or an angle reflector 17 may instead be provided, as in analogous
  • FIGS. 1A, 1B and 1C Illustrated in Figures IA and IB.
  • the embodiment 1 of the optical measuring system according to the present invention illustrated in FIGS. 1A, 1B and 1C may be implemented without a reflector 17.
  • the diaphragm 15, the cemented element 13, the beam splitter 11, the collimator optics 7, the light source 3 and the wavefront sensor 47 can be held in fixed relative positioning and can be displaceable along the optical axis 10 or can not be displaced, as illustrated in FIGS. 2A and 2B in an analogous manner , If these components are not displaceable, a wavefront sensor 47 with a particularly large dynamic range is provided, since in this case precompensation is not possible when examining a spherically ill-looking eye.
  • the cornea 33 or the pupil of an eye 25 of a right-eye is arranged without spherical refractive error.
  • the light 5a generated by the light source 3a is converted by collimator optics 7a into measuring light 9 consisting of substantially planar wavefronts.
  • the measuring light 9 is incident as plane wavefronts the eye 25 a.
  • the right-eye 25 without spherical vision focusses measuring light 9 on a point 37 of the retina 39 of the eye 25. From 37 spherical wavefronts go out to after passing through the glass body, the lens 35 and the cornea 33 as measuring light 43 with plane wave fronts in the object area 28 'go out.
  • Measurement light 43 passes through lens system 63a, passes through lens system 65a, passes through cemented element 19a, passes through cemented element 13a, and passes through beam splitter IIa to impinge on wavefront sensor 47a.
  • the non-illustrated CCD detector detects a light distribution to a shape of a Wavefront of the outgoing from the object area 28 'measuring light 43 to determine.
  • the working distance d between the object area 28a 1 and a surface of the lens system 63a closest to the object area 28a 1 is about 3 times that of the object area
  • Kittglied 19a formed first optical assembly 31a.
  • this embodiment allows Ia of an optical measuring system a sufficiently large working distance d to provide enough free working space for a
  • FIG. 2B illustrates embodiment 1a of the optical measuring system, wherein an object beam path, ie a beam path emanating from object plane 28a, is illustrated in order to explain a further property of the measuring system 1a.
  • the object beam path corresponds to a pupil beam path.
  • From the focal point 51a outgoing rays 53a, 53b and 53c of the light 43, which focal point 51a is simultaneously in the object area 28a 1 are converted by lens system 63a in each other approximately parallel beams 53a 1 1 , 53b 1 1 and 53c '', each parallel to the optical axis 10a of the optical measuring system Ia.
  • the distance between a main plane 63a 1 of the lens system 63a and the object region 28a 1 is equal to the focal length f (63a) of the lens system 63a.
  • the focal length f (63a) of the lens system 63a substantially corresponds to the working distance d between the object region 28a 1 and a surface of the lens system 63a closest to this object region 28a '.
  • Lens system 65a and cemented member 19a are at a distance arranged along the optical axis 10, which corresponds to a sum of their focal lengths, ie f (65a) + f (19a).
  • the lens system 65a and the cemented member 19a together form a so-called Kepler system.
  • the Kepler system is a special case of an afocal system that converts incident parallel beams into outgoing parallel beams. Accordingly, the parallel beams 53a 1 1 , 53b 1 1 and 53C 'are converted by lens system 65a and cemented member 19a into again parallel beams 53a 1 , 53b 1 and 53c'. After rays 53a 1 , 53b 1 and 53c 'have penetrated cemented member 13a, they are focused into the entrance region 45a of wavefront sensor 47a. Thus, the object area 28a 1 is imaged onto the entrance area 45a of the wavefront sensor.
  • FIG. 3 shows a further embodiment 1b of an optical measuring system according to the present invention.
  • the structure and relative orientation of the elements 63b, 65b, 19b, 13b, IIb, 7b, 3b and 47b substantially corresponds to the structure and relative arrangement of the elements 63a, 65a, 19a, 13a, 11a, 7a, 3a and 47a, respectively, which are illustrated and described in Figs. 2A and 2B.
  • the optical measuring system Ib furthermore comprises further lens elements 71, 73 and 75 which are formed in this order between the object area 28b 'in the focal plane 29b of the lens system 63b, lens system 65b and cemented element 19b first optical assembly 31b are arranged.
  • the Lens element 71 has a focal length of 40 mm
  • the lens element 73 has a focal length of 18.5 mm
  • the lens element 75 has a focal length of 75 mm.
  • These lens elements 71, 73 and 75 are arranged to examine an aphakic eye 25, ie an eye whose lens has been removed, which is accordingly absent in FIG.
  • Illustrated are rays 43a, 43b and 43c, which divergent from the point 37 of the retina 39 of the eye 25 and leave the eye.
  • the illustrated embodiment is an 19-diopter aphakic eye 25.
  • the divergent beams 43a, 43b and 43c which originate from the object area 28b 1 and represent spherical wavefronts, are imaged onto the entrance area 45b of the wavefront sensor by the optical imaging system of the optical measuring system 1b as parallel wavefronts.
  • the lens elements 71, 73 and 75 may optionally be provided in embodiments illustrated in Figures 1A, 1B, 1C and 2A, 2B.
  • FIG. 4 illustrates another embodiment Ic of an optical measuring system according to the present invention.
  • the optical measurement system Ic comprises a wavefront analysis system 77 and an optical microscopy system 79.
  • Many of the components of the wavefront analysis system 77 have a similar structure and relative orientation to the optical measurement system Ia illustrated in FIGS. 2A and 2B. A detailed description of these components is therefore omitted.
  • the lens system 63a of the optical measuring system Ia simultaneously functions as the objective 63c of the optical microscopy system 79 in the optical measuring system Ic Lens 63c has a diameter of 53 mm in the embodiment shown here.
  • Rays 43a, 43b and 43c which emerge as parallel beams from the object region 28c 'in the focal plane 29c of the first optical assembly 31c formed by the lens system 19c, the lens system 65c and the lens 63c and thus form plane wavefronts, fall after passing through the first optical assembly 31c, passing through the cemented element 13c and passing through the beam splitter 11c on the wavefront sensor 47c as plane wavefronts.
  • Non-parallel rays emanating from the object region 28c ' which thus represent non-planar wavefronts, are incident on the wavefront sensor 47c as non-planar wavefronts.
  • a shape of such non-planar wavefronts can be determined by detecting intensity distributions by the wavefront sensor 47c and subsequent evaluation.
  • the optical measuring system Ic allows a microscopic image of the object area 28c 1 .
  • Beams 81 pass through a region 85 of the objective 63c and
  • Rays 83 pass through a portion 87 of the objective 63c to continue as parallel beams.
  • Rays 83 pass through a zoom system 91. Downstream, an eyepiece system and / or a camera can join to image the object area 28c 1 into an image area.
  • Object area 28c 1 is in the illustrated Embodiment 20 cm. This distance d in the illustrated embodiment corresponds to the focal length f (63c) of the objective. Other embodiments provide a 15 cm or 25 cm focal length lens.
  • the beams 43a, 43b and 43c used for analysis of a wavefront pass through the lens 63c of the optical microscopy system 79 in a region 86 of the lens 63c which is different from the regions 85 and 87, through which rays 81 and 83 fall, which are used for microscopic imaging.
  • Wavefront analysis beams 43a, 43b and 43c are coupled out of other components of the optical microscopy system 79 by folding mirrors 61c.
  • beams 43a, 43b and 43c can also be coupled out between the object area 28c 1 and the objective 63c of the optical microscopy system 79 by means of the tilt mirror 61 indicated by a dashed line.
  • embodiment 1 of an optical measuring system illustrated in FIGS. 1A, 1B and IC can be combined with the optical microscopy system 79 or also with an embodiment Id illustrated in FIGS. 5A, 5B.
  • folding mirror 61 is already Illustrated in Figures IA and IB and Figures 5A and 5B.
  • the optical path between lens system 19c and cemented member 13c may be changed by providing a slidable angular reflector 17 as illustrated in FIGS. 1A and 1B.
  • This type of possibility of precompensation of a spherical refractive error of an eye to be examined can be provided both by decoupling the measuring light 43 via folding mirrors 61c and by decoupling the measuring light 43 via folding mirrors 61.
  • the optical measuring system Ic shows the surgeon a microscopic image of the anterior segment of the eye and at the same time allows to analyze a wavefront of measuring light emerging from the eye. This allows an objective refraction measurement with the wavefront sensor. Due to the large workspace available, the wavefront analysis system does not need to be swung out during operation and swung back in when used again, which simplifies operation and does not require pivotal brackets.
  • the object area 28c 1 is located simultaneously in the focal plane of the objective 63c. Downstream of the objective 63c, rays 81 and 83 emanating from a point 51 of the object region 28c 1 are parallel, which provides further advantages for subsequent components and overall microscopic imaging.
  • the wavefront analysis system 77 of the optical measuring system Ic analogous to the embodiment Ib of an optical measuring system, which is illustrated in FIG. 3, further lens elements 71, 73 and 75 can be provided to also analyze wavefronts of measuring light emerging from an aphakic eye. In this way it is possible Eyes with spherical refractive errors of 14 diopters, 19 diopters, 24 diopters and values in between. If the lens elements 71, 73 and 75 are not provided, eyes with spherical refractive errors at least in the range between
  • 5 diopters and +5 diopters are measured by changing the optical path between elements 13 and 19, 13a and 19a, and 13c and 19c.
  • Kepler telescope formed by the lens system 65a and cemented member 19a illustrated in Figures 2A and 2B may be replaced by a Galilean telescope or other afocal system.
  • the entrance area 45 of the wavefront sensor has an extension of 6.34 mm * 6.34 mm according to one embodiment. In other embodiments, other dimensions may be provided.
  • the light source 3, 3a or 3b and 3c typically comprises a superluminescent diode and acts as AlbanylichtquelIe. Providing variability of an optical path in the optical measurement system for precompensation of spherical refractive error is optional.
  • Polarization optical elements such as ⁇ / 4 plates or the design of the beam splitter as a polarization beam splitter are used for the separation of reflected light, which is produced on optical active surfaces, and measuring light, which emanates from the illumination spot 37 on the retina 39.
  • FIGS. 5 A and 5 B schematically illustrate a further embodiment of an optical measuring system Id according to the present invention.
  • an illumination beam path or a wavefront beam path is illustrated in FIG. 5A and an object beam path is illustrated in FIG. 5B.
  • the optical measuring system Id comprises the first optical assembly 3Id, which is designed here as a cemented component is a second optical assembly 13d, which is embodied here as a cemented member, and a wavefront sensor 47d.
  • the optical measuring system Id further comprises a light source 3d, which
  • Beam shaping optics 7 d converted into convergent measuring light 9 to reflect after reflection at the beam splitter Hd in
  • From point 37 goes out light 41, which forms after passing through the human lens 35 and the cornea 33 measuring light 43, which comprises in a right-eye substantially planar wavefronts.
  • the pupil of the human eye is arranged in the object plane 28d in object region 28d '.
  • the distance between the object plane 28d and the cemented element 3Id is indicated as distance d, and the focal length of the cemented element 3 Id is indicated by the distance f in FIG. 5A.
  • Cement member 3Id and cemented member 13d together form an afocal system, in particular a Kepler system.
  • the cemented element 3 Id and the cemented element 13d are at a distance arranged along the optical axis 10d, which corresponds to the sum of the focal length of the cemented element 3id and the focal length of the cemented element 13d.
  • the components contained within the box 14d i. H. the light source 3d, the beam-shaping optics 7d, the beam splitter Hd and the diaphragm 12d, can also be achieved by examining a spherically ill-sighted eye 25, that a small area illumination spot 37 can be produced on the retina 39 of the eye 25.
  • the measuring light 43 emanating from the object area 28d ' is not formed by substantially plane wavefronts, which thus also applies to the measuring light which strikes the entrance area 45d of the wavefront sensor 47d.
  • a wavefront sensor with a particularly large dynamic measuring range is used.
  • the wavefront sensor 47d used in Embodiment Id is able to measure wavefronts of relatively small radius of curvature.
  • FIG. 5B illustrates an object beam path of the optical measuring system Id.
  • Beams 31a, 53b and 53c emanating from a point 28d "in the object area 28d 'in the object plane 28d pass through the cemented element 31d, beam splitter Hd and cemented element 13d to a point 45d' in FIG Entry region of the wavefront sensor 47d to be imaged. It can be seen that the distance d between the cemented element 3 Id and the object plane 28d is much greater than the focal length f of the cemented element 3Id.
  • the optical measuring system Id may comprise a case mirror 61, which allows the optical measuring system Id with an optical microscopy system 79 as illustrated in FIG.
  • the position of the folding mirror 61 is indicated schematically in Figure 4.
  • FIG. 6 schematically illustrates an optical measuring system Ie according to an embodiment of the present invention.
  • the optical measuring system Ie illustrated in FIG. 6 is designed to examine an object region 28e 'by analyzing a wavefront originating from the object region and by optical coherence tomography (OCT).
  • OCT optical coherence tomography
  • the measuring system Ie illustrated in FIG. 6 comprises, in addition to the measuring system 1 illustrated in FIGS. 1A and 1B, an OCT system 93 and an OCT beam splitter 95.
  • the OCT system 93 comprises OCT components 97 which generate an OCT light source of OCT measuring light 99, an optical coupler for dividing and combining OCT measuring light, a reference mirror, a spectrometer, a spatially resolving detector and an evaluation system.
  • the OCT light source emits OCT measurement light 99, which passes through collimator optics 101 to enter as a collimated OCT measurement light beam into a scanner comprising two scanning mirrors 103, 105.
  • the scanning mirrors 103, 105 are pivotable about mutually perpendicular axes in order to scan the OCT measuring light 99 over the object region 28e '.
  • the elements 97, 101 and 103 in FIG. 6 are shown tilted by 90 ° about the connecting line between the two scanning mirrors 103, 105.
  • the OCT measuring light 99 can comprise in a predominant proportion light wavelengths between 1290 nm to 1330 nm.
  • FIG. 6 three OCT measuring light beams are shown, which are reflected by a point A of the scanning mirror 105 when the scanning mirror 105 is in three different pivoting positions, which pass through Turning about a perpendicular to the plane and through the point A extending axis of rotation can be reached.
  • the three OCT measuring light beams 99 strike the OCT beam splitter 95, which comprises a dichroic mirror 96.
  • the dichroic mirror 96 comprises layers of different dielectric properties deposited on a mirror surface of the dichroic mirror 96 to reflect with high efficiency the incident OCT measurement light 99 and to transmit only a small amount, say less than 30%.
  • the OCT measuring light 99 passes through the lens 19e (exemplified here as a cemented element plus single lens) and thereupon the cemented element 23e, the cemented element 23e and the lens 19e together forming the first optical assembly 3Ie.
  • the lens 19e (exemplified here as a cemented element plus single lens) and thereupon the cemented element 23e, the cemented element 23e and the lens 19e together forming the first optical assembly 3Ie.
  • the point A in the center of the scanning mirror 105 is imaged on a point A 1 between the first optical assembly 3 Ie and the object region 28e 'in which the focal point 5Ie of the first optical assembly 3Ie is located.
  • a point P at the center of a connecting line between the scanning mirror 103 and the scanning mirror 105 is imaged by the first optical assembly 3Ie at a point P 1 .
  • an exemplarily illustrated and thus optionally available folding mirror 61 with a mirror surface can be arranged to deflect OCT measuring light 99 returning to the object region 28e 'and OCT measuring light returning from the object region 28e', which is advantageous, for example, if the optical Measuring system Ie is used together with an optical microscope.
  • the mirror 61 may be arranged in a microscope beam path between a main objective of the microscope and the object region 28e '.
  • the property of the optical measuring system Ie, the point P on the on the Folding mirror 61 lying point P 1 advantageous because for different pivot positions of the mirror 103, 105, a migration of the point P 'from a center of the folding mirror 61 is minimized so that the folding mirror 61 can be dimensioned so small that a microscopic beam path hardly vignettiert becomes.
  • all the scanning mirrors of a scanner in this case the scanning mirrors 103, 105, should be arranged as close as possible to the point P, and the case mirror 61 should be arranged as close as possible to the point P 1 .
  • the three different scanning positions of the scanning mirror 105 corresponding to three OCT measuring light beams strike at three different points within the object area 28 ', on which they interact with the object arranged in the object area 28e'. While only three sample points are shown in FIG. 6 by way of example only, the entire object region 28e 'is scanned by continuous pivoting of the scan mirrors 103, 105.
  • OCT measuring light 100 emanating from the object area 28e has been reflected at different layers within the object and thus carries structural information of the examined object.
  • the reflected OCT measuring light 100 passes through the cemented element 23e, the lens 19e and in turn is largely reflected at the dichroic mirror 96 of the OCT beam splitter 95.
  • the returning OCT measuring light 100 passes through the collimator optics 101 to enter an unillustrated optical fiber of the OCT components 97, be superimposed with reference light, spectrally split by a spectrometer, and detected in a spatially resolved manner to become.
  • the embodiment of an optical measuring system Ie illustrated in FIG. 6 also comprises components for analyzing a wavefront, which have already been described above.
  • a beam path of the measuring light 9 which is guided to the object region 28e 'by cemented element 13e, lens 19e and cemented element 23e, and returning measuring light 43 are not illustrated.
  • These beam paths can be taken from FIGS. 1A and 1B, from which it follows in particular that the object region 28 ', in particular the focal point 51e of the first optical assembly 3Ie, also projects into the embodiment of an optical measuring system Ie illustrated in FIG. Shack sensor 47e is shown.
  • this embodiment Ie enables simultaneous examination of the object area 28e 'by analysis of wavefronts emanating from this area and by acquisition of OCT structure data.
  • the wavefront light source 3e be designed in such a way that a substantial portion of the measurement light generated by the light source 3e lies within a wavelength range of approximately 830 nm to 870 nm.
  • the OCT beam splitter 95 in particular its dichroic mirror 96, is designed in this case to transmit a substantial proportion of light in a wavelength range from about 830 nm to 870 nm. This makes it possible to separate the OCT measuring light from the measuring light to examine a wavefront in order to suppress mutual interference.
  • no reflector 17e is provided between the lens 19e and the cemented member 13e, so that an optical path of the measuring light 9, 43 used for analysis of a wavefront is rectilinear along an optical axis of cemented elements 19e, 23e, ie, an optical axis of the first Optical assembly 3 Ie, continues to run without being deflected.
  • the OCT beam splitter 95 may optionally be provided between the first optical assembly 3Ie and the second optical assembly
  • Hartmann-Shack sensor 45e as indicated by dashed box 95a.
  • the OCT system 93 is analogously illustrated by a dashed box labeled 93a.
  • This arrangement of the OCT beam splitter 95a and the OCT system 93a can in particular for
  • Reflector 17e is executed, as described above.
  • FIG. 7 schematically illustrates an optical measuring system If according to a further embodiment of the present invention
  • Measuring system If also components 67c of a wavefront analysis system 77, as well as a microscopy system
  • the microscope system 79 includes.
  • the microscope system 79 comprises a
  • the wavefront analysis system 77 is formed, wavefronts originating from or passing through the object region 28c 'with respect to their shape to examine, as described in detail with reference to Figure 4 above.
  • FIG. 7 illustrates optical measuring system If below
  • the OCT system 93a includes components similar to those in FIG.
  • FIG. 6 illustrates OCT system 93 described in this context.
  • FIG. 7 schematically illustrates a beam path of the OCT measuring light 99a for three different pivot positions of the scanner formed by scanning mirrors 103a, 105a, with a reference to FIG
  • a scanner comprises more than one reflecting surface
  • the point P should advantageously be arranged in such a way as to minimize distances to mirror surfaces of the scanner.
  • Emanating from the point P OCT measuring light beams 99 are reflected by the scanning mirror 105a, 96a reflected in large part by the dichroic mirror and pass through the through cemented lens 19c, and lens component formed 65c afocal system to the point P 1, which in the center of FaItspiegeis 61c is arranged to be imaged.
  • the point P is provided by the cemented component 19c, ie the second optical subassembly of the first optical assembly 31c and by the cemented component 65c, ie the second lens group of the first optical subassembly
  • the point P 1 only minimally travels for different pivot positions of the scanner formed by scanning mirrors 105a, 103a, with migration for an ideally located 3D scanner having only one reflecting surface should disappear.
  • an extension of the folding mirror 61c can be made so small that microscopic beam paths 81 and 83 can be guided past it into corresponding zoom systems of the stereomicroscope system 79.
  • At least the OCT beam splitter 95a can be arranged between the cemented component 65c and the folding mirror 61c.
  • the OCT beam splitter 95, 95a or the dichroic mirror 96, 96a can be designed to transmit OCT measuring light 99, 99a with greater effectiveness than to reflect and furthermore to design the measuring light 9, which is used for wavefront measurement to reflect with greater effectiveness than to transmit.
  • the wavefront analysis system 77 and the OCT system 93, 93a may be reversed in their spatial arrangement.
  • Total intensity of the OCT measuring light includes with a
  • Wavelength range which comprises 70% of a total intensity of the wavefront investigation light, overlap.
  • Wavelength range can be used.
  • simultaneous execution of both measurements is also possible.
  • polarization-optical elements such as ⁇ / 4 platelets or the like can be inserted.
  • the element 11, IIa, IIb, 11c, Hd, He can be embodied as a polarization beam splitter.
  • the OCT measuring light beam 99 is not focused in the object area 28c 1 , 28e ', but in a lower area, such as on the retina of an examined eye.

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Abstract

The invention relates to an optical measuring system comprising a wave front sensor for characterizing a shape of a wave front of measuring light and an imaging lens, wherein the imaging lens comprises a first optical assembly and a second optical assembly for imaging an object region in an entrance region of the wave front sensor. A distance between the object region and the first optical assembly is larger than a focal length of the first optical assembly. Furthermore, the optical measuring system can comprise an optical microscopy system and optionally an OCT system for carrying out different optical examination methods at the same time.

Description

Augenchirurgie-Messsystem Eye surgery Measurement System
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Augenchirurgie- Messsystem mit einem Wellenfrontsensor und einer Abbildungsoptik. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Augenchirurgie-Messsystem mit einem Wellenfrontsensor und einer Abbildungsoptik, welches durch Bereitstellen eines hinreichend großen Abstandes zwischen der Abbildungsoptik und eines zu untersuchenden Objekts für eine Operation, insbesondere für eine Augenoperation, geeignet ist. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Augenchirurgie-Messsystem mit einem Wellenfrontsensor und einem OCT-System.The present invention relates to an ophthalmic surgery measuring system with a wavefront sensor and an imaging optics. In particular, the present invention relates to an eye surgery measuring system having a wavefront sensor and imaging optics, which is suitable for providing an operation, in particular for an eye operation, by providing a sufficiently large distance between the imaging optics and an object to be examined. Furthermore, the present invention relates to an eye surgery measuring system with a wavefront sensor and an OCT system.
Aus dem Stand der Technik sind Wellenfrontsensoren zum Charakterisieren einer Form einer Wellenfront für Messlicht bekannt. Insbesondere können solche Wellenfrontsensoren zum Vermessen von Abberationen des menschlichen Auges unter Verwendung eines Hartmann-Shack-Sensors verwendet werden, wie in J. Liang, B. Grimm, S. Goelz, J. F. Bille, "Objektive measurement of wave aberrations of the human eye with the use of a Hartmann-Shack wave-front sensor", J. Opt. Soc. Am. A 11 (1994) pp . 1949-1957, beschrieben. Ein Hartmann-Shack-Sensor umfasst dabei insbesondere ein in einer Ebene angeordnetes Feld von Mikrolinsen, in deren gemeinsamer Brennebene ein ortsauflösender Lichtsensor angeordnet ist. Mit einem solchen Hartmann-Shack-Sensor kann eine Form einer Wellenfront, welche auf das Feld von Mikrolinsen auftrifft, durch Bestimmen von lokalen Neigungen der Wellenfront in den Bereichen der einzelnen Mikrolinsen bestimmt werden. Zum Vermessen der optischen Eigenschaften eines menschlichen Auges wird ein möglichst punktförmiger Beleuchtungsfleck auf der Retina des menschlichen Auges erzeugt. Von diesem punktförmigen Beleuchtungsfleck geht eine nahezu sphärische Welle aus, durchsetzt den Glaskörper, die Linse und die Hornhaut, um aus dem menschlichen Auge auszutreten. Die Form der Wellenfront wird bei Durchsetzen der verschiedenen optischen Grenzflächen des menschlichen Auges verändert, was bei Vorhandensein von Fehlsichtigkeiten zu Abweichungen der austretenden Wellenfront von einer ebenen Wellenfront führt. Diese Abweichungen von einer ebenen Wellenfront können durch lokale Kippungen entlang eines lateralen Bereichs repräsentiert werden und somit mit einem Hartmann- Shack-Wellenfrontsensor vermessen werden.Wavefront sensors for characterizing a shape of a wavefront for measurement light are known in the prior art. In particular, such wavefront sensors can be used to measure aberrations of the human eye using a Hartmann-Shack sensor as described in J. Liang, B. Grimm, S. Goelz, JF Bille, "Objective Measurement of wave aberrations of the human eye with the use of a Hartmann-Shack wave-front sensor ", J. Opt. Soc. At the. A11 (1994) pp. 1949-1957, described. A Hartmann-Shack sensor in particular comprises a field of microlenses arranged in a plane, in the common focal plane of which a spatially resolving light sensor is arranged. With such a Hartmann-Shack sensor, a shape of a wavefront incident on the field of microlenses can be determined by determining local inclinations of the wavefront in the regions of the individual microlenses. To measure the optical properties of a human eye, a point-like illumination spot on the retina of the human eye is generated as far as possible. From this punctiform illumination spot emanates a nearly spherical wave, passes through the vitreous body, the lens and the cornea to emerge from the human eye. The shape of the wavefront is changed when the various optical interfaces of the human eye are passed through, which leads to deviations of the emerging wavefront from a plane wavefront in the presence of defective vision. These deviations from a plane wavefront can be represented by local tilting along a lateral area and thus measured with a Hartmann Shack wavefront sensor.
Aus US 2005/0241653 Al ist ein Wellenfrontsensor bekannt, welcher an einem optischen Mikroskopiesystem, zwischen einer Objektivlinse des Mikroskopiesystems und einem zu untersuchenden Objekt, angeordnet und befestigt werden kann.US 2005/0241653 A1 discloses a wavefront sensor which can be arranged and fastened on an optical microscopy system, between an objective lens of the microscopy system and an object to be examined.
Aus US 6,550,917 Bl ist ein Wellenfrontsensor bekannt, welcher eine sphärische Wellenfront, welche beispielsweise aus einem sphärisch fehlsichtigen menschlichen Auge austritt, in eine ebene Wellenfront überführen kann, um somit einen Messbereich des Wellenfrontsensors zu erhöhen.US Pat. No. 6,550,917 B1 discloses a wavefront sensor which can convert a spherical wavefront, which emerges, for example, from a spherically defective human eye, into a plane wavefront so as to increase a measuring range of the wavefront sensor.
Aus der Patentschrift DE 103 60 570 B4 ist ein optisches Messsystem bekannt, welches ein OCT-System und ein Wellenfrontanalysesystem umfasst . Basierend auf einer vermessenen Wellenfrontform wird ein adaptives optisches Element derart angesteuert, dass die von einem Wellenfront- Detektor erfassten Wellenfronten im Wesentlichen plane Wellenfronten sind, um damit ein verbessertes OCT-Signal zu erhalten. Die in den oben genannten Druckschriften offenbarten Wellenfrontsensoren sind jedoch für Operationen nur bedingt geeignet, da sie einen geringen Abstand des zu untersuchenden Objekts von dem Objekt am nächsten liegenden optischen Komponenten erfordern. Somit hat ein Chirurg keinen genügenden Raum zum Operieren.From the patent DE 103 60 570 B4 an optical measuring system is known which comprises an OCT system and a wavefront analysis system. Based on a measured wavefront shape, an adaptive optical element is driven in such a way that the wavefronts detected by a wavefront detector are substantially plane wavefronts, in order to obtain an improved OCT signal. However, the wavefront sensors disclosed in the above-mentioned publications are only of limited suitability for operations since they require a small distance of the object to be examined from the optical components closest to the object. Thus, a surgeon does not have enough room to operate.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein optisches Messsystem mit einem Wellenfrontsensor bereitzustellen, welches für Operationen geeignet ist.It is therefore an object of the present invention to provide an optical measuring system with a wavefront sensor which is suitable for operations.
Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegendenIn particular, it is an object of the present invention
Erfindung, ein Messsystem mit einem Wellenfrontsensor bereitzustellen, welches für Augenoperationen, insbesondere KataraktOperationen, geeignet ist.Invention to provide a measuring system with a wavefront sensor, which is suitable for eye surgery, especially cataract surgery.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein optisches Messsystem mit einem Wellenfrontsensor und einem OCT-System bereitzustellen, welches eine Untersuchung eines Objekts durch eine Analyse von von dem Objekt ausgehenden Wellenfronten sowie durch Aufnehmen eines dreidimensionalen Strukturdatensatzes erlaubt. Dieses Messsystem soll weiterhin für eine Operation geeignet sein.A further object of the present invention is to provide an optical measuring system with a wavefront sensor and an OCT system, which allows an examination of an object by an analysis of wavefronts emanating from the object as well as by recording a three-dimensional structural data set. This measuring system should continue to be suitable for an operation.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ein optische Messsystem, insbesondere ein Augenchirurgie- Messsystem, bereit, welches dem Operateur genügend Raum zum Operieren lässt .Embodiments of the present invention provide an optical measuring system, in particular an ophthalmic surgery measuring system, which allows the surgeon enough space to operate.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein optisches Messsystem bereitgestellt, welches einen Wellenfrontsensor zum Charakterisieren einer Form einer Wellenfront von Messlicht in einem Eintrittsbereich des Wellenfrontsensors; und eine Abbildungsoptik mit einer ersten Optikbaugruppe und einer zweiten Optikbaugruppe zum Abbilden eines Objektbereichs in den Eintrittsbereich des - A -According to an embodiment of the present invention, there is provided an optical measuring system comprising a wavefront sensor for characterizing a shape of a wavefront of measurement light in an entrance region of the wavefront sensor; and an imaging optic having a first optics assembly and a second optics assembly for imaging an object region into the entrance region of the - A -
Wellenfrontsensors mit Hilfe von dem Messlicht umfasst, wobei gilt: 1,1 * f < d, wobeiWavefront sensor with the help of the measuring light, where: 1.1 * f <d, where
f eine Brennweite der ersten Optikbaugruppe repräsentiert undf represents a focal length of the first optical assembly and
d einen Abstand zwischen dem Objektbereich und der ersten Optikbaugruppe repräsentiert .d represents a distance between the object area and the first optical assembly.
Der Wellenfrontsensor kann dabei ein in zwei Raumdimensionen ausgedehntes Feld von refraktiven oder diffraktiven optischen Elementen umfassen, insbesondere ein Feld von Mikrolinsen. Jedes dieser refraktiven oder diffraktiven optischen Elemente hat die Eigenschaft, das Messlicht in einer Brennebene zu sammeln. In einer durch die Brennebenen der refraktiven oder diffraktiven optischen Elemente gebildeten gemeinsamen Brennebene ist ein ortsauflösender Lichtsensor angeordnet. Dieser ortsauflösende Lichtsensor kann beispielsweise eine CCD- Kamera oder/und einen CMOS-Sensor oder andere lichtempfindliche Sensoren umfassen. Insbesondere kann der ortsauflösende Lichtdetektor eine Intensitätsverteilung ortsaufgelöst erfassen. Der ortsauflösende Lichtdetektor kann in einer Ebene senkrecht zu einer optischen Achse des Wellenfrontsensors angeordnet sein. Der Eintrittsbereich des Wellenfrontsensors kann durch einen Bereich gegeben sein, in welchem das Feld der refraktiven oder diffraktiven optischen Elemente angeordnet ist. Insbesondere kann dieser Bereich eine Ebene sein. Diese Ebene kann beispielsweise durch Anpassen einer Ebene an optische Begrenzungsflächen der refraktiven oder diffraktiven optischen Elemente gegeben sein, welche optische Flächen des Wellenfrontsensors umfassen, welche am weitesten von dem ortsauflösenden Lichtdetektor entfernt angeordnet sind. Abhängig von einer Form einer auf den Wellenfrontsensor einfallenden Wellenfront des Messlichts werden Bündel dieser Wellenfront durch das Feld von refraktiven oder diffraktiven optischen Elementen auf ein zugeordnetes Feld von Bereichen auf dem ortsauflösenden Lichtdetektor abgebildet. Diese Bereiche der gesammelten Lichtbündel können insbesondere ellipsenförmig oder kreisförmig sein. Eine mittlere Position oder Schwerpunktsposition jedes Bereiches relativ zu einer lateralen Position des zugeordneten refraktiven oder diffraktiven optischen Elements zeigt eine lokale Kippung bzw. Neigung des dem refraktiven oder diffraktiven optischen Element zugeordneten Bündels der auf den Wellenfrontsensor einfallenden Wellenfront an.In this case, the wavefront sensor can comprise a field of refractive or diffractive optical elements which extends in two spatial dimensions, in particular a field of microlenses. Each of these refractive or diffractive optical elements has the property of collecting the measuring light in a focal plane. A spatially resolving light sensor is arranged in a common focal plane formed by the focal planes of the refractive or diffractive optical elements. This spatially resolving light sensor may include, for example, a CCD camera and / or a CMOS sensor or other photosensitive sensors. In particular, the spatially resolving light detector can detect an intensity distribution spatially resolved. The spatially resolving light detector may be arranged in a plane perpendicular to an optical axis of the wavefront sensor. The inlet region of the wavefront sensor may be provided by a region in which the array of refractive or diffractive optical elements is disposed. In particular, this area can be a level. This plane may, for example, be given by fitting a plane to optical boundary surfaces of the refractive or diffractive optical elements which comprise optical surfaces of the wavefront sensor located farthest from the spatially resolving light detector. Depending on a shape of a wavefront of the measuring light incident on the wavefront sensor, bundles of this wavefront are imaged through the array of refractive or diffractive optical elements onto an associated field of regions on the spatially resolving light detector. These regions of the collected light bundles may in particular be elliptical or circular. An average position or centroid position of each region relative to a lateral position of the associated refractive or diffractive optical element indicates a local tilt of the refractive or diffractive optical element-associated beam of the wave front incident on the wavefront sensor.
Der ortsauflösende Lichtdetektor kann insbesondere eine Vielzahl von Sensorsegmenten oder Pixeln umfassen. In Abhängigkeit von einer auf jedes Detektorsegment einfallenden Lichtintensität werden elektrische Signale durch den Wellenfrontsensor erzeugt, welche sodann einer Recheneinheit zugeführt werden. Die Recheneinheit ist dazu ausgebildet, aus den elektrischen Signalen eine Position der gesammelten Lichtbündel zu bestimmen, insbesondere eine Schwerpunktsposition, beispielsweise als Schwerpunkt eines sich über mehrere Detektorsegmente erstreckenden Bereichs, welcher durch Auftreffen eines gesammelten Lichtbündels gebildet ist, welches durch eines der refraktiven oder diffraktiven optischen Elemente des Wellenfrontsensors getreten ist.The spatially resolving light detector may in particular comprise a multiplicity of sensor segments or pixels. Depending on a light intensity incident on each detector segment, electrical signals are generated by the wavefront sensor, which are then fed to a computing unit. The arithmetic unit is designed to determine a position of the collected light bundles from the electrical signals, in particular a center of gravity position, for example as the center of gravity of a region extending over a plurality of detector segments, which is formed by the impact of a collected light bundle passing through one of the refractive or diffractive optical beams Elements of the wavefront sensor has entered.
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist der Wellenfrontsensor als Hartmann-Shack-Sensor ausgeführt. Anstelle des Hartmann-Shack-Sensors kann beispielsweise ein Interferometer, ein klassischer Hartmann-Test, ein Ronchi- Test, Talbot-Interferemetrie, Phase-Retrieval-Verfahren verwendet werden. Es kann auch vorgesehen sein, einen etwaig vorhandenen Astigmatismus des Auges des Patienten durch eine variable Zylinderlinse vorzukompensieren, wobei die Zylinderlinse drehbar gelagert sein kann. Hierbei kann beispielsweise eine Flüssiglinse verwendet werden.According to embodiments of the present invention, the wavefront sensor is designed as a Hartmann-Shack sensor. Instead of the Hartmann-Shack sensor, for example, an interferometer, a classic Hartmann test, a Ronchi test, Talbot interferometry, phase retrieval methods can be used. It can also be provided vorzukompensieren any existing astigmatism of the eye of the patient by a variable cylindrical lens, wherein the cylindrical lens can be rotatably mounted. In this case, for example, a liquid lens can be used.
Das optische Messsystem kann weiterhin eine Lichtquelle zum Beleuchten eines zu untersuchenden Objekts umfassen. Insbesondere kann das Messsystem dazu ausgebildet sein, einen möglichst kleinen Bereich einer Netzhaut eines zu untersuchenden Auges zu beleuchten. Dabei kann eine im Wesentlichen parallele oder auch sphärische Wellenfront von Messlicht auf das zu untersuchende Auge einfallen, um nach Durchsetzen der Hornhaut, der Linse und des Glaskörpers des zu untersuchenden Auges als im Wesentlichen sphärische Wellenfront auf die Netzhaut einzufallen, um dort einen Bereich kleiner Ausdehnung zu beleuchten. In Abhängigkeit einer Fehlsichtigkeit des untersuchten Auges kann dieser Bereich insbesondere kreisförmig oder ellipsenförmig sein. Die Unterschiede der Längen von Hauptachsen der Ellipse sind umso größer, je größer eine astigmatische Fehlsichtigkeit des untersuchten Auges ist .The optical measuring system may further comprise a light source for illuminating an object to be examined. In particular, the measuring system can be designed to illuminate the smallest possible area of a retina of an eye to be examined. In this case, a substantially parallel or even spherical wavefront of measuring light can be incident on the eye to be examined in order, after penetrating the cornea, the lens and the vitreous body of the eye to be examined, to be incident on the retina as a substantially spherical wavefront, around a region of small extent to illuminate. Depending on the ametropia of the examined eye, this region can be in particular circular or elliptical. The differences in the lengths of the major axes of the ellipse are greater, the greater is the astigmatic refractive error of the examined eye.
Um eine Form einer aus dem zu untersuchenden Auge austretenden Wellenfront zu untersuchen, wird diese in den Eintrittsbereich des Wellenfrontsensors gelenkt. Dazu umfasst das optische Messsystem eine Abbildungsoptik mit einer ersten Optikbaugruppe und einer zweiten Optikbaugruppe .In order to examine a form of a wavefront emerging from the eye to be examined, it is directed into the entrance area of the wavefront sensor. For this purpose, the optical measuring system comprises an imaging optics with a first optical assembly and a second optical assembly.
Die Optikbaugruppen können dabei eine oder mehr reflektive oder/und refraktive oder/und diffraktive optische Komponenten, wie etwa Spiegel oder/und Linsen oder/und Beugungsgitter, und/oder ein oder mehr elektronisch oder mechanisch ansteuerbare variable Linsen oder Spiegel, welche z. B. ihre optische Brechkraft durch Formänderung verändern können, umfassen. Optische Komponenten einer Optikbaugruppe können in einer festen relativen Positionierung relativ zueinander gehaltert sein, wie z. B. Kittglieder oder durch Fassungen gehalterte beabstandete Kittglieder und/oder Einzellinsen.The optical assemblies may include one or more reflective and / or refractive and / or diffractive optical components, such as mirrors and / or lenses and / or diffraction gratings, and / or one or more electronically or mechanically controllable variable lenses or mirrors, which z. B. may change their optical power by changing the shape include. Optical components of a Optics assembly may be supported in a fixed relative position relative to each other, such as. B. cemented or held by frames spaced Kittglieder and / or individual lenses.
Von einem Punkt in einem Brennbereich der ersten Optikbaugruppe in verschiedenen Richtungen ausgehendes Licht wird durch Durchsetzen der ersten Optikbaugruppe in ein Bündel von Licht überführt, welches näherungsweise durch parallele Lichtstrahlen gebildet ist . Durch diese Eigenschaft kann eine Lage des Brennbereichs der ersten Optikbaugruppe bestimmt werden. Der Brennbereich kann insbesondere eine Form einer Ebene annehmen, welche senkrecht zu einer optischen Achse der ersten Optikbaugruppe angeordnet ist . Der Brennbereich wird dann auch als Brennebene bezeichnet. Der Ort eines Schnittes der optischen Achse der ersten Optikbaugruppe mit der Brennebene definiert einen Brennpunkt der ersten Optikbaugruppe. Ein durch den Brennpunkt der ersten Optikbaugruppe verlaufender einfallender Lichtstrahl, der einen kleinen Winkel mit der optischen Achse einschließt, wird durch die erste Optikbaugruppe in einen parallel zur optischen Achse der ersten Optikbaugruppe verlaufenden ausfallenden Lichtstrahl überführt. Ein Schnittpunkt des verlängerten ausfallenden Lichtstrahls mit dem verlängerten einfallenden Lichtstrahl liegt ^n einer Hauptebene der ersten Optikbaugruppe. Die Brennweite f der ersten Optikbaugruppe ist durch einen Abstand der Hauptebene der ersten Optikbaugruppe von der Brennebene der ersten Optikbaugruppe gegeben.Light emanating in different directions from a point in a focal region of the first optical assembly is transformed by passing the first optical assembly into a bundle of light approximately formed by parallel rays of light. By this property, a position of the focal region of the first optical assembly can be determined. In particular, the focal region may take the form of a plane which is perpendicular to an optical axis of the first optical assembly. The focal area is then also referred to as the focal plane. The location of an intersection of the optical axis of the first optical assembly with the focal plane defines a focal point of the first optical assembly. An incident light beam passing through the focal point of the first optical assembly and subtending a small angle with the optical axis is translated by the first optical assembly into a diffractive light beam parallel to the optical axis of the first optical assembly. An intersection of the extended emergent light beam with the elongated incident light beam is at a major plane of the first optical assembly. The focal length f of the first optical assembly is given by a distance of the main plane of the first optical assembly from the focal plane of the first optical assembly.
Der Abstand d zwischen dem Objektbereich und der ersten Optikbaugruppe ist durch einen Abstand zwischen dem Objektbereich und einer optischen Fläche einer Komponente der ersten Optikbaugruppe gegeben, wobei die optische Fläche, entlang eines Strahlenganges des Messlichts, eine dem Objektbereich am nächsten gelegene optische Fläche von Komponenten der ersten Optikbaugruppe repräsentieren kann. Diese Komponente der ersten Optikbaugruppe ist dabei eine optische Komponente mit einer Linsenwirkung, d. h. eine Komponente, welche eine von Null verschiedene Brechkraft aufweist . Insbesondere ist diese Komponente keine planparallel Platte, und keine andere eine Form einer Wellenfront von Messlicht nicht verändernde Komponente. Somit können in einem Strahlengang des Messlichts zwischen dem Objektbereich und der ersten Optikbaugruppe weitere optische Komponenten in einem Abstand von dem Objektbereich, welcher kleiner ist als d, angeordnet sein, welche keine optische Brechkraft aufweisen, bzw. deren optische Brechkraft sehr klein im Vergleich zu der optischen Brechkraft der ersten Optikbaugruppe ist, wie etwa kleiner als 5 %, insbesondere 1 %, der optischen Brechkraft der ersten Optikbaugruppe. Eine optische Brechkraft der ersten Optikbaugruppe ist durch den Kehrwert ihrer Brennweite erhalten, d. h. durch l/f .The distance d between the object region and the first optical assembly is given by a distance between the object region and an optical surface of a component of the first optical assembly, wherein the optical surface, along a beam path of the measurement light, a may represent the optical area closest to the object area of components of the first optical subassembly. This component of the first optical assembly is an optical component with a lens effect, ie a component which has a refractive power different from zero. In particular, this component is not a plane-parallel plate, and no other is a shape of a wavefront of measurement light-unalterable component. Thus, in a beam path of the measurement light between the object region and the first optical assembly, further optical components may be arranged at a distance from the object region which is smaller than d, which have no optical refractive power, or whose optical refractive power is very small in comparison to FIG optical power of the first optical assembly, such as less than 5%, in particular 1%, of the optical power of the first optical assembly. An optical power of the first optical assembly is obtained by the reciprocal of its focal length, ie by l / f.
Der Abstand d charakterisiert somit einen freien Bereich zwischen der ersten Optikbaugruppe und dem zu untersuchenden Objekt. Dieser freie Bereich wird mitunter als Arbeitsbereich bezeichnet und der Abstand d wird als Arbeitsabstand bezeichnet. Durch Erfüllen der Bedingung 1,1 * f < d ist gewährleistet, dass insbesondere der Arbeitsabstand d größer als die Brennweite f der ersten Optikbaugruppe ist . Eine Vergrößerung von d führt somit zu einer Vergrößerung eines Arbeitsbereichs, was insbesondere bei Operationen, insbesondere am menschlichen Auge, von Vorteil ist.The distance d thus characterizes a free area between the first optical assembly and the object to be examined. This free area is sometimes referred to as the work area and the distance d is referred to as the working distance. By satisfying the condition 1.1 * f <d, it is ensured that in particular the working distance d is greater than the focal length f of the first optical assembly. An enlargement of d thus leads to an enlargement of a working area, which is particularly advantageous in operations, in particular on the human eye.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung giltAccording to one embodiment of the present invention applies
1,5 * f < d, insbesondere 1,75 * f < d, insbesondere 2 * f < d. Für bestimmte Anwendungen ist es vorteilhaft, eine relativ kleine Brennweite der ersten Optikbaugruppe bereitzustellen. Auch in diesem Fall kann ein genügend großer Arbeitsabstand erreicht werden, um eine Operation durchzuführen .1.5 * f <d, in particular 1.75 * f <d, in particular 2 * f <d. For certain applications, it is advantageous to have a relatively small focal length of the first optical assembly provide. Also in this case, a sufficiently large working distance can be achieved to perform an operation.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gilt d > 150 mm, insbesondere d > 175 mm, weiter insbesondere d > 190 mm. Durch diese bereitgestellten Arbeitsabstände sind Operationen unter einer Vielzahl von Operationsbedingungen, insbesondere für die Augenoperation, ermöglicht. Weiter kann in Ausführungsformen d < 500 mm, insbesondere d < 300 mm, weiter insbesondere d < 200 mm sein.According to one embodiment of the present invention, d> 150 mm, in particular d> 175 mm, more particularly d> 190 mm applies. These provided working distances enable operations under a variety of operating conditions, especially for eye surgery. Furthermore, in embodiments d <500 mm, in particular d <300 mm, more particularly d <200 mm.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist mindestens eine der ersten Optikbaugruppe und der zweitenAccording to one embodiment of the present invention, at least one of the first optical assembly and the second
Optikbaugruppe eine refraktive Optikbaugruppe, insbesondere eine Linsengruppe. Eine Linsengruppe ist eine Menge vonOptical assembly a refractive optical assembly, in particular a lens group. A lens group is a lot of
Linsen, welche eine oder mehrere Linsen umfasst. EineLenses comprising one or more lenses. A
Linsengruppe kann durch Kittglieder gebildet sein. Linsen einer Linsengruppe können in einer festen relativenLens group may be formed by cemented members. Lenses of a lens group can be fixed in a relative
Positionierung gehaltert sein.Positioning be held.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das optische Messsystem ferner eine dritte Optikbaugruppe, welche zum Abbilden des Objektbereichs, entlang eines Mikroskopiestrahlenganges, in einen von dem Eintrittsbereich des Wellenfrontsensors verschiedenen Bildbereich angeordnet und ausgebildet ist . Somit ist neben einer Analyse einer Wellenfront eine optische Mikroskopie des Objektbereichs ermöglicht. Eine optische Mikroskopie ist insbesondere bei Operationen hilfreich.According to an embodiment of the present invention, the optical measuring system further comprises a third optical assembly, which is arranged and formed to image the object area, along a microscope beam path in an image area different from the entrance area of the wavefront sensor. Thus, in addition to an analysis of a wavefront, optical microscopy of the object area is made possible. Optical microscopy is particularly helpful during surgery.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt der Objektbereich in einem Brennbereich der ersten Optikbaugruppe. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die erste Optikbaugruppe eine erste Optikunterbaugruppe und eine zweite Optikunterbaugruppe, welche voneinander beabstandet sind. Die erste Optikunterbaugruppe und die zweite Optikunterbaugruppe bilden zusammen die erste Optikbaugruppe. Insbesondere können die erste Optikunterbaugruppe und die zweite Optikunterbaugruppe dazu in einer festen Positionierung relativ zueinander gehaltert sein.According to one embodiment of the present invention, the object area lies in a focal area of the first optical assembly. According to an embodiment of the present invention, the first optical assembly includes a first optical subassembly and a second optical subassembly spaced from one another. The first optical subassembly and the second optical subassembly together form the first optical subassembly. In particular, the first optical subassembly and the second optical subassembly may be supported in fixed positioning relative to each other.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein von dem Messlicht entlang eines Strahlenganges des Messlichts durchlaufener optischer Weg zwischen der ersten Optikbaugruppe und der zweiten Optikbaugruppe veränderbar. Die Veränderbarkeit des optischen Weges hat den Vorteil, dass eine sphärische Fehlsichtigkeit eines untersuchten menschlichen Auges vorkompensiert werden kann, um einen sphärischen Anteil einer auf den Wellenfrontsensor einfallenden Wellenfront zu minimieren, und um somit einen Messbereich bzw. einen dynamischen Bereich des Wellenfrontsensors zu erhöhen. Weist die Wellenfront des Messlichts bei Auftreffen auf die erste Optikbaugruppe eine sphärische Form auf, so können die Wellenfronten in dem Eintrittsbereich des Wellenfrontsensors durch Einstellen, d. h. Vergrößern oder Verkleinern, eines optischen Weges zwischen der ersten Optikbaugruppe, insbesondere der zweiten Optikunterbaugruppe der ersten Optikbaugruppe, und der zweiten Optikbaugruppe in eine Wellenfront einer im Wesentlichen ebenen Form überführt werden.According to one embodiment of the present invention, an optical path between the first optical assembly and the second optical assembly, which is passed through by the measuring light along a beam path of the measuring light, is variable. The variability of the optical path has the advantage that a spherical refractive error of an examined human eye can be precompensated to minimize a spherical portion of a wavefront incident on the wavefront sensor, and thus to increase a measuring range or a dynamic range of the wavefront sensor. If the wavefront of the measurement light has a spherical shape when it strikes the first optical assembly, then the wavefronts in the entry region of the wavefront sensor can be adjusted by adjusting, i. H. Zooming in or out, an optical path between the first optical assembly, in particular the second optical subassembly of the first optical assembly, and the second optical assembly are converted into a wavefront of a substantially planar shape.
Bei Verändern des optischen Weges zwischen der ersten Optikbaugruppe und der zweiten Optikbaugruppe wird weiterhin der Brennbereich der ersten Optikbaugruppe, welche aus der ersten Optikunterbaugruppe und der zweiten Optikunterbaugruppe gebildet sein kann, auf den Eintrittsbereich des Wellenfrontsensors abgebildet. Das Verändern des optischen Weges kann ein Verlagern/Verschieben der zweiten Optikunterbaugruppe relativ zu der zweiten Optikbaugruppe umfassen. Zum Verändern des optischen Weges kann ein Aktuator vorgesehen sein, welcher eine Antriebskraft zur Verlagerung bereitstellen kann, wie etwa einen Motor, oder welcher eine Antriebskraft zur Verlagerung lediglich vermitteln kann, wie etwa durch einen Stellmechanismus, z. B. eine Stellschraube oder ähnliches. Die Verlagerung kann etwa entlang einer Schiene erfolgen. Ein Grad der Verlagerung, wie etwa eine Strecke der Verlagerung, kann durch einen Detektor detektiert und gemessen werden. Der Aktuator kann mit einer Steuerung verbunden sein, wodurch der Aktuator aktiviert werden kann. Die Steuerung kann eine Kalibrierkurve umfassen oder verwenden, welche eine Umrechnung zwischen einem Grad einer sphärischen Fehlsichtigkeit des untersuchten Auges und einer Strecke einer Verlagerung zur Vorkompensation dieser Fehlsichtigkeit ermöglicht. Mit Hilfe dieser Kalibierkurve ist eine Ansteuerung des Aktuators zur Verlagerung der zweiten Optikunterbaugruppe relativ zu der zweiten Optikbaugruppe bei bekannter Fehlsichtigkeit des untersuchten Auges ermöglicht.In changing the optical path between the first optical assembly and the second optical assembly, the focal region of the first optical assembly, which may be formed of the first optical subassembly and the second optical subassembly, is further imaged onto the input region of the wavefront sensor. The Modifying the optical path may include displacing / displacing the second optical subassembly relative to the second optical assembly. For changing the optical path, an actuator may be provided which can provide a driving force for displacement, such as a motor, or which can only impart a driving force for displacement, such as by an adjusting mechanism, e.g. B. a screw or the like. The displacement can take place approximately along a rail. A degree of displacement, such as a distance of displacement, can be detected and measured by a detector. The actuator may be connected to a controller, whereby the actuator can be activated. The controller may include or use a calibration curve that allows conversion between a degree of spherical vision defect of the examined eye and a distance of displacement for precompensation of this ametropia. With the aid of this calibration curve, activation of the actuator for displacing the second optical subassembly relative to the second optical subassembly is possible with known defective vision of the examined eye.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Augenchirurgie-Messsystem dazu ausgebildet, durch Verändern des optischen Weges zwischen der ersten Optikbaugruppe und der zweiten Optikbaugruppe eine Form einer Wellenfront von von einem im Objektbereich angeordneten Auge einer Fehlsichtigkeit von -5 dpt bis +25 dpt ausgehendem Messlicht oder dieses durchsetzendem Messlicht zu charakterisieren. Dabei ist das Vorzeichen der angegebenen Fehlsichtigkeiten des Auges derart definiert, dass ein aphakes Auge, d. h. ein Auge, dessen natürliche Linse entnommen ist, eine Fehlsichtigkeit von etwa +20 dpt aufweist . Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das optische Messsystem weiterhin einen Reflektor zum Umlenken des Messlichts, insbesondere um 180° , welcher in dem Strahlengang des Messlichts zwischen der ersten Optikbaugruppe und der zweiten Optikbaugruppe verlagerbar angeordnet ist, um den durchlaufenen optischen Weg des Messlichts zu ändern. Insbesondere ist der Reflektor in dem Strahlengang des Messlichts zwischen der zweiten Optikunterbaugruppe der ersten Optikbaugruppe und der zweiten Optikbaugruppe verlagerbar angeordnet .According to an embodiment of the present invention, by changing the optical path between the first optical assembly and the second optical module, the ophthalmic surgery measuring system is adapted to form a wavefront of measuring light emitted from an eye located in the object region of -5 dpt to +25 dpt or to characterize this passing measurement light. In this case, the sign of the indicated refractive errors of the eye is defined such that an aphakic eye, ie an eye whose natural lens is removed, has an ametropia of about +20 dpt. According to one embodiment of the present invention, the optical measuring system further comprises a reflector for deflecting the measuring light, in particular by 180 °, which is arranged displaceably in the beam path of the measuring light between the first optical assembly and the second optical assembly to change the traversed optical path of the measuring light , In particular, the reflector is arranged displaceably in the beam path of the measuring light between the second optical subassembly of the first optical subassembly and the second optical subassembly.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Reflektor mindestens zwei unter einem von Null verschiedenen Winkel angeordnete Spiegelflächen. Hierbei können etwa zwei oder drei Spiegel zur Anwendung kommen, wobei keine weitere reflektierende Fläche in dem Reflektor vorhanden ist. Verwendung von genau zwei Spiegeln ist vorteilhaft wegen eines günstigen Polarisationsverhaltens.According to one embodiment of the present invention, the reflector comprises at least two mirror surfaces arranged at a non-zero angle. In this case, about two or three mirrors may be used, with no further reflecting surface being present in the reflector. Use of exactly two mirrors is advantageous because of favorable polarization behavior.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das optische Messsystem weiterhin einen Retroreflektor, welcher in dem Strahlengang des Messlichts zwischen der ersten Optikbaugruppe (insbesondere der zweiten Optikunterbaugruppe der ersten Optikbaugruppe) und der zweiten Optikbaugruppe angeordnet ist. Ein Retroreflektor ist ein optisches System, welches eine Ausbreitungsrichtung des Messlichts im Wesentlichen umkehrt, das heißt um 180 Grad ablenkt. Diese Eigenschaft ist im Wesentlichen unabhängig von einer Orientierung einer Ausbreitungsrichtung des Messlichts relativ zu dem Retroreflektor . Das Messlicht wird beispielsweise durch den Retroreflektor nicht entlang des Strahlenganges des auf den Retroreflektor einfallenden Messlichts zurückreflektiert, sondern auf einem lateral dazu versetzten Weg geführt. Ein Vorsehen eines Retroreflektors zwischen der zweiten Optikunterbaugruppe und der zweiten Optikbaugruppe ermöglicht ein Verändern des optischen Weges zwischen der zweiten Optikunterbaugruppe und der zweiten Optikbaugruppe durch Verschieben des Retroreflektors . Eine Verschiebung des Retroreflektors parallel zu einer optischen Achse der ersten Optikbaugruppe um eine Länge 1 führt zu einer Vergrößerung bzw. Verkleinerung des optischen Weges zwischen der zweiten Optikunterbaugruppe und der zweiten Optikbaugruppe um 2 * n * 1, wobei n einen Brechungsindex eines Mediums innerhalb des Strahlengangs des Messlichts zwischen der zweiten Optikunterbaugruppe und der zweiten Optikbaugruppe repräsentiert. Durch Bereitstellen des Retroreflektors kann das optische Messsystem besonders kompakt aufgebaut werden. Damit ist es auch zur Montage innerhalb oder unterhalb eines Mikroskopiesystems geeignet .According to one embodiment of the present invention, the optical measuring system further comprises a retroreflector, which is arranged in the beam path of the measuring light between the first optical assembly (in particular the second optical subassembly of the first optical assembly) and the second optical assembly. A retroreflector is an optical system which essentially reverses a propagation direction of the measurement light, that is to say deflects it by 180 degrees. This property is essentially independent of an orientation of a propagation direction of the measurement light relative to the retroreflector. The measuring light is not reflected back, for example, by the retroreflector along the beam path of the measuring light incident on the retroreflector, but guided on a laterally offset path. Providing a retroreflector between the second The optical subassembly and the second optical assembly enable the optical path between the second optical subassembly and the second optical subassembly to be varied by displacing the retroreflector. Displacement of the retroreflector parallel to an optical axis of the first optical assembly by a length 1 results in an increase or decrease of the optical path between the second optical subassembly and the second optical assembly by 2 * n * 1, where n is a refractive index of a medium within the optical path of the measuring light between the second optical subassembly and the second optical subassembly. By providing the retroreflector, the optical measuring system can be made particularly compact. Thus, it is also suitable for mounting within or below a microscopy system.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Retroreflektor einen Winkelreflektor (corner cube) . Ein Winkelreflektor umfasst einen transparenten Körper, welcher im wesentlichen eine Form einer dreiseitigen Pyramide aufweist, welche drei jeweils senkrecht zueinander stehende rechtwinklige, gleichschenklige Dreiecksflächen und eine gleichseitige Dreiecksfläche umfasst . Bei diesem Winkelreflektor wird ein eintretender Lichtstrahl an drei Flächen gespiegelt . Diese Spiegelung kann aufgrund von Totalreflexion erfolgen. Es ist aber auch möglich, die Flächen, an denen eine Spiegelung auftritt, zu verspiegeln, beispielsweise mit einer dünnen Metallschicht. Dadurch wird eine eventuelle Polarisation des Lichtes in anderer Art und Weise beeinflusst .According to one embodiment of the present invention, the retroreflector comprises a corner cube. An angle reflector comprises a transparent body, which essentially has a shape of a three-sided pyramid, which comprises three mutually orthogonal right-angled, isosceles triangular faces and an equilateral triangular face. In this angle reflector, an incoming light beam is mirrored on three surfaces. This reflection can be due to total reflection. But it is also possible to mirror the surfaces where a reflection occurs, for example with a thin metal layer. This influences a possible polarization of the light in a different way.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das optische Messsystem ferner einen Strahlteiler, welcher zwischen dem Eintrittsbereich desAccording to one embodiment of the present invention, the optical measuring system further comprises a beam splitter, which is arranged between the inlet region of the
Wellenfrontsensors und der zweiten Optikbaugruppe angeordnet ist. Der Strahlteiler kann als Polarisationsstrahlteiler ausgeführt sein. Der Strahlteiler kann vorteilhaft zum Einkoppeln des Messlichts verwendet werden. Somit durchläuft das Messlicht beim Hinweg von dem Strahlteuer über die zweite Optikbaugruppe, die erste Optikbaugruppe (insbesondere die zweite Optikunterbaugruppe und die erste Optikunterbaugruppe der ersten Optikbaugruppe) zum zu vermessenden Objekt im Brennbereich der ersten Optikbaugruppe einen im Wesentlichen gleichen Weg wie das von dem zu untersuchenden Objekt ausgehende Licht, welches über die erste Optikbaugruppe (insbesondere die erste Optikunterbaugruppe und die zweite Optikunterbaugruppe der ersten Optikbaugruppe) und die zweite Optikbaugruppe zum Strahlteiler gelangt. Weiter gelangt das Messlicht zum Wellenfrontsensor entlang eines Teils des Strahlenganges, der nicht von dem Messlicht auf dem Hinweg zum Objekt durchlaufen wird. Damit ist insbesondere auch gewährleistet, dass bei sphärisch fehlsichtigem zu untersuchenden Auge durch Verändern des optischen Weges zwischen der zweiten Optikbaugruppe und der zweiten Optikunterbaugruppe das das Auge beleuchtende Messlicht derart bezüglich eines sphärischen Anteils der Wellenfront des Messlichts eingestellt werden kann, dass ein möglichst kleiner Fleck der Netzhaut des zu untersuchenden Auges beleuchtet wird.Wavefront sensor and the second optical assembly is arranged. The beam splitter can be designed as a polarization beam splitter. The beam splitter can be used advantageously for coupling the measuring light. Thus, on the way from the beam gun via the second optics assembly, the first optics assembly (particularly the second optics subassembly and the first optics subassembly of the first optics assembly) to the object to be measured in the focal region of the first optics assembly undergoes a substantially similar path to that of the one to be inspected Object outgoing light, which passes through the first optical assembly (in particular the first optical subassembly and the second optical subassembly of the first optical assembly) and the second optical assembly to the beam splitter. Furthermore, the measuring light reaches the wavefront sensor along a part of the beam path that is not traversed by the measuring light on the way to the object. This ensures, in particular, that in the case of a spherically ill-examined eye to be examined by changing the optical path between the second optical subassembly and the second optical subassembly, the measuring light illuminating the eye can be adjusted with respect to a spherical portion of the wavefront of the measuring light that the smallest possible spot of the Retina of the eye to be examined is illuminated.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gilt d(l,2) > fl * d/(d-fl), wobei d(l,2) einen Abstand zwischen Komponenten der ersten Optikunterbaugruppe und Komponenten der zweiten Optikunterbaugruppe repräsentiert und fl eine Brennweite der ersten Optikunterbaugruppe repräsentiert . Die erste Optikunterbaugruppe und die zweite Optikunterbaugruppe sind insbesondere entlang der optischen Achse der ersten Optikbaugruppe soweit voneinander entfernt, dass sich von einem Punkt im Brennbereich der ersten Optikbaugruppe ausgehende Strahlen nach Durchsetzen der ersten Optikunterbaugruppe zwischen der ersten Optikunterbaugruppe und der zweiten Optikunterbaugruppe überschneiden. In einem Bereich einer solchen Überschneidung ist insbesondere ein Zwischenbild des in dem Brennbereich der ersten Optikbaugruppe angeordneten Objektbereichs gebildet. d(l,2) repräsentiert entlang einer optischen Achse der ersten Optikbaugruppe einen Abstand zwischen einer optischen Fläche einer Komponente der ersten Optikunterbaugruppe und einer optischen Fläche einer Komponente der zweiten Optikunterbaugruppe, wobei beide Komponenten eine von Null verschiedene optische Brechkraft aufweisen und gleichzeitig diejenigen optischen Komponenten der ersten bzw. zweiten Optikunterbaugruppe sind, welche einen geringsten Abstand voneinander aufweisen.According to an embodiment of the present invention, d (1, 2)> fl * d / (d-fl), where d (l, 2) represents a distance between components of the first optical subassembly and components of the second optical subassembly and f f is a focal length of the first Optical subassembly represents. The first optical subassembly and the second optical subassembly are so far apart, in particular, along the optical axis of the first optical subassembly that rays emanating from a point in the focal region of the first optical subassembly pass through overlap the first optical subassembly between the first optical subassembly and the second optical subassembly. In particular, an intermediate image of the object region arranged in the focal region of the first optical assembly is formed in a region of such an overlap. d (1, 2) represents along an optical axis of the first optical assembly a distance between an optical surface of a component of the first optical subassembly and an optical surface of a component of the second optical subassembly, both components having a non-zero optical power and, at the same time, those optical components the first and second optical subassembly, which have a minimum distance from each other.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die erste Optikunterbaugruppe eine erste Linsengruppe, insbesondere ein Objektiv, und eine entfernt davon angeordnete zweite Linsengruppe, wobei der Mikroskopiestrahlengang die erste Linsengruppe der ersten Optikunterbaugruppe durchsetzt und wobei die dritte Optikbaugruppe ein Zoomsystem umfasst. Somit durchsetzt sowohl der Strahlengang des Messlichts für den Wellenfrontsensor als auch der Mikroskopiestrahlengang die erste Linsengruppe der ersten Optikunterbaugruppe . Damit ist ermöglicht, ein optisches Messsystem bereitzustellen, welches gleichzeitig eine Analyse einer Wellenfront und optische Mikroskopie ermöglicht, wobei die erste Linsengruppe der ersten Optikunterbaugruppe für beide Zwecke genutzt wird. Dies ermöglicht eine besonders kompakte Integration der Komponenten des optischen Messsystems .According to one embodiment of the present invention, the first optical subassembly comprises a first lens group, in particular a lens, and a second lens group remote therefrom, wherein the microscope beam path passes through the first lens group of the first optical subassembly and wherein the third optical subassembly comprises a zoom system. Thus, both the beam path of the measuring light for the wavefront sensor and the microscope beam path penetrates the first lens group of the first optical subassembly. This makes it possible to provide an optical measuring system which simultaneously enables analysis of a wavefront and optical microscopy, wherein the first lens group of the first optical subassembly is used for both purposes. This allows a particularly compact integration of the components of the optical measuring system.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Spiegelfläche, etwa eines Faltspiegels, in demAccording to one embodiment of the present invention, a mirror surface, such as a folding mirror, in which
Strahlengang des Messlichts zwischen der ersten Linsengruppe und der zweiten Linsengruppe der ersten Optikunterbaugruppe angeordnet. Die Spiegelfläche ist bereitgestellt, um den Strahlengang des Messlichts von dem Mikroskopiestrahlengang räumlich zu trennen.Beam path of the measuring light between the first Lens group and the second lens group of the first optical subassembly arranged. The mirror surface is provided in order to spatially separate the beam path of the measuring light from the microscope beam path.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bilden die zweite Linsengruppe der ersten Optikunterbaugruppe und die zweite Optikunterbaugruppe zusammen ein afokales System, insbesondere ein Kepler- System. Aus ebenen Wellenfronten gebildetes Licht wird nach Durchsetzen des afokalen Systems in Licht überführt, welches ebenfalls aus ebenen Wellenfronten gebildet ist. Ein Kepler-System ist ein aus zwei Linsen, bzw. Linsensystemen, gebildetes optisches System, wobei die zwei Linsen in einem Abstand entlang einer optischen Achse des Systems angeordnet sind, welcher der Summe der Brennweiten der beiden Linsen entspricht .According to an embodiment of the present invention, the second lens group of the first optical subassembly and the second optical subassembly together form an afocal system, in particular a Kepler system. After passing through the afocal system, light formed from plane wavefronts is converted into light, which is likewise formed from plane wavefronts. A Kepler system is an optical system formed of two lens systems, the two lenses arranged at a distance along an optical axis of the system, which corresponds to the sum of the focal lengths of the two lenses.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Objektbereich in einem Brennbereich der ersten Linsengruppe der ersten Optikunterbaugruppe angeordnet. Die erste Linsengruppe der ersten Optikunterbaugruppe kann als ein Hauptobjektiv eines Mikroskopiesystems angesehen werden. Damit ist der Objektbereich in dem Brennbereich des HauptObjektivs des Mikroskopiesystems angeordnet. Dies hat Vorteile bei der Verwendung weiterer optischer Komponenten stromabwärts des Hauptobjektivs, wie etwa eines Zoomsystems oder eines Okulars .According to an embodiment of the present invention, the object region is disposed in a focal region of the first lens group of the first optical subassembly. The first lens group of the first optical subassembly may be considered as a main objective of a microscopy system. Thus, the object area is arranged in the focal area of the main objective of the microscopy system. This has advantages in using other optical components downstream of the main objective, such as a zoom system or an eyepiece.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die dritte Optikbaugruppe ein Objektiv und ein Zoomsystem, wobei der Strahlengang des Messlichts frei von einem Durchsetzen des Objektivs ist und wobei eine Spiegelfläche in dem Strahlengang des Messlichts zwischen dem Objektbereich und der ersten Optikunterbaugruppe angeordnet ist. Gemäß dieser Ausführungsform gibt es keine der bisher genannten Komponenten des optischen Messsystems, welche sowohl zum Zwecke einer Analyse einer Wellenfront als auch zum optischen Mikroskopieren vorgesehen sind. Dies hat beispielsweise den Vorteil, dass die Komponenten zur Analyse einer Wellenfront abnehmbar von einem optischen Mikroskopiesystem ausgebildet werden können und an verschiedene optische Mikroskopiesysteme befestigt werden können, ohne wesentliche optische Komponenten des optischen Mikroskopiesystems zu erfordern oder wesentliche optische Komponenten des optischen Mikroskopiesystems ändern zu müssen.According to one embodiment of the present invention, the third optical assembly comprises an objective and a zoom system, wherein the beam path of the measuring light is free from penetration of the objective and wherein a mirror surface is arranged in the beam path of the measuring light between the object region and the first optical subassembly. There are none according to this embodiment the previously mentioned components of the optical measuring system, which are provided both for the purpose of analyzing a wavefront and for optical microscopy. This has the advantage, for example, that the components for analyzing a wavefront can be detachably formed by an optical microscopy system and attached to various optical microscopy systems without requiring essential optical components of the optical microscopy system or having to change essential optical components of the optical microscopy system.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Objektbereich in einem Brennbereich des Objektivs angeordnet .According to an embodiment of the present invention, the object area is arranged in a focal area of the objective.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Objektbereich verschieden von einem Brennbereich der ersten Optikbaugruppe.According to an embodiment of the present invention, the object area is different from a focal area of the first optical unit.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bilden die erste Optikbaugruppe und die zweite Optikbaugruppe zusammen ein afokales System, insbesondere ein Kepler-System.According to an embodiment of the present invention, the first optical assembly and the second optical assembly together form an afocal system, in particular a Kepler system.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Strahlteiler in einem Strahlengang des Messlichts zwischen der ersten Optikbaugruppe und der zweiten Optikbaugruppe verschiebbar angeordnet. Über den Strahlteuer kann dem Objektbereich Beleuchtungslicht zugeführt werden.According to an embodiment of the present invention, a beam splitter is slidably disposed in a beam path of the measuring light between the first optical assembly and the second optical assembly. About the beam control lighting light can be supplied to the object area.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Spiegelfläche (61) zwischen der ersten Optikbaugruppe und dem Objektbereich angeordnet. Damit kann das optischeAccording to an embodiment of the present invention, a mirror surface (61) is disposed between the first optical assembly and the object region. This can be the optical
Messsystem mit einem Mikroskopiesystem kombiniert werden, wobei der Strahlteiler einen Teil von zur Mikroskopie verwendetem Licht als Messlicht zur Wellenfrontanalyse auskoppelt .Measuring system combined with a microscopy system, wherein the beam splitter decouples a portion of light used for microscopy as a measuring light for wavefront analysis.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Augenchirurgie-Messsystem weiterhin ein OCT- System mit einer OCT-Lichtquelle zum Erzeugen von OCT- Messlicht, wobei in einem Strahlengang des OCT-Messlichts zwischen der ersten Optikbaugruppe und der zweiten Optikbaugruppe oder zwischen der zweiten Optikbaugruppe und dem Eintrittsbereich des Wellenfrontsensors ein OCT- Strahlteiler derart angeordnet ist, um das OCT-Messlicht zum Beleuchten des Objektbereichs durch mindestens die erste Optikbaugruppe hindurch zu führen. Wenn der OCT- Strahlteiler zwischen der ersten Optikbaugruppe und der zweiten Optikbaugruppe angeordnet ist, wird das OCT- Messlicht nur durch die erste Optikbaugruppe, jedoch nicht durch die zweite Optikbaugruppe geführt, um den Objektbereich zu beleuchten. Falls der OCT-Strahlteiler zwischen der zweiten Optikbaugruppe und dem Eintrittsbereich des Wellenfrontsensors angeordnet ist, durchsetzt das OCT-Messlicht zum Beleuchten des Objektbereichs sowohl die erste Optikbaugruppe als auch die zweite Optikbaugruppe. Dabei kann jeweils das OCT-Messlicht mit dem OCT-Strahlteiler wechselwirken, was beispielsweise ein Transmittieren oder Reflektieren umfasst. Der OCT- Strahlteiler kann dazu dienen, den Strahlengang des OCT- Messlichts derart anzuordnen, dass er zumindest abschnittsweise mit einem Strahlengang des Messlichts, welches zur Analyse der Wellenfront verwendet wird, übereinstimmt. Somit kann das für die Analyse der Wellenfront verwendete Messlicht gemeinsam mit dem OCT- Messlicht optische Komponenten des Systems durchsetzen oder von diesen reflektiert werden, wie beispielsweise die erste Optikbaugruppe und optional auch die zweite Optikbaugruppe. Damit kann ein kompakter und kostengünstiger Aufbau realisiert werden.According to one embodiment of the present invention, the eye surgery measurement system further comprises an OCT system with an OCT light source for generating OCT measurement light, wherein in a beam path of the OCT measurement light between the first optical assembly and the second optical assembly or between the second optical assembly and the input region of the wavefront sensor, an OCT beam splitter is arranged so as to guide the OCT measuring light for illuminating the object region through at least the first optical assembly therethrough. When the OCT beam splitter is disposed between the first optical assembly and the second optical assembly, the OCT measuring light is passed only through the first optical assembly, but not through the second optical assembly, to illuminate the subject area. If the OCT beam splitter is arranged between the second optical assembly and the entry region of the wavefront sensor, the OCT measurement light for illuminating the object region passes through both the first optical assembly and the second optical assembly. In each case, the OCT measuring light can interact with the OCT beam splitter, which comprises, for example, a transmission or reflection. The OCT beam splitter can serve to arrange the beam path of the OCT measuring light in such a way that it coincides, at least in sections, with a beam path of the measuring light which is used to analyze the wavefront. Thus, the measurement light used for the analysis of the wavefront, together with the OCT measurement light, can pass through or be reflected by optical components of the system, such as the first optical assembly and optionally also the second optical assembly. This allows a compact and cost-effective design can be realized.
Optische Kohärenztomographie (OCT) ist ein optisches interferometrisches Verfahren, um durch Reflexion von Licht in verschiedene Tiefen eines untersuchten Objekts Strukturinformationen über das Objekt in einem Volumenbereich zu erhalten.Optical coherence tomography (OCT) is an optical interferometric method for obtaining structural information about the object in a volume range by reflecting light at different depths of an object being examined.
Die OCT-Lichtquelle kann OCT-Messlicht mit Wellenlängen im sichtbaren und/oder nahinfraroten Lichtwellenlängenbereich umfassen, wobei eine Bandbreite der OCT-Lichtquelle derart eingestellt ist, dass eine Kohärenzlänge des von der OCT- Lichtquelle ausgesandten OCT-Messlichtes zwischen einige Mikrometer und einige Zehnmikrometer liegt. Ein Teil des von der OCT-Lichtquelle ausgesandten OCT-Messlichtstrahls wird entlang eines OCT-Strahlenganges, welcher Spiegel, Linsen und/oder Faseroptik umfassen kann, zu einem Objekt im Objektbereich geleitet, in welches es in Abhängigkeit der Wellenlänge und des Materials innerhalb des Objektes bis zu einer bestimmten Eindringtiefe eindringt . Ein Teil des eingedrungenen OCT-Messlichts wird in Abhängigkeit von einer Reflektivität innerhalb des Objektes zurückgeworfen und wird mit einem zweiten Teil des von der OCT-Lichtquelle ausgesandten OCT-Messlichts, welcher zweite Teil an einer Referenzfläche reflektiert wird, interferometrisch überlagert . Das überlagerte Licht wird von einem Detektor erfasst und in elektrische Signale verwandelt, welche Intensitäten des detektierten überlagerten Lichts entsprechen. Auf Grund der vergleichsweise kurzen Kohärenzlänge des OCT-Messlichts wird konstruktive Interferenz nur dann beobachtet, wenn der optische Weg, welcher von dem OCT-Messlicht zu dem Objekt hin und zurück zurückgelegt wird, sich weniger als die Kohärenzlänge des OCT-Messlichts von dem optischen Weg unterscheidet, welcher von dem zweiten Teil des von der OCT-Lichtquelle ausgesandten Lichts, welches von der Referenzfläche reflektiert wird, zurückgelegt wird.The OCT light source may comprise OCT measuring light with wavelengths in the visible and / or near infrared light wavelength range, wherein a bandwidth of the OCT light source is set such that a coherence length of the OCT measuring light emitted by the OCT light source is between a few micrometers and a few tens of micrometers , A portion of the OCT measuring light beam emitted by the OCT light source is directed along an OCT beam path, which may comprise mirrors, lenses and / or fiber optics, to an object in the object area, in which it is dependent on the wavelength and the material within the object penetrates to a certain depth of penetration. A portion of the penetrated OCT measuring light is reflected as a function of a reflectivity within the object and is interferometrically superimposed with a second part of the OCT measuring light emitted by the OCT light source, which second part is reflected at a reference surface. The superimposed light is detected by a detector and converted into electrical signals which correspond to intensities of the detected superimposed light. Due to the comparatively short coherence length of the OCT measurement light, constructive interference is observed only when the optical path traveled by the OCT measurement light back and forth to the object is less than the coherence length of the OCT measurement light from the optical path which differs from the second part of the of the OCT light source emitted light, which is reflected from the reference surface, is covered.
Verschiedene Ausführungsformen stellen verschiedene Varianten eines OCT-Systems bereit. Die verschiedenenVarious embodiments provide various variants of an OCT system. The different
Varianten eines OCT-Systems unterscheiden sich in der Art und Weise, wie ein Abtasten von Strukturinformationen entlang einer Tiefenrichtung (axiale Richtung) durchgeführt wird, sowie in der Art und Weise, wie das überlagerte Licht detektiert wird. Gemäß einer Ausführungsform eines Time-Variants of an OCT system differ in the manner in which scanning of texture information along a depth direction (axial direction) is performed, and in the way the overlaid light is detected. According to one embodiment of a time
Domain-OCT (TD-OCT) wird die Referenzfläche, an welcher der zweite Teil des von der Lichtquelle ausgesandten Lichts reflektiert wird, verlagert, um Strukturinformationen desDomain OCT (TD-OCT) is the reference surface, at which the second part of the light emitted from the light source is reflected, relocated to structural information of the
Objekts aus verschiedenen Tiefen zu erhalten. Eine Intensität des überlagerten Lichts kann in diesem Fall von einem Fotodetektor detektiert werden.To get object from different depths. An intensity of the superimposed light can in this case be detected by a photodetector.
In Frequency-Domain-OCT (FD-OCT) wird zwar der zweite Teil des von der OCT-Lichtquelle ausgesandten OCT-Messlichts ebenfalls an einer Referenzfläche reflektiert, die Referenzfläche muss jedoch nicht verlagert werden, um Strukturinformationen aus verschiedenen Tiefen innerhalb des Objekts zu erhalten. Stattdessen wird das überlagerte Licht durch ein Spektrometer in Spektralteile zerlegt, welche beispielsweise durch einen ortsauflösenden Detektor, wie etwa eine CCD-Kamera, detektiert werden. Durch Fourier- Transformation des erhaltenen Spektrums des überlagerten Lichts können Strukturinformationen des Objekts entlang der Tiefenrichtung erhalten werden (Fourier-Domain-OCT) .Although in Frequency Domain OCT (FD-OCT) the second part of the OCT measurement light emitted by the OCT light source is also reflected on a reference surface, the reference surface need not be displaced to obtain structural information from different depths within the object , Instead, the superimposed light is split by a spectrometer into spectral parts, which are detected, for example, by a spatially resolving detector, such as a CCD camera. By Fourier transforming the obtained spectrum of the superimposed light, structural information of the object along the depth direction can be obtained (Fourier domain OCT).
Eine andere Ausgestaltung von FD-OCT ist Swept-Source-OCTAnother embodiment of FD-OCT is swept-source OCT
(SS-OCT) . Hierbei wird ein Spektrum von überlagertem Licht zeitlich hintereinander aufgenommen, indem eine mittlere(SS-OCT). In this case, a spectrum of superimposed light is recorded consecutively in time, by a medium
Wellenlänge eines sehr schmalbandigen OCT-Messlichts kontinuierlich verändert wird und gleichzeitig das überlagerte Licht mit Hilfe einer Fotodiode detektiert wird.Wavelength of a very narrow-band OCT measuring light is continuously changed and simultaneously the superimposed light is detected by means of a photodiode.
Das OCT-System kann insbesondere dazu verwendet werden, die vordere Augenkammer oder die hintere Augenkammer oder auch die Retina eines menschlichen Auges strukturell zu untersuchen, insbesondere während einer Augenoperation.In particular, the OCT system can be used to structurally examine the anterior chamber of the eye or the posterior chamber or even the retina of a human eye, especially during eye surgery.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Augenchirurgie-Messsystem weiterhin mindestens einen im OCT-Strahlengang zwischen der OCT-Lichtquelle und dem OCT-Strahlteiler angeordneten schwenkbaren Scanspiegel, um das OCT-Messlicht über den Objektbereich zu scannen. Dabei kann das OCT-System weiterhin eine Kollimatoroptik umfassen, um das von der OCT-Lichtquelle erzeugte OCT- Messlicht zu kollimieren. Das kollimierte OCT-Messlicht kann dann durch Verschwenken des mindestens einen Scanspiegels über den Objektbereich als ein fokussierter OCT-Messlichtstrahl geführt werden, um aus einem lateral ausgedehnten Bereich des Objektbereichs Strukturinformationen zu erhalten. Dabei kann das System mehr als einen Scanspiegel umfassen, wie etwa zwei, welche jeweils um verschiedene Achsen schwenkbar sind.According to one embodiment of the present invention, the eye surgery measuring system further comprises at least one pivotable scanning mirror arranged in the OCT beam path between the OCT light source and the OCT beam splitter in order to scan the OCT measuring light over the object area. In this case, the OCT system may further comprise collimator optics to collimate the OCT measurement light generated by the OCT light source. The collimated OCT measuring light can then be guided by pivoting the at least one scanning mirror over the object area as a focused OCT measuring light beam in order to obtain structural information from a laterally extended area of the object area. In this case, the system may comprise more than one scanning mirror, such as two, which are each pivotable about different axes.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind der mindestens eine Scanspiegel, die zweite Linsengruppe der ersten Optikunterbaugruppe und die zweite Optikunterbaugruppe ausgebildet und angeordnet, einen Bereich nahe des mindestens einen Scanspiegels auf einen Bereich nahe der Spiegelfläche abzubilden. Die erste Optikbaugruppe umfasst wie oben ausgeführt die erste Optikunterbaugruppe und die zweite Optikunterbaugruppe. Dabei umfasst die erste Optikunterbaugruppe eine zweite Linsengruppe . Dabei kann die zweite Linsengruppe der ersten Optikunterbaugruppe und die zweite Optikunterbaugruppe ein afokales System bilden, um den Bereich nahe des Scanspiegels auf den Bereich nahe der Spiegelfläche abzubilden.According to an embodiment of the present invention, the at least one scan mirror, the second lens group of the first optical subassembly, and the second optical subassembly are configured and arranged to image an area near the at least one scan mirror onto a region near the mirror surface. The first optical assembly, as set forth above, includes the first optical subassembly and the second optical subassembly. In this case, the first optical subassembly comprises a second lens group. In this case, the second lens group of the first optical subassembly and the second optical subassembly may form an afocal system to close the region near the Scan mirror on the area near the mirror surface.
Die Spiegelfläche ist dabei in dem Strahlengang des zur Analyse einer Wellenfront verwendeten Messlichts zwischen der ersten Linsengruppe der ersten Optikunterbaugruppe und der zweiten Linsengruppe der ersten Optikunterbaugruppe angeordnet. Die Spiegelfläche, welche etwa in einem Faltspiegel umfasst ist, kann dabei das Messlicht derart umlenken, dass es auf seinem Weg zu dem Objektbereich eine weitere Linse, etwa ein Mikroskopobjektiv, durchsetzt. Für ein ideal justiertes System wird dabei ein Zentrum des mindestens einen Scanspiegels auf ein Zentrum der Spiegelfläche durch die zweite Linsengruppe der ersten Optikunterbaugruppe und die zweite Optikunterbaugruppe optisch abgebildet. Eine solche optische Abbildung hat den Vorteil, dass für verschiedene Schwenkstellungen des mindestens einen Scanspiegels von dem Scanspiegel in verschiedene Richtungen von einem Punkt reflektiertes OCT- Messlicht unabhängig von der Schwenkstellung des Scanspiegels auf einen Punkt in dem Zentrum der Spiegelfläche abgebildet wird, ohne auszuwandern, was dazu führen könnte, dass die Spiegelfläche nicht mehr getroffen wird. Auf diese Weise kann die Spiegelfläche relativ klein bemessen werden.The mirror surface is arranged in the beam path of the measuring light used for the analysis of a wavefront between the first lens group of the first optical subassembly and the second lens group of the first optical subassembly. The mirror surface, which is approximately included in a folding mirror, can redirect the measuring light in such a way that on its way to the object region it passes through another lens, for example a microscope objective. For an ideally adjusted system, a center of the at least one scan mirror is optically imaged onto a center of the mirror surface by the second lens group of the first optical subassembly and the second optical subassembly. Such an optical image has the advantage that, for different pivoting positions of the at least one scanning mirror of the scanning mirror in different directions from one point reflected OCT measuring light is mapped to a point in the center of the mirror surface, regardless of the pivot position of the scanning mirror, without emigrating what could lead to the fact that the mirror surface is no longer hit. In this way, the mirror surface can be sized relatively small.
Wenn das System beispielsweise zwei Scanspiegel umfasst, welche beabstandet voneinander angeordnet sind, kann das System derart ausgebildet und justiert sein, dass ein Punkt in der Mitte einer Verbindungsstrecke zwischen den zwei Scanspiegeln entlang des OCT-Strahlenganges durch das optische System aus der zweiten Linsengruppe der ersten Optikunterbaugruppe und der zweiten Optikunterbaugruppe auf die Spiegelfläche, insbesondere auf ein Zentrum der Spiegelfläche, oder zumindest auf einen Bereich in die Nähe der Spiegelfläche, wie etwa auf einen Bereich, welcher entlang dem OCT-Strahlengang von einem Zentrum der Spiegelfläche höchstens eine 100-fache, 10-fache, oder 2- fache laterale Ausdehnung der Spiegelfläche entfernt ist, abgebildet wird. Ein Abstand des Bereiches kann dabei von einer optischen Vergrößerung des Systems aus der zweiten Linsengruppe der ersten Optikunterbaugruppe und der zweiten Optikunterbaugruppe abhängen, derart dass sich der Abstand mit steigender Vergrößerung vergrößert, wie etwa linear vergrößert .For example, if the system includes two scanning mirrors spaced apart from one another, the system may be configured and adjusted such that a point in the middle of a link between the two scanning mirrors along the OCT beam path through the second lens group optical system of the first Optics subassembly and the second optical subassembly on the mirror surface, in particular on a center of the mirror surface, or at least on an area in the vicinity of the mirror surface, such as a region which along the OCT beam path from a center of the mirror surface is at most a 100-fold, 10-fold, or 2-fold lateral extent of the mirror surface is removed, is mapped. A distance of the area may depend on an optical magnification of the system of the second lens group of the first optical subassembly and the second optical subassembly, such that the distance increases with increasing magnification, such as increases linearly.
Ein Bereich nahe dem Scanspiegel kann dabei Raumpunkte umfassen, deren Abstände zu in dem System umfassten Scanspiegeln kleiner sind, insbesondere einen Faktor von 10, einen Faktor von 5, oder einen Faktor von 2, kleiner, als eine Ausdehnung der in dem System umfassten Scanspiegel .A region near the scanning mirror may comprise spatial points whose distances to scanning mirrors included in the system are smaller, in particular a factor of 10, a factor of 5, or a factor of 2, smaller than an extent of the scanning mirror included in the system.
Ein Bereich nahe der Spiegelfläche kann dabei Raumpunkte umfassen, deren Abstände zu der Spiegelfläche, insbesondere entlang dem OCT-Strahlengang, kleiner sind, insbesondere um einen Faktor 10, einen Faktor von 5, oder einen Faktor von 2, als eine Ausdehnung der Spiegelfläche, welche insbesondere einen Winkel zwischen 30° und 60° mit einer Richtung des OCT-Strahlenganges einschließen kann.A region near the mirror surface may comprise spatial points whose distances to the mirror surface, in particular along the OCT beam path, are smaller, in particular by a factor of 10, a factor of 5, or a factor of 2 than an extension of the mirror surface in particular, may include an angle between 30 ° and 60 ° with a direction of the OCT beam path.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Augenchirurgie-Messsystem weiterhin eine Wellenfrontlichtquelle zum Erzeugen des Messlichts, welches zur Analyse der Wellenfront verwendet wird, wobei mindestens 80 % einer Gesamtintensität des erzeugten Messlichts durch Licht mit Wellenlängen zwischen 800 nm und 870 nm, insbesondere zwischen 820 nm und 840 nm, gebildet ist. Das Messlicht kann dabei z. B. durch eine Superlumineszenzdiode (SLD) erzeugt sein. Messlicht dieser Wellenlänge ist insbesondere dazu geeignet, durch ein menschliches Auge bis zur Retina vorzudringen, dort einen Lichtfleck zu bilden, um nach diffuser Reflexion wieder aus dem Auge auszutreten, um hinsichtlich einer Wellenfrontform durch den Wellenfrontsensor untersucht zu werden. Der Vorteil der Verwendung von Licht dieser Wellenlängenbereiche besteht insbesondere auch darin, dass Licht dieser Wellenlängenbereiche vom Patientenauge nicht wahrgenommen wird, so dass der Patient nicht geblendet wird und sich die Iris des Patientenauges auch nicht zuzieht, was die Messung stören könnte.According to one embodiment of the present invention, the eye surgery measurement system further comprises a wavefront light source for generating the measurement light used for analysis of the wavefront, wherein at least 80% of a total intensity of the measurement light generated by light having wavelengths between 800 nm and 870 nm, in particular between 820 nm and 840 nm. The measuring light can be z. B. be generated by a super-luminescent diode (SLD). Measuring light of this wavelength is particularly suitable to penetrate through a human eye to the retina, there a To form a light spot to escape after diffuse reflection back out of the eye to be examined in terms of a wavefront shape by the wavefront sensor. The advantage of using light of these wavelength ranges is in particular that light from these wavelength ranges is not perceived by the patient's eye, so that the patient is not dazzled and the iris of the patient's eye also does not contract, which could disturb the measurement.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist mindestens 80 % einer Gesamtintensität des erzeugten OCT- Messlichts durch Licht mit Wellenlängen zwischen 1280 nm und 1320 nm, insbesondere zwischen 1300 nm und 1320 nm, gebildet. OCT-Messlicht dieser Wellenlängen ist insbesondere geeignet, in einen Bereich der vorderen Augenkammer einzutreten und aus diesem Bereich reflektiert zu werden, um Strukturinformationen aus der vorderen Augenkammer zu gewinnen. Es können auch Strukturinformationen aus der hinteren Augenkammer und/oder Retina gewonnen werden.According to one embodiment of the present invention, at least 80% of a total intensity of the generated OCT measurement light is formed by light having wavelengths between 1280 nm and 1320 nm, in particular between 1300 nm and 1320 nm. OCT measuring light of these wavelengths is particularly suitable for entering an area of the anterior chamber of the eye and being reflected from this area in order to obtain structural information from the anterior chamber of the eye. It is also possible to obtain structural information from the posterior chamber of the eye and / or retina.
Zur Beobachtung und Untersuchung der Retina durch OCT ist wiederum ein Wellenlängenbereich zwischen 800 nm und 870 nm gut geeignet, da dieses Licht gut bis zur Retina vordringt. In diesem Fall können Spektren der WellenfrontIichtquelle 3 und der OCT-Lichtquelle derart überlappen, dass mindestens 60 %, insbesondere mindestens 80 %, einer Intensität des Messlichts für die Analyse der Wellenfront in einem Wellenlängenbereich liegt, in dem 80 % einer Intensität des OCT-Messlichts liegen. Das Messlicht für die Analyse der Wellenfront kann im wesentlichen die gleichen Wellenlängen umfassen wie das OCT-Messlicht. Es ist in diesem Fall möglich, eine einzige Lichtquelle sowohl zur Erzeugung des Messlichts zur Analyse der Wellenfront als auch zur Erzeugung des OCT-Messlichts vorzusehen. Gemäß von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung liegen mindestens 70 %, insbesondere mindestens 90 % von Intensitäten des zur Wellenfrontanalyse verwendeten Messlichts und des OCT-Messlichts in nicht überlappenden Wellenlängenbereichen. Obwohl das zur Wellenfrontanalyse verwendete Messlicht als auch das OCT-Messlicht einige der optischen Komponenten des Augenchirurgie-Messsystems gleichsam durchsetzen oder mit ihnen wechselwirken, wie etwa die erste Optikbaugruppe und optional auch die zweite Optikbaugruppe, können beide Messstrahlungen aufgrund ihrer unterschiedlichen Wellenlängenbereiche voneinander getrennt werden, beispielsweise durch dichroitische Elemente. Damit ist eine gegenseitige Störung von Wellenfrontmessung und OCT-Messung vermindert. Beide Messstrahlungen können jedoch in anderen Ausführungsformen gleiche Wellenlängenbereiche umfassen und deren Spektren können sich zum überwiegenden Teil überlappen.For observation and examination of the retina by OCT again a wavelength range between 800 nm and 870 nm is well suited, since this light penetrates well up to the retina. In this case, spectra of the wavefront light source 3 and the OCT light source may overlap such that at least 60%, in particular at least 80%, of an intensity of the wavefront analysis light is in a wavelength region in which 80% of an intensity of the OCT light is lie. The measuring light for the analysis of the wavefront can essentially comprise the same wavelengths as the OCT measuring light. In this case, it is possible to provide a single light source both for generating the measuring light for analyzing the wavefront and for generating the OCT measuring light. According to embodiments of the present invention, at least 70%, in particular at least 90%, of intensities of the measurement light used for wavefront analysis and of the OCT measurement light lie in non-overlapping wavelength ranges. Although the measuring light used for wavefront analysis as well as the OCT measuring light, as well as enforce or interact with some of the optical components of the ophthalmic surgery measuring system, such as the first optical assembly and optionally also the second optical assembly, both measuring radiation can be separated due to their different wavelength ranges, for example, by dichroic elements. This reduces interference between wavefront measurement and OCT measurement. However, in other embodiments, both measuring radiations can comprise identical wavelength ranges and their spectra can predominantly overlap.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der OCT-Strahlteiler einen dichroitischen Spiegel, welcher in einem Wellenlängenbereich von 800 nm bis 870 um, insbesondere von 820 nm bis 840 nm, eine mindestens doppelt so hohe oder höchstens halb so hohe Transmission aufweist wie in einem Wellenlängenbereich von 1280 nm bis 1340 nm, insbesondere von 1300 nm bis 1320 nm.According to one embodiment of the present invention, the OCT beam splitter comprises a dichroic mirror which in a wavelength range from 800 nm to 870 μm, in particular from 820 nm to 840 nm, has at least twice as high or at most half as high a transmission as in a wavelength range from 1280 nm to 1340 nm, in particular from 1300 nm to 1320 nm.
Gemäß von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird mindestens 80 % einer Intensität entweder des zur Wellenfrontanalyse verwendeten Messlichts oder des OCT- Messlichts durch den OCT-Strahlteiler transmittiert .According to embodiments of the present invention, at least 80% of an intensity of either the measurement light used for wavefront analysis or the OCT measurement light is transmitted through the OCT beam splitter.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der OCT-Strahlteiler einen dichroitischen Spiegel, welcher in einem Wellenlängenbereich von 1280 nm bisAccording to an embodiment of the present invention, the OCT beam splitter comprises a dichroic mirror which is in a wavelength range of 1280 nm to
1340 nm, insbesondere 1300 nm bis 1320 nm, eine mindestens doppelt so hohe oder höchstens halb so hohe Reflektivität aufweist wie in einem Wellenlängenbereich von 800 um bis 870 nm, insbesondere von 820 nm bis 840 nm.1340 nm, in particular 1300 nm to 1320 nm, an at least has twice as high or at most half as high reflectivity as in a wavelength range of 800 to 870 nm, in particular from 820 to 840 nm.
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird mindestens 80 % einer Intensität entweder des zurAccording to embodiments of the present invention, at least 80% of an intensity of either of the
Wellenfrontanalyse verwendeten Messlichts oder des OCT- Messlichts von dem OCT-Strahlteiler reflektiert.Wavefront analysis used measuring light or the OCT measuring light from the OCT beam splitter reflected.
Auf dem dichroitischen Spiegel können dabei Schichten von Material verschiedener Dielektrizitätskonstanten aufgebracht sein, welche bei Auftreffen des Messlichts oder des OCT-Messlichts zu einer konstruktiven Interferenz im Wesentlichen in Reflexion bzw. in Transmission führen.On the dichroic mirror layers of material of different dielectric constants can be applied, which lead to a constructive interference in reflection or transmission when the measuring light or the OCT measuring light.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Großteil, insbesondere mindestens 70 %, einer Intensität von auf den OCT-Strahlteiler auftreffendem OCT- Messlicht an dem OCT-Strahlteiler reflektiert. Dabei kann weiterhin ein Großteil, insbesondere mindestens 70 %, einer Intensität von auf den OCT-Strahlteiler auftreffendem für die Wellenfrontmessung benutzten Messlicht durch den OCT- Strahlteiler transmittiert werden.According to one embodiment of the present invention, a majority, in particular at least 70%, of an intensity of OCT measurement light incident on the OCT beam splitter is reflected at the OCT beam splitter. In this case, furthermore, a large part, in particular at least 70%, of an intensity of measuring light incident on the OCT beam splitter and used for the wavefront measurement can be transmitted through the OCT beam splitter.
Mit Bezug auf die angehängten Zeichnungen werden nun spezifische Ausführungsformen der Erfindung im Detail beschrieben. In verschiedenen Ausführungsformen bereitgestellte ähnliche Elemente werden jeweils mit derselben Bezugsziffer aber mit verschiedenen angehängten Buchstaben bezeichnet . Damit kann eine etwaig nicht vorhandene Beschreibung eines Elements einer bestimmten Ausführungsform, einer Beschreibung dieses Elements im Zusammenhang einer anderen Ausführungsform entnommen werden. Figur IA ist eine schematische Darstellung einerSpecific embodiments of the invention will now be described in detail with reference to the attached drawings. Similar elements provided in various embodiments are designated by the same reference numeral but with different appended letters. Thus, any non-existent description of an element of a particular embodiment, a description of that element, may be in the context of another embodiment. Figure IA is a schematic representation of a
Ausführungsform eines optischen Messsystems der vorliegenden Erfindung, wobei einEmbodiment of an optical measuring system of the present invention, wherein a
Beleuchtungsstrahlengang bzw. Wellenfrontstrahlengang illustriert ist;Illumination beam path or wavefront beam path is illustrated;
Figur IB zeigt schematisch die in Figur IA illustrierteFigure IB schematically shows the one illustrated in Figure IA
Ausführungsform, wobei ein Objektstrahlengang illustriert ist;Embodiment, wherein an object beam path is illustrated;
Figur IC zeigt schematisch einen Ausschnitt der in denFigure IC schematically shows a section of the in the
Figuren IA und IB illustrierten Ausführungsform eines optischen Messsystems;Figures IA and IB illustrated embodiment of an optical measuring system;
Figur 2A ist eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines optischen Messsystems gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei ein Beleuchtungsstrahlengang bzw. ein Wellenfrontstrahlengang illustriert ist;FIG. 2A is a schematic illustration of another embodiment of an optical measuring system according to the present invention, illustrating an illumination beam path and a wavefront beam path, respectively;
Figur 2B illustriert schematisch die in Figur 2A gezeigte Ausführungsform, wobei ein Objektstrahlengang illustriert ist;Figure 2B schematically illustrates the embodiment shown in Figure 2A, illustrating an object beam path;
Figur 3 illustriert schematisch eine weitere Ausführungsform eines optischen Messsystems gemäß der vorliegenden Erfindung;FIG. 3 schematically illustrates another embodiment of an optical measuring system according to the present invention;
Figur 4 illustriert schematisch noch eine weitere Ausführungsform eines optischen Messsystems gemäß der vorliegenden Erfindung;FIG. 4 schematically illustrates yet another embodiment of an optical measuring system according to the present invention;
Figur 5A ist eine schematische Darstellung einer weiterenFIG. 5A is a schematic representation of another
Ausführungsform eines optischen Messsystems gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei ein Beleuchtungsstrahlengang bzw. ein Wellenfrontstrahlengang illustriert ist;Embodiment of an optical measuring system according to the present invention, wherein a Illumination beam path or a wavefront beam path is illustrated;
Figur 5B illustriert schematisch die in Figur 5A gezeigte Ausführungsform, wobei ein Objektstrahlengang illustriert ist;Figure 5B schematically illustrates the embodiment shown in Figure 5A, illustrating an object beam path;
Figur 6 zeigt ein optisches Messsystem gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei insbesondere ein OCT-Strahlengang illustriert ist; undFIG. 6 shows an optical measuring system according to a further embodiment of the present invention, wherein in particular an OCT beam path is illustrated; and
Figur 7 zeigt ein optisches Messsystem gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei insbesondere ein OCT-Strahlengang illustriert ist.FIG. 7 shows an optical measuring system according to a further embodiment of the present invention, wherein in particular an OCT beam path is illustrated.
Figur IA illustriert schematisch ein optisches Messsystem 1 gemäß einer Ausfύhrungsform der vorliegenden Erfindung. Messsystem 1 umfasst eine Lichtquelle 3, welche Messlicht 5 erzeugt. Messlicht 5 wird durch eine Kollimatoroptik 7 kollimiert, um aus im wesentlichen ebenen Wellenfronten gebildetes Messlicht 9 zu erzeugen. Messlicht 9 wird bei dem Strahlteiler 11 reflektiert und durchsetzt Kittglied 13. Das durch Kittglied 13 konvergierte Messlicht tritt durch die Blende 15, und wird von einem durch zwei orthogonal zueinender ausgerichtete Spiegelflächen 17 ' und 17" gebildeten 180° -Reflektor 17 abgelenkt, um Messlicht 9 im Wesentlichen in eine entgegengesetzte Richtung umzulenken und lateral, d. h. in einer Richtung senkrecht zu einer Ausbreitungsrichtung des Messlichts 9 entlang optischer Achse 10, zu versetzen.FIG. 1A schematically illustrates an optical measuring system 1 according to an embodiment of the present invention. Measuring system 1 comprises a light source 3, which generates measuring light 5. Measuring light 5 is collimated by a collimator optics 7 in order to generate measurement light 9 formed from substantially planar wavefronts. Measuring light 9 is reflected at the beam splitter 11 and passes through the cemented element 13. The measuring light converged by the cemented element 13 passes through the diaphragm 15 and is deflected by a 180 ° reflector 17 formed by two mirror surfaces 17 'and 17 "oriented orthogonally to form measuring light 9 to deflect substantially in an opposite direction and laterally, ie in a direction perpendicular to a propagation direction of the measuring light 9 along the optical axis 10, to put.
Der Reflektor 17 kann in anderen Ausführungsformen z. B. als ein Winkelreflektor {corner cube) ausgeführterThe reflector 17 may in other embodiments, for. B. executed as an angle reflector {corner cube)
Retroreflektor gebildet sein. Der Winkelreflektor umfasst einen Glaskörper, welcher in Form einer Dreieckspyramide gebildet ist, wobei Außenflächen der Pyramide durch drei gleichwinklige, rechtwinklige Dreiecke gebildet sind, welche paarweise senkrecht zueinander angeordnet sind. Weiter umfasst der Winkelreflektor eine Basisfläche, welche in Form eines gleichschenkligen Dreiecks gebildet ist. Im Falle des Einsatzes solch eines Winkelreflektors wird das Messlicht 9 an den drei gleichschenkligen, rechtwinkligen Dreiecksflächen reflektiert.Retroreflector be formed. The angle reflector comprises a glass body, which is formed in the form of a triangular pyramid, wherein outer surfaces of the pyramid are formed by three equiangular, right-angled triangles, which are arranged in pairs perpendicular to each other. Further, the angle reflector comprises a base surface which is formed in the shape of an isosceles triangle. In the case of using such an angle reflector, the measuring light 9 is reflected at the three isosceles, right triangular faces.
Der Reflektor 17 ist in den durch den Doppelpfeil 20 gekennzeichneten Richtungen verschiebbar. Dabei ist die Blende 15 unabhängig von einer Verschiebeposition des Reflektors 17 immer in einem Brennbereich von Kittglied 13 angeordnet.The reflector 17 is displaceable in the directions indicated by the double arrow 20 directions. In this case, the diaphragm 15 is always arranged independently of a displacement position of the reflector 17 in a focal region of the cemented element 13.
Das von dem Reflektor 17 reflektierte Messlicht durchsetzt Kittglied 19, um konvergentes Messlicht zu bilden. In einer Ebene 21 ist Messlicht 9 im Wesentlichen auf einen Punkt konvergiert, überkreuzt sich und läuft als divergierendes Messlicht weiter. Das divergierende Messlicht 9 durchsetzt ein weiteres Kittglied 23, um in ebene Wellenfronten überführt zu werden. Das ebene Messlicht 9 durchsetzt daraufhin ein λ/4-Plättchen 24 und trifft schließlich als ebene Wellenfronten auf ein Auge 25 auf. Die Pupille des menschlichen Auges 25 liegt in der Objektebene 28. Unter Pupille des Auges 25 wird das Bild der Iris verstanden. Die Pupille liegt typischerweise etwa 2,7 bis 3 mm hinter dem Scheitelpunkt der Hornhaut 33. Die Objektebene 28 fällt in dieser Ausführungsform mit der Brennebene 29 der aus Kittglied 23 und Kittglied 19 gebildeten ersten Optikbaugruppe 31 zusammen. Somit liegt die Pupille des Auges 25 in der Brennebene 29.The measuring light reflected by the reflector 17 passes through the cemented element 19 to form convergent measuring light. In a plane 21, measuring light 9 essentially converges to one point, crosses over and continues to run as a diverging measuring light. The diverging measuring light 9 passes through another cemented element 23 in order to be converted into plane wavefronts. The flat measuring light 9 then passes through a λ / 4 plate 24 and finally strikes an eye 25 as plane wavefronts. The pupil of the human eye 25 lies in the object plane 28. The pupil of the eye 25 is understood to be the image of the iris. The pupil is typically about 2.7 to 3 mm behind the apex of the cornea 33. The object plane 28 in this embodiment coincides with the focal plane 29 of the first optic assembly 31 formed of cemented member 23 and cemented member 19. Thus, the pupil of the eye 25 is in the focal plane 29th
Messlicht 9 durchsetzt die Hornhaut 33 und die Linse 35 des Auges 25, um in dem Punkt 37 der Netzhaut (Retina) 39 fokussiert zu werden. Dass Messlicht, welches am Strahlteiler 11 aus ebenen Wellenfronten aufgebaut ist, und somit aus einem Bündel von parallelen Lichtstrahlen zusammengesetzt ist, auf einen Punkt 37 auf der Retina des Auges 25 abgebildet wird, ist bei einer fixen relativen Positionierung der optischen Komponenten nur bei einem rechtsichtigen Auge ohne sphärische Fehlsichtigkeit der Fall, und zwar dann, wenn Reflektor 17 so positioniert ist, dass das Gesamtsystem bestehend aus den drei Optikbaugruppen 23, 19 und 13 afokal ist. Bei einem sphärisch fehlsichtigen Auge kann jedoch der Reflektor 17 bzw. der Winkelreflektor 17 entlang der durch den Doppelpfeil 20 angezeigten Richtungen verschoben werden, um entweder ein leicht konvergentes Messlicht 9 oder ein leicht divergentes Messlicht 9 auf das Auge 25 einfallen zu lassen. Damit ist es auch bei der Untersuchung eines sphärisch fehlsichtigen Auges möglich, einen möglichst kleinen Beleuchtungsfleck des Messlichts auf der Retina zu erzeugen. Durch Verfahren des Winkelreflektors 17 entlang der durch den Doppelpfeil 20 angezeigten Richtungen wird eine optische Weglänge des Messlichts zwischen Kittglied 13 und Kittglied 19 verändert. Innerhalb gewisser Grenzen sphärischer Fehlsichtigkeit des Auges 25 kann somit Messlicht 9 auf einen Punkt auf der Retina 39 des fehlsichtigen Auges 25 fokussiert werden.Measuring light 9 passes through the cornea 33 and the lens 35 of the eye 25 in order to reach the point 37 of the retina 39 to be focused. That measuring light, which is constructed on the beam splitter 11 of planar wavefronts, and is thus composed of a bundle of parallel light beams, is imaged on a point 37 on the retina of the eye 25, is at a fixed relative positioning of the optical components only one right-hand Eye without spherical refractive error, the case when reflector 17 is positioned so that the overall system consisting of the three optical assemblies 23, 19 and 13 is afocal. In the case of a spherically ill-advised eye, however, the reflector 17 or the angle reflector 17 can be displaced along the directions indicated by the double arrow 20 in order to allow either a slightly convergent measuring light 9 or a slightly divergent measuring light 9 to be incident on the eye 25. Thus, it is also possible in the examination of a spherically refractive eye to produce the smallest possible illumination spot of the measuring light on the retina. By moving the angle reflector 17 along the directions indicated by the double arrow 20, an optical path length of the measuring light between the cemented element 13 and the cemented element 19 is changed. Within certain limits of spherical refractive error of the eye 25, measuring light 9 can thus be focused on a point on the retina 39 of the refractive eye 25.
Der beleuchtete Punkt 37 wirkt als diffuse Lichtquelle auf der Retina 39 des Auges 25 und sendet Licht 41 aus, welches durch im wesentlichen sphärische Wellenfronten gebildet ist. Licht 41 durchsetzt den Glaskörper, die Linse 35 und die Hornhaut 33, um Licht 43 zu bilden. In Abhängigkeit von optischen Eigenschaften und Formen der Linse 35 und der Hornhaut 33 weicht eine Wellenfront des Lichts 43 von einer ebenen Wellenfront ab. Die Form der Wellenfronten, aus denen Licht 43 gebildet ist, lässt dabei einen Rückschluss auf die Fehlsichtigkeit der optischen Komponenten bzw. Grenzflächen des Auges 25 schließen, d. h. insbesondere auf die Eigenschaft und Form der Linse 35 und der Hornhaut 33.The illuminated point 37 acts as a diffused light source on the retina 39 of the eye 25 and emits light 41, which is formed by substantially spherical wavefronts. Light 41 passes through the vitreous body, lens 35 and cornea 33 to form light 43. Depending on the optical properties and shapes of the lens 35 and the cornea 33, a wavefront of the light 43 deviates from a plane wavefront. The shape of the wavefronts, from which light 43 is formed, can be a conclusion on the defective vision of the optical components or Close the interface of the eye 25, ie in particular on the property and shape of the lens 35 and the cornea 33rd
Licht 43 durchsetzt Kittglied 23, um konvergentes Licht zu bilden. Im Bereich der Ebene 21, in welcher ein Bild der Retina entsteht, wird Licht 43 auf eine minimale Ausdehnung konvergiert, um anschließend divergent weiterzulaufen. Weiter durchsetzt Messlicht 43 Kittglied 19, wird von dem Reflektor 17 reflektiert und lateral versetzt, passiert durch Blende 15, durchsetzt Kittglied 13, um Licht zu bilden, welches im Wesentlichen aus ebenen Wellenfronten gebildet ist. Eine Abweichung der Wellenfronten des Messlichts 43 von ebenen Wellenfronten weist auf eine Fehlsichtigkeit des Auges 25 hin.Light 43 passes through cementing member 23 to form convergent light. In the area of plane 21, where an image of the retina is formed, light 43 is converged to a minimum extent, in order to then proceed divergently. Measurement light 43 also penetrates cemented element 19, is reflected by reflector 17 and displaced laterally, passes through aperture 15, penetrates cemented element 13 in order to form light which is essentially formed from planar wavefronts. A deviation of the wavefronts of the measuring light 43 from plane wavefronts indicates a defective vision of the eye 25.
Messlicht 43 fällt auf den Eintrittbereich 45 eines Hartmann-Shack-Sensors 47 ein. Der Eintrittsbereich 45 ist durch ein Feld von Mikrolinsen gebildet, in deren gemeinsamer Brennebene ein elektronischer Bildsensor, beispielsweise ein CCD-Kamerachip angeordnet ist. Der elektronische Bildsensor umfasst eine Mehrzahl von Pixeln, welche jeweils Intensitätswerte von empfangenem Licht in elektrische Signale umwandeln. Die elektrischen Signale werden über eine Datenleitung 49 einer nicht illustrierten Recheneinheit zugeführt. Für jede Mikrolinse des Mikrolinsenfeldes des Hartmann-Shack-Sensors 47 wird von der Recheneinheit eine Verschiebungsposition des durch die Mikrolinse fokussierten Lichts bestimmt, wodurch eine Form einer Wellenfront des Messlichts 43 in dem Eintrittsbereich 45 des Hartmann-Shack-Sensors bestimmt werden kann. Mit Bezug auf Figur 1 B wird erläutert, dass ein Bereich der Brennebene 29 auf den Eintrittsbereich 45 des Hartmann-Shack-Sensors 47 abgebildet wird. Somit kann eine Form einer Wellenfront des aus dem Auge 25 austretenden Lichts 43 bestimmt werden. Mit Bezug auf Figur IB werden weitere Eigenschaften und Vorteile des optischen Messsystems 1 erläutert. Die Pupille des Auges 25 in Objektebene 28 ist in der Brennebene 29 der durch die Kittglieder 23 und 19 gebildeten ersten Optikbaugruppe 31 angeordnet. Von dem in der Brennebene 29 gelegenen Brennpunkt 51 gehen drei Strahlen 53a, 53b, 53c des Lichts 43 entlang des Objektstrahlenganges aus, durchsetzen das λ/4 -Plättchen 24 und Kittglied 23, um in einem Zwischenbildbereich 55 auf eine kleinste Ausdehnung konvergiert zu werden. Von dem Zwischenbildbereich 55 gehen die Strahlen 53 als divergierende Strahlen aus, und durchsetzen Kittglied 19, um als näherungsweise parallele Strahlen 53a1, 53b1, 53c1 aus Kittglied 19 auszutreten. Die parallelen Strahlen 53a1, 53b1, 53C werden von dem Reflektor 17 reflektiert und lateral versetzt, passieren durch Blende 15, und durchsetzen Kittglied 13, um nach Durchsetzen des Strahlteilers 11 auf einen Punkt fokussiert zu werden, welcher durch eine optische Achse des Messsystems 1 und den Eintrittsbereich 45 des Hartmann- Shack-Sensors 47 gegeben ist. Somit wird ein Punkt in der Brennebene 29 auf einen Punkt in dem Eintrittsbereich 45 des Hartmann-Shack-Sensors 47 abgebildet. Eine Verschiebung entlang der durch den Doppelpfeil 20 angezeigten Richtungen des Winkelreflektors 17 ändert nichts an dieser Abbildungseigenschaft, da Strahlen, welche von einem Punkt in der Brennebene 29 ausgehen, zwischen Kittglied 19 und Kittglied 13 , wo in dem Strahlengang des Messlichts der Reflektor 17 angeordnet ist, parallel sind. Somit kann eine Form einer Wellenfront, welche aus einem rechtsichtigen oder sphärisch fehlsichtigen Auge austritt, mit hoher Präzision untersucht werden.Measuring light 43 is incident on the entrance area 45 of a Hartmann-Shack sensor 47. The entrance region 45 is formed by a field of microlenses, in the common focal plane of which an electronic image sensor, for example a CCD camera chip, is arranged. The electronic image sensor comprises a plurality of pixels, each of which converts intensity values of received light into electrical signals. The electrical signals are supplied via a data line 49 to a non-illustrated arithmetic unit. For each microlens of the microlens field of the Hartmann-Shack sensor 47, the computing unit determines a shift position of the light focused by the microlens, whereby a shape of a wavefront of the measurement light 43 in the entry region 45 of the Hartmann-Shack sensor can be determined. With reference to FIG. 1B, it is explained that a region of the focal plane 29 is imaged onto the entrance region 45 of the Hartmann-Shack sensor 47. Thus, a shape of a wavefront of the light 43 exiting the eye 25 can be determined. With reference to FIG. 1B, further properties and advantages of the optical measuring system 1 are explained. The pupil of the eye 25 in the object plane 28 is disposed in the focal plane 29 of the first optical assembly 31 formed by the cemented members 23 and 19. From the focal point 51 located in the focal plane 29, three beams 53a, 53b, 53c of the light 43 emanate along the object beam path, passing through the λ / 4 plate 24 and the cemented element 23 so as to be converged to an smallest extent in an intermediate image area 55. From the intermediate image area 55, the rays 53 emanate as divergent rays, and pass through the cemented element 19 to emerge from the cemented element 19 as approximately parallel rays 53a 1 , 53b 1 , 53c 1 . The parallel beams 53a 1 , 53b 1 , 53C are reflected by the reflector 17 and displaced laterally, pass through aperture 15, and pass through cemented element 13 to be focused upon passing through the beam splitter 11 to a point passing through an optical axis of the measuring system 1 and the inlet region 45 of the Hartmann Shack sensor 47 is given. Thus, a point in the focal plane 29 is imaged to a point in the entrance region 45 of the Hartmann-Shack sensor 47. A displacement along the directions indicated by the double arrow 20 of the angular reflector 17 does not change this imaging property, since rays which emanate from a point in the focal plane 29, between cemented member 19 and cemented element 13, where in the beam path of the measuring light, the reflector 17 is arranged , are parallel. Thus, a shape of a wavefront exiting a right-handed or spherical-refractive eye can be examined with high precision.
Figur IC illustriert schematisch einen Ausschnitt des optischen Messsystems 1 der in Figuren IA und IB schematische illustrierten Ausfύhrungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Von dem Brennpunkt 51 gehen Strahlen 53a, 53b und 53c aus, durchsetzen Kittglied 23, um in dem Zwischenbildbereich 55 fokussiert zu werden. Von dort laufen die drei Strahlen divergent weiter und werden von Kittglied 19 so abgelenkt, um drei parallele Strahlen 53a1, 53b1 und 53c' zu bilden, welche parallel zur optischen Achse 10 verlaufen. Kittglied 23 und Kittglied 19 bilden zusammen die erste Optikbaugruppe 31, wie oben beschrieben. Eine Brennweite f der ersten Optikbaugruppe 31 kann wie folgt bestimmt werden:FIG. 1C schematically illustrates a section of the optical measuring system 1 of the embodiment schematically illustrated in FIGS. 1A and 1B according to the present invention. Go from the focal point 51 Rays 53a, 53b and 53c pass through cementing member 23 to be focused in the intermediate image area 55. From there, the three beams continue to divergent and are deflected by cemented member 19 so as to form three parallel beams 53a 1 , 53b 1 and 53c 'which are parallel to the optical axis 10. Cement member 23 and cemented member 19 together form the first optical assembly 31 as described above. A focal length f of the first optical assembly 31 may be determined as follows:
Der zur optischen Achse 10 parallele Strahl 53a1 wird zur Brennebene 29 hin und über sie hinaus verlängert, wie durch gestrichelte Linie 55a1 illustriert. Ebenso wird der in die erste Optikbaugruppe 31 einfallende Strahl 53a, welcher nach Durchsetzen des optischen Systems 31 in den Strahl 53a1 überführt wird, über die Brennebene 29 hinaus verlängert, wie durch gestrichelte Linie 55a illustriert. Die Linie 55a und die Linie 55a1 schneiden sich in einem Punkt 57a. Der Punkt 57a liegt in einer Hauptebene 59 der ersten Optikbaugruppe 31. Die Hauptebene 59 liegt in einem Abstand f entfernt von der zu der Hauptebene 59 parallelen Brennebene 29. In der Hauptebene 59 liegt auch der zu Punkt 57a analoge Punkt 57c, welcher durch den Schnittpunkt der Linien 55c1 und 55c gebildet ist. Somit werden die durch den Brennpunkt verlaufenden Strahlen 53a und 53c scheinbar an den Punkten 57a bzw. 57c, welche in der Hauptebene 59 liegen, gebrochen, um nach Durchsetzen der ersten Optikbaugruppe 31 parallel zur optischen Achse zu verlaufen.The beam 53a 1 parallel to the optical axis 10 is extended toward and beyond the focal plane 29, as illustrated by dashed line 55a 1 . Similarly, the beam 53a incident into the first optical assembly 31, which is transferred into the beam 53a 1 after passing through the optical system 31, is extended beyond the focal plane 29, as illustrated by dashed line 55a. The line 55a and the line 55a 1 intersect at a point 57a. The point 57a lies in a main plane 59 of the first optical assembly 31. The main plane 59 lies at a distance f away from the focal plane 29 parallel to the main plane 59. In the main plane 59 also the point 57c analogous to point 57a lies through the point of intersection the lines 55c 1 and 55c is formed. Thus, the rays 53a and 53c passing through the focus are apparently refracted at the points 57a and 57c, respectively, which are in the main plane 59 so as to be parallel to the optical axis after passing through the first optical assembly 31.
Die Strahlen 53a', 53b' und 53c' werden durch den Winkelreflektor 17 reflektiert, wie schematisch illustriert und werden durch Kittglied 13 auf den Eintrittsbereich 45 des Wellenfrontsensors 47 fokussiert. Der Eintrittbereich 45 ist durch dem Kittglied 13 am nächsten gelegene Oberflächen von Mikrolinsen 46 gebildet. Ein Objektbereich 28' in einer Objektebene 28 innerhalb der Brennebene 29 der ersten Optikbaugruppe 31 wird somit auf den Eintrittsbereich 45 des Wellenfrontsensors 47 abgebildet. Die Mikrolinsen 46 haben jeweils eine Brennweite 1. In einem Abstand 1 von dem Eintrittsbereich 45 des Wellenfrontsensors 47 entfernt ist CCD 48 angeordnet, um Lichtintensitäten ortsaufgelöst zu detektieren. Wie oben beschrieben, erlaubt eine Detektion einer Verteilung von Lichtintensitäten und eine anschließende Auswertung, eine Form einer Wellenfront des Messlichts zu bestimmen, welches von dem Objektbereich 28' ausgeht. Der Objektbereich 28' in der Brennebene 29 der ersten Optikbaugruppe 31 ist in einem Abstand d von einer dem Brennbereich 29 am nächsten gelegenen optischen Fläche der ersten Optikbaugruppe 31 angeordnet. In dem hier illustrierten Ausführungsbeispiel ist der Abstand d etwa 2 , 5 mal so groß wie die Brennweite f der ersten Optikbaugruppe 31.The rays 53a ', 53b' and 53c 'are reflected by the angle reflector 17, as illustrated schematically, and are focused by cemented member 13 onto the entrance region 45 of the wavefront sensor 47. The entry region 45 is formed by the cemented member 13 nearest surfaces of microlenses 46. One Object region 28 'in an object plane 28 within the focal plane 29 of the first optical assembly 31 is thus imaged onto the entrance region 45 of the wavefront sensor 47. The microlenses 46 each have a focal length 1. At a distance 1 from the entrance region 45 of the wavefront sensor 47, CCD 48 is arranged in order to detect light intensities in a spatially resolved manner. As described above, detection of a distribution of light intensities and subsequent evaluation allows to determine a shape of a wavefront of the measurement light originating from the object region 28 '. The object area 28 'in the focal plane 29 of the first optical subassembly 31 is arranged at a distance d from an optical area of the first optical subassembly 31 closest to the focal area 29. In the embodiment illustrated here, the distance d is about 2.5 times as large as the focal length f of the first optical assembly 31.
Das optische Messsystem 1 ist besonders für Augenoperationen geeignet, insbesondere für KataraktOperationen. Dabei liegt die Hornhaut bzw. die Pupille eines zu operierenden Auges in dem Objektbereich 28'. Der Abstand d zwischen der Hornhaut bzw. der Pupille des zu untersuchenden Auges und einer Komponente der ersten Optikbaugruppe 31 beträgt in der exemplarischen Ausführungsform 1 220 mm. Daher hat der operierende Chirurg genügend Raum, um mit seinen Händen und chirurgischen Instrumenten die Operation durchzuführen.The optical measuring system 1 is particularly suitable for eye surgery, in particular for cataract surgery. In this case, the cornea or the pupil of an eye to be operated lies in the object area 28 '. The distance d between the cornea or the pupil of the eye to be examined and a component of the first optical assembly 31 in the exemplary embodiment 1 is 220 mm. Therefore, the operating surgeon has enough space to perform the surgery with his hands and surgical instruments.
Die in den Figuren IA, IB und IC illustrierte Ausführungsform 1 eines optischen Messsystems kann in einer fixen Positionierung relativ zu einem optischen Mikroskopiesystem gehaltert sein. Beispielsweise kann das optische Messsystem 1 in einem Strahlengang von von in einem zu untersuchenden Objekt ausgehendem Messlicht stromaufwärts von einem Objektiv des optischen Mikroskopiesystem gehaltert sein. Für diese Ausführungsform kann das von dem Objektbereich 28' ausgehende Messlicht 43 über einen schematisch angedeuteten Faltspiegel 61 reflektiert werden, um nach Durchsetzen der ersten Optikbaugruppe 31, Reflexion an dem Winkelreflektor 17 und Durchsetzen des Kittgliedes 13 auf den Eintrittsbereich 45 des Wellenfrontsensors 47 einzufallen. Dazu ist in Figuren IA und IB die Position des Faltspiegels 61 gezeigt. Ein anderer Teil von von dem Objektbereich 28' ausgehendem Licht wird für eine mikroskopische Abbildung durch ein Objektiv des Mikroskopiesystems geführt. Hiermit kann ein Chirurg während einer Operation sowohl eine mikroskopische Abbildung eines zu operierenden Objekts erhalten als auch eine Analyse einer Form einer Wellenfront von von dem Objektbereich 28" ausgehendem Messlicht durchführen. Vorzugsweise ist der FaItSpiegel 61 nahe an dem Objektiv des Mikroskopiesystems angeordnet, um einen freien Arbeitsbereich so wenig wie möglich einzuschränken.The embodiment 1 of an optical measuring system illustrated in FIGS. 1A, 1B and 1C can be mounted in a fixed positioning relative to an optical microscopy system. For example, the optical measuring system 1 can be in a beam path of measuring light emitted by an object to be examined be supported upstream of a lens of the optical microscopy system. For this embodiment, the measurement light 43 emanating from the object region 28 'can be reflected by a fold mirror 61 indicated diagrammatically in order to impinge on the entrance region 45 of the wavefront sensor 47 after passing through the first optical assembly 31, reflection at the angle reflector 17 and penetration of the cemented element 13. For this purpose, the position of the folding mirror 61 is shown in FIGS. 1A and 1B. Another portion of light emanating from the object area 28 'is passed through a lens of the microscopy system for microscopic imaging. This allows a surgeon to both obtain a microscopic image of an object to be operated on and perform an analysis of a wavefront shape of measurement light emanating from the object region 28 " Workspace as little as possible.
Figuren 2A und 2B illustrieren schematisch eine weitere Ausführungsform Ia eines optischen Messsystems gemäß der vorliegenden Erfindung. Einige Komponenten des optischen Messsystems Ia sind den Komponenten des in den Figuren IA, IB und IC illustrierten optischen Messsystems 1 analog, so dass für eine detaillierte Beschreibung dieser Komponenten auf die entsprechende Beschreibung zu Ausführungsform 1 verwiesen wird. Kittglieder 19a und 13a der Ausführungsform Ia entsprechen beispielsweise Kittgliedern 19 und 13 der Ausführungsform 1. Weiterhin entsprechen Lichtquelle 3, Kollimatoroptik 7 und Wellenfrontsensor 47 der Ausführungsform 1 der Lichtquelle 3a, Kollimatoroptik 7a bzw.FIGS. 2A and 2B schematically illustrate another embodiment 1a of an optical measuring system according to the present invention. Some components of the optical measuring system 1a are analogous to the components of the optical measuring system 1 illustrated in FIGS. 1A, 1B and 1C, so that for a detailed description of these components reference is made to the corresponding description of embodiment 1. Cement members 19a and 13a of embodiment Ia correspond, for example, to cemented members 19 and 13 of embodiment 1. Furthermore, light source 3, collimator optics 7 and wavefront sensor 47 of embodiment 1 correspond to light source 3a, collimator optics 7a and 7b, respectively.
Wellenfrontsensor 47a der Ausführungsform Ia. Im Unterschied zu der in Figuren IA, IB und IC illustrierten Ausführungsform 1 des optischen Messsystems, welches Kittglied 23 umfasst, umfasst die in den Figuren 2A und 2B illustrierte Ausführungsform Ia stattdessen Linsengruppe 23a, welche durch Linsensystem 63a und Linsensystem 65a gebildet ist. Als weiterer Unterschied umfasst Ausführungsform Ia keinen Reflektor 17 bzw. keinen Winkelreflektor 17 wie Ausführungsform 1. Stattdessen sind Blende 15a, Kittglied 13a, Strahlteiler IIa, Kollimatoroptik 7a, Lichtquelle 3a und der Wellenfrontsensor 47a relativ zueinander in einer fixen Positionierung und gemeinsam entlang der optischen Achse 10a des Messsystems Ia verschiebbar ausgeführt, wie durch den gestrichelten Kasten 67a illustriert, welcher entlang von durch den Doppelpfeil 69 angezeigten Richtungen verschiebbar ist. Wie mit Bezug auf Ausführungsform 1, welche in Figuren IA, IB und IC illustriert ist, erläutert, ermöglicht eine Veränderung eines optisches Weges zwischen Kittgliedern 19 und 13, bzw. 19a und 13a, des auf den Objektbereich 28' auftreffenden Messlicht 9, sowie des von dem Objektbereich 28' ausgehenden Messlichts 43 eine Kompensation einer sphärischen Fehlsichtigkeit eines zu untersuchenden Auges 25, sowohl hinsichtlich der Beleuchtung als auch hinsichtlich der Analyse der Wellenfront des aus dem Auge 25 austretenden Messlichts. Damit kann wiederum ein dynamischer Messbereich des Wellenfrontsensors 47 erweitert werden.Wavefront sensor 47a of embodiment Ia. In contrast to the embodiment 1 of the optical measuring system which comprises cemented element 23 illustrated in FIGS. 1A, 1B and 1C, the embodiment Ia illustrated in FIGS. 2A and 2B instead comprises lens group 23a which is formed by lens system 63a and lens system 65a. As a further difference, embodiment Ia does not include a reflector 17 or an angle reflector 17 as in embodiment 1. Instead, aperture 15a, cemented element 13a, beam splitter IIa, collimator optics 7a, light source 3a and wavefront sensor 47a are in fixed positioning relative to each other and along the optical axis 10a of the measuring system 1a, as illustrated by the dashed box 67a, which is displaceable along directions indicated by the double arrow 69. As explained with reference to embodiment 1, which is illustrated in FIGS. 1A, 1B and 1C, a change in an optical path between cemented elements 19 and 13, or 19a and 13a, of the measuring light 9 incident on the object region 28 'and of the optical path from the object area 28 'outgoing measuring light 43 compensation of spherical refractive error of an eye to be examined 25, both in terms of illumination and with respect to the analysis of the wavefront of emerging from the eye 25 measuring light. In turn, a dynamic measuring range of the wavefront sensor 47 can be extended.
Statt in der Ausführungsform Ia eine verschiebbare Einheit 67a zu diesem Zweck vorzusehen, kann stattdessen eine Anordnung unter Benutzung eines Reflektors 17 bzw. eines Winkelreflektors 17 vorgesehen sein, wie in analogerInstead of providing a displaceable unit 67a for this purpose in the embodiment Ia, an arrangement using a reflector 17 or an angle reflector 17 may instead be provided, as in analogous
Weise in Figuren IA und IB illustriert. Umgekehrt kann die in den Figuren IA, IB und IC illustrierte Ausführungsform 1 des optischen Messsystems gemäß der vorliegenden Erfindung ohne einen Reflektor 17 ausgeführt sein. Statt dessen können die Komponenten Blende 15, Kittglied 13, Strahlteiler 11, Kollimatoroptik 7, Lichtquelle 3 und Wellenfrontsensor 47 in fester relativer Positionierung gehaltert sein und gemeinsam entlang der optischen Achse 10 verschiebbar sein oder nicht verschiebbar sein, wie in Figuren 2A und 2B in analoger Weise illustriert . Wenn diese Komponenten nicht verschiebbar sind, wird ein Wellenfrontsensor 47 mit besonders großem dynamischen Bereich vorgesehen, da in diesem Fall eine Vorkompensation bei Untersuchung von sphärisch fehlsichtigem Auge nicht möglich ist.Illustrated in Figures IA and IB. Conversely, the embodiment 1 of the optical measuring system according to the present invention illustrated in FIGS. 1A, 1B and 1C may be implemented without a reflector 17. Instead For example, the diaphragm 15, the cemented element 13, the beam splitter 11, the collimator optics 7, the light source 3 and the wavefront sensor 47 can be held in fixed relative positioning and can be displaceable along the optical axis 10 or can not be displaced, as illustrated in FIGS. 2A and 2B in an analogous manner , If these components are not displaceable, a wavefront sensor 47 with a particularly large dynamic range is provided, since in this case precompensation is not possible when examining a spherically ill-looking eye.
Im Objektbereich 28a1 in Objektebene 28a innerhalb der Brennebene 29a ist die Hornhaut 33 bzw. die Pupille eines Auges 25 eines rechtsichtigen Auges ohne sphärische Fehlsichtigkeit angeordnet. Das von Lichtquelle 3a erzeugte Licht 5a wird durch Kollimatoroptik 7a in Messlicht 9 bestehend aus im Wesentlichen ebenen Wellenfronten überführt. Nach Reflexion durch Strahlteiler IIa, Durchsetzen des Kittglieds 13a, Durchlaufen der Blende 15a bei Überkreuzen des Messlichts, Durchsetzen des Kittglieds 19a, Überkreuzen des Messlichts 9 in Ebene 21a, Durchsetzen des Linsensystems 65a und Durchsetzen des Linsensystems 63a fällt das Messlicht 9 als ebene Wellenfronten auf das Auge 25 ein. Das rechtsichtige Auge 25 ohne sphärische Fehlsichtigkeit fokussiert Messlicht 9 auf einen Punkt 37 der Netzhaut 39 des Auges 25. Von Punkt 37 gehen sphärische Wellenfronten aus, um nach Durchlaufen des Glaskörpers, der Linse 35 und der Hornhaut 33 als Messlicht 43 mit ebenen Wellenfronten in Objektbereich 28' auszugehen. Messlicht 43 durchsetzt Linsensystem 63a, durchsetzt Linsensystem 65a, durchsetzt Kittglied 19a, durchsetzt Kittglied 13a und fällt durch den Strahlteiler IIa, um auf den Wellenfrontsensor 47a einzufallen. Dort erfasst der nicht illustrierte CCD- Detektor eine Lichtverteilung, um eine Form einer Wellenfront des von dem Objektbereich 28' ausgehenden Messlichts 43 zu bestimmen.In the object area 28a 1 in the object plane 28a within the focal plane 29a, the cornea 33 or the pupil of an eye 25 of a right-eye is arranged without spherical refractive error. The light 5a generated by the light source 3a is converted by collimator optics 7a into measuring light 9 consisting of substantially planar wavefronts. After reflection by beam splitter IIa, passing through the cemented element 13a, passing through the diaphragm 15a when crossing the measuring light, passing through the cemented element 19a, crossing the measuring light 9 in plane 21a, passing through the lens system 65a and passing through the lens system 63a, the measuring light 9 is incident as plane wavefronts the eye 25 a. The right-eye 25 without spherical vision focusses measuring light 9 on a point 37 of the retina 39 of the eye 25. From 37 spherical wavefronts go out to after passing through the glass body, the lens 35 and the cornea 33 as measuring light 43 with plane wave fronts in the object area 28 'go out. Measurement light 43 passes through lens system 63a, passes through lens system 65a, passes through cemented element 19a, passes through cemented element 13a, and passes through beam splitter IIa to impinge on wavefront sensor 47a. There, the non-illustrated CCD detector detects a light distribution to a shape of a Wavefront of the outgoing from the object area 28 'measuring light 43 to determine.
Der Arbeitsabstand d zwischen dem Objektbereich 28a1 und einer dem Objektbereich 28a1 am nächsten gelegenen Fläche des Linsensystems 63a ist etwa 3 mal so groß wie dieThe working distance d between the object area 28a 1 and a surface of the lens system 63a closest to the object area 28a 1 is about 3 times that of the object area
Brennweite f der aus Linsensystem 63a, Linsensystem 65a undFocal length f of lens system 63a, lens system 65a and
Kittglied 19a gebildeten ersten Optikbaugruppe 31a. Damit erlaubt auch diese Ausführungsform Ia eines optischen Messsystems einen hinreichend großen Arbeitsabstand d bereitzustellen, um genügend freien Arbeitsraum für eineKittglied 19a formed first optical assembly 31a. Thus, this embodiment allows Ia of an optical measuring system a sufficiently large working distance d to provide enough free working space for a
Operation zu ermöglichen.To allow surgery.
Figur 2B illustriert Ausführungsform Ia des optischen Messsystems, wobei ein Objektstrahlengang, d. h. ein von Objektebene 28a ausgehender Strahlengang, illustriert ist, um eine weitere Eigenschaft des Messsystems Ia zu erläutern. Da die Pupille des Auges 25 in dem hier illustrierten Beispiel einer Verwendung des optischen Messsystems Ia zur Untersuchung des Auges 25 in der Objektebene 28 angeordnet ist, entspricht der Objektstrahlengang einem Pupillenstrahlengang. Von dem Brennpunkt 51a ausgehende Strahlen 53a, 53b und 53c des Lichts 43, welcher Brennpunkt 51a gleichzeitig im Objektbereich 28a1 liegt, werden durch Linsensystem 63a in zueinander näherungsweise parallele Strahlen 53a1 1, 53b1 1 und 53c' ' überführt, welche jeweils parallel zur optischen Achse 10a des optischen Messsystems Ia verlaufen. Somit gleicht der Abstand zwischen einer Hauptebene 63a1 des Linsensystems 63a und dem Objektbereich 28a1 der Brennweite f (63a) des Linsensystems 63a. Gleichzeitig entspricht die Brennweite f(63a) des Linsensystems 63a im Wesentlichen dem Arbeitsabstand d zwischen dem Objektbereich 28a1 und einer diesem Objektbereich 28a' am nächsten gelegenen Fläche des Linsensystems 63a. Linsensystem 65a und Kittglied 19a sind in einem Abstand entlang der optischen Achse 10 angeordnet, welcher einer Summe ihrer Brennweiten, d. h. f(65a) + f(19a) entspricht. Damit bilden das Linsensystem 65a und Kittglied 19a zusammen ein sogenanntes Kepler-System. Das Kepler-System ist ein Spezialfall eines afokalen Systems, welches einfallende parallele Strahlen in ausfallende parallele Strahlen überführt . Dementsprechend werden die parallelen Strahlen 53a1 1, 53b1 1 und 53C' durch Linsensystem 65a und Kittglied 19a in wiederum parallele Strahlen 53a1, 53b1 und 53c' überführt. Nachdem Strahlen 53a1, 53b1 und 53c' Kittglied 13a durchsetzt haben, werden sie in den Eintrittsbereich 45a des Wellenfrontsensors 47a fokussiert. Somit wird der Objektbereich 28a1 auf den Eintrittsbereich 45a des Wellenfrontsensors abgebildet. Entsprechend der Parallelität der Strahlen zwischen Kittglied 19a und Kittglied 13a erfolgt eine solche Abbildung unabhängig von einem Ändern eines optischen Weges des Messlichts zwischen den Kittgliedern 19a und 13a, was durch Verschieben des durch den gestrichelten Kasten angezeigten Systems 67a entlang der durch Pfeil 69 angedeuteten Richtungen erreicht wird.FIG. 2B illustrates embodiment 1a of the optical measuring system, wherein an object beam path, ie a beam path emanating from object plane 28a, is illustrated in order to explain a further property of the measuring system 1a. Since the pupil of the eye 25 is arranged in the example illustrated here of using the optical measuring system Ia for examining the eye 25 in the object plane 28, the object beam path corresponds to a pupil beam path. From the focal point 51a outgoing rays 53a, 53b and 53c of the light 43, which focal point 51a is simultaneously in the object area 28a 1 , are converted by lens system 63a in each other approximately parallel beams 53a 1 1 , 53b 1 1 and 53c '', each parallel to the optical axis 10a of the optical measuring system Ia. Thus, the distance between a main plane 63a 1 of the lens system 63a and the object region 28a 1 is equal to the focal length f (63a) of the lens system 63a. At the same time, the focal length f (63a) of the lens system 63a substantially corresponds to the working distance d between the object region 28a 1 and a surface of the lens system 63a closest to this object region 28a '. Lens system 65a and cemented member 19a are at a distance arranged along the optical axis 10, which corresponds to a sum of their focal lengths, ie f (65a) + f (19a). Thus, the lens system 65a and the cemented member 19a together form a so-called Kepler system. The Kepler system is a special case of an afocal system that converts incident parallel beams into outgoing parallel beams. Accordingly, the parallel beams 53a 1 1 , 53b 1 1 and 53C 'are converted by lens system 65a and cemented member 19a into again parallel beams 53a 1 , 53b 1 and 53c'. After rays 53a 1 , 53b 1 and 53c 'have penetrated cemented member 13a, they are focused into the entrance region 45a of wavefront sensor 47a. Thus, the object area 28a 1 is imaged onto the entrance area 45a of the wavefront sensor. Corresponding to the parallelism of the beams between the cemented member 19a and the cemented member 13a, such imaging occurs independently of changing an optical path of the measuring light between the cemented members 19a and 13a, which is achieved by shifting the system 67a indicated by the dashed box along the directions indicated by arrow 69 becomes.
Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform Ib eines optischen Messsystems gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Struktur und relative Orientierung der Elemente 63b, 65b, 19b, 13b, IIb, 7b, 3b und 47b entspricht im Wesentlichen der Struktur und relativen Anordnung der Elemente 63a, 65a, 19a, 13a, IIa, 7a, 3a, bzw. 47a, welche in Figuren 2A und 2B illustriert und beschrieben sind. Weiterhin umfasst das optische Messsystem Ib im Unterschied zu den bisher illustrierten und beschriebenen Ausführungsformen eines optischen Messsystems weitere Linsenelemente 71, 73 und 75, welche in dieser Reihenfolge zwischen dem Objektbereich 28b' in der Brennebene 29b der aus Linsensystem 63b, Linsensystem 65b und Kittglied 19b gebildeten ersten Optikbaugruppe 31b angeordnet sind. Das Linsenelement 71 weist eine Brennweite von 40 mm auf, das Linsenelement 73 weist eine Brennweite von 18,5 mm und das Linsenelement 75 weist eine Brennweite von 75 mm auf. Diese Linsenelemente 71, 73 und 75 sind angeordnet, um ein aphakes Auge 25, d. h. ein Auge, dessen Linse entnommen ist, welche dementsprechend in der Figur 3 fehlt, zu untersuchen. Illustriert sind Strahlen 43a, 43b und 43c, welche von dem Punkt 37 der Netzhaut 39 des Auges 25 divergent ausgehen und das Auge verlassen. Bei der illustrierten Ausführungsform handelt es sich um ein aphakes Auge 25 mit 19 Dioptrien. Die divergent aus dem Objektbereich 28b1 ausgehenden Strahlen 43a, 43b und 43c, welche sphärische Wellenfronten repräsentieren, werden durch das optische Abbildungssystem des optischen Messsystems Ib als parallele Wellenfronten auf den Eintrittsbereich 45b des Wellenfrontsensors abgebildet. Somit kann durch Einführen der Linsenelemente 71, 73 und 75 der dynamische Messbereich des Wellenfrontsensors 47 weiter erhöht werden, so dass es sogar möglich ist, aphake Augen hinsichtlich sphärischer und nicht sphärischer Fehlsichtigkeiten zu untersuchen. Linsenelemente 71, 73 und 75 können optional in Ausführungsformen, welche in Figuren IA, IB, IC und 2A, 2B illustriert sind, vorgesehen sein.FIG. 3 shows a further embodiment 1b of an optical measuring system according to the present invention. The structure and relative orientation of the elements 63b, 65b, 19b, 13b, IIb, 7b, 3b and 47b substantially corresponds to the structure and relative arrangement of the elements 63a, 65a, 19a, 13a, 11a, 7a, 3a and 47a, respectively, which are illustrated and described in Figs. 2A and 2B. In contrast to the previously illustrated and described embodiments of an optical measuring system, the optical measuring system Ib furthermore comprises further lens elements 71, 73 and 75 which are formed in this order between the object area 28b 'in the focal plane 29b of the lens system 63b, lens system 65b and cemented element 19b first optical assembly 31b are arranged. The Lens element 71 has a focal length of 40 mm, the lens element 73 has a focal length of 18.5 mm and the lens element 75 has a focal length of 75 mm. These lens elements 71, 73 and 75 are arranged to examine an aphakic eye 25, ie an eye whose lens has been removed, which is accordingly absent in FIG. Illustrated are rays 43a, 43b and 43c, which divergent from the point 37 of the retina 39 of the eye 25 and leave the eye. The illustrated embodiment is an 19-diopter aphakic eye 25. The divergent beams 43a, 43b and 43c, which originate from the object area 28b 1 and represent spherical wavefronts, are imaged onto the entrance area 45b of the wavefront sensor by the optical imaging system of the optical measuring system 1b as parallel wavefronts. Thus, by inserting the lens elements 71, 73 and 75, the dynamic range of the wavefront sensor 47 can be further increased, so that it is even possible to examine aphakic eyes for spherical and non-spherical refractive errors. Lens elements 71, 73 and 75 may optionally be provided in embodiments illustrated in Figures 1A, 1B, 1C and 2A, 2B.
Figur 4 illustriert eine weitere Ausführungsform Ic eines optischen Messsystems gemäß der vorliegenden Erfindung. Das optische Messsystem Ic umfasst ein Wellenfrontanalysesystem 77 und ein optisches Mikroskopiesystem 79. Viele der Komponenten des Wellenfrontanalysesystems 77 haben eine ähnliche Struktur und relative Orientierung wie das in Figuren 2A und 2B illustrierte optische Messsystem Ia. Eine detaillierte Beschreibung dieser Komponenten wird daher ausgelassen. Das Linsensystem 63a des optischen Messsystems Ia fungiert in dem optischen Messsystem Ic gleichzeitig auch als Objektiv 63c des optischen Mikroskopiesystems 79. Das Objektiv 63c hat in der hier dargestellten Ausführungsform einen Durchmesser von 53 mm. Strahlen 43a, 43b und 43c, welche als parallele Strahlen von dem Objektbereich 28c ' in der Brennebene 29c der aus dem Linsensystem 19c, dem Linsensystem 65c und dem Objektiv 63c gebildeten ersten Optikbaugruppe 31c ausgehen und somit ebene Wellenfronten bilden, fallen nach Durchsetzen der ersten Optikbaugruppe 31c, Durchsetzen des Kittglieds 13c und Durchsetzen des Strahlteilers 11c auf den Wellenfrontsensor 47c als ebene Wellenfronten ein. Von dem Objektbereich 28c' ausgehende nicht parallele Strahlen, welche somit nicht ebene Wellenfronten repräsentieren, fallen auf den Wellenfrontsensor 47c als nicht ebene Wellenfronten ein. Wie oben beschrieben, kann eine Form solcher nicht ebener Wellenfronten durch Detektion von Intensitätsverteilungen durch den Wellenfrontsensor 47c und nachfolgende Auswertung bestimmt werden.FIG. 4 illustrates another embodiment Ic of an optical measuring system according to the present invention. The optical measurement system Ic comprises a wavefront analysis system 77 and an optical microscopy system 79. Many of the components of the wavefront analysis system 77 have a similar structure and relative orientation to the optical measurement system Ia illustrated in FIGS. 2A and 2B. A detailed description of these components is therefore omitted. The lens system 63a of the optical measuring system Ia simultaneously functions as the objective 63c of the optical microscopy system 79 in the optical measuring system Ic Lens 63c has a diameter of 53 mm in the embodiment shown here. Rays 43a, 43b and 43c, which emerge as parallel beams from the object region 28c 'in the focal plane 29c of the first optical assembly 31c formed by the lens system 19c, the lens system 65c and the lens 63c and thus form plane wavefronts, fall after passing through the first optical assembly 31c, passing through the cemented element 13c and passing through the beam splitter 11c on the wavefront sensor 47c as plane wavefronts. Non-parallel rays emanating from the object region 28c ', which thus represent non-planar wavefronts, are incident on the wavefront sensor 47c as non-planar wavefronts. As described above, a shape of such non-planar wavefronts can be determined by detecting intensity distributions by the wavefront sensor 47c and subsequent evaluation.
Weiterhin ermöglicht das optische Messsystem Ic eine mikroskopische Abbildung des Objektbereichs 28c1. Von einemFurthermore, the optical measuring system Ic allows a microscopic image of the object area 28c 1 . Of a
Punkt 51 im Objektbereich 28c1 in der Brennebene 29c der ersten Optikbaugruppe 31c (und gleichzeitig des ObjektivsPoint 51 in the object area 28c 1 in the focal plane 29c of the first optical assembly 31c (and at the same time the lens
63c) gehen Strahlen 81 und Strahlen 83 aus, zwischen denen ein Stereowinkel α eingeschlossen ist. Strahlen 81 durchsetzen einen Bereich 85 des Objektivs 63c und63c) radiate rays 81 and rays 83, between which a stereo angle α is included. Beams 81 pass through a region 85 of the objective 63c and
Strahlen 83 durchsetzen einen Bereich 87 des Objektivs 63c, um als jeweils parallele Strahlen weiterzulaufen.Rays 83 pass through a portion 87 of the objective 63c to continue as parallel beams.
Anschließend durchsetzen Strahlen 81 ein Zoomsystem 89 undThen beams 81 penetrate a zoom system 89 and
Strahlen 83 durchsetzen ein Zoomsystem 91. Stromabwärts können sich ein Okkularsystem oder/und eine Kamera anschließen, um den Objektbereich 28c1 in einen Bildbereich abzubilden.Rays 83 pass through a zoom system 91. Downstream, an eyepiece system and / or a camera can join to image the object area 28c 1 into an image area.
Der Abstand d zwischen einer dem Objektbereich 28c1 am nächsten gelegenen Fläche des Objektivs 63c und demThe distance d between a surface of the objective 63 c closest to the object region 28 c 1 and the
Objektbereich 28c1 beträgt in der illustrierten Ausführungsform 20 cm. Dieser Abstand d entspricht in der illustrierten Ausführungsform der Brennweite f(63c) des Objektivs. Andere Ausführungsformen sehen ein Objektiv mit Brennweite von 15 cm oder 25 cm vor. Eine Brennweite f der ersten Optikbaugruppe 31c, welches durch Linsensystem 19c, Linsensystem 65c und Objektiv 63c gebildet ist, beträgt in der illustrierten Ausführungsform etwa 70 mm. Damit ist ein großer Arbeitsraum für eine Operation bereitgestellt, während die Brennweite f sehr viel kleiner ist.Object area 28c 1 is in the illustrated Embodiment 20 cm. This distance d in the illustrated embodiment corresponds to the focal length f (63c) of the objective. Other embodiments provide a 15 cm or 25 cm focal length lens. A focal length f of the first optical assembly 31c, which is formed by lens system 19c, lens system 65c and lens 63c, is about 70 mm in the illustrated embodiment. This provides a large working space for an operation, while the focal length f is much smaller.
In der in Figur 4 illustrierten Ausführungsform Ic des optischen Messsystems durchsetzen die Strahlen 43a, 43b und 43c, welche zur Analyse einer Wellenfront verwendet werden, das Objektiv 63c des optischen Mikroskopiesystems 79, und zwar in einem Bereich 86 des Objektivs 63c, welcher verschieden ist von den Bereichen 85 und 87, durch welche Strahlen 81 und 83 fallen, welche zur mikroskopischen Abbildung verwendet werden. Strahlen 43a, 43b und 43c zur Analyse einer Wellenfront werden aus weiteren Komponenten des optischen Mikroskopiesystems 79 durch Faltspiegel 61c ausgekoppelt .In the optical measuring system embodiment Ic illustrated in FIG. 4, the beams 43a, 43b and 43c used for analysis of a wavefront pass through the lens 63c of the optical microscopy system 79 in a region 86 of the lens 63c which is different from the regions 85 and 87, through which rays 81 and 83 fall, which are used for microscopic imaging. Wavefront analysis beams 43a, 43b and 43c are coupled out of other components of the optical microscopy system 79 by folding mirrors 61c.
Alternativ zu dieser Art der Auskopplung können Strahlen 43a, 43b und 43c auch zwischen dem Objektbereich 28c1 und dem Objektiv 63c des optischen Mikroskopiesystems 79 durch den durch eine gestrichelte Linie angedeuteten FaItSpiegel 61 ausgekoppelt werden. Auf diese Weise kann beispielsweise Ausführungsform 1 eines optischen Messsystems, welche in Figuren IA, IB und IC illustriert ist, mit dem optischen Mikroskopiesystem 79 kombiniert werden oder auch in Figuren 5A, 5B illustrierte Ausführungsform Id. Dazu ist, wie oben erwähnt, Faltspiegel 61 bereits in Figuren IA und IB und 5A und 5B illustriert. Anstatt die in Kasten 67c umfassten Komponenten des Wellenfrontanalysesystems 77 gemeinsam zu verschieben, kann der optische Weg zwischen Linsensystem 19c und Kittglied 13c durch Vorsehen eines verschiebbaren Winkelreflektors 17, wie in Figuren IA und IB illustriert, verändert werden. Diese Art der Möglichkeit einer Vorkompensation einer sphärischen Fehlsichtigkeit eines zu untersuchenden Auges kann sowohl bei Auskoppelung des Messlichts 43 über Faltspiegel 61c als auch bei Auskoppelung des Messlichts 43 über Faltspiegel 61 vorgesehen sein.As an alternative to this type of decoupling, beams 43a, 43b and 43c can also be coupled out between the object area 28c 1 and the objective 63c of the optical microscopy system 79 by means of the tilt mirror 61 indicated by a dashed line. In this way, for example, embodiment 1 of an optical measuring system illustrated in FIGS. 1A, 1B and IC can be combined with the optical microscopy system 79 or also with an embodiment Id illustrated in FIGS. 5A, 5B. For this purpose, as already mentioned, folding mirror 61 is already Illustrated in Figures IA and IB and Figures 5A and 5B. Rather than shifting the components of wavefront analysis system 77 included in box 67c together, the optical path between lens system 19c and cemented member 13c may be changed by providing a slidable angular reflector 17 as illustrated in FIGS. 1A and 1B. This type of possibility of precompensation of a spherical refractive error of an eye to be examined can be provided both by decoupling the measuring light 43 via folding mirrors 61c and by decoupling the measuring light 43 via folding mirrors 61.
Das optische Messsystem Ic zeigt dem Chirurgen ein mikroskopisches Bild des vorderen Augenabschnittes und erlaubt gleichzeitig, eine Wellenfront von aus dem Auge austretendem Messlicht zu analysieren. Damit ist eine objektive Refraktionsmessung mit dem Wellenfrontsensor möglich. Auf Grund des großen zur Verfügung stehenden Arbeitsraumes muss das Wellenfrontanalysesystem nicht während der Operation ausgeschwenkt werden und bei abermaligem Gebrauch wieder eingeschwenkt werden, was eine Bedienung vereinfacht und schwenkbare Halterungen nicht erfordert .The optical measuring system Ic shows the surgeon a microscopic image of the anterior segment of the eye and at the same time allows to analyze a wavefront of measuring light emerging from the eye. This allows an objective refraction measurement with the wavefront sensor. Due to the large workspace available, the wavefront analysis system does not need to be swung out during operation and swung back in when used again, which simplifies operation and does not require pivotal brackets.
Der Objektbereich 28c1 befindet sich gleichzeitig in der Brennebene des Objektivs 63c. Stromabwärts des Objektivs 63c sind Strahlen 81 und 83, welche von einem Punkt 51 des Objektbereichs 28c1 ausgehen, parallel, was weitere Vorteile für nachfolgende Komponenten und insgesamt die mikroskopische Abbildung bereitstellt. In dem Wellenfrontanalysesystem 77 des optischen Messsystems Ic können analog zur Ausführungsform Ib eines optischen Messsystems, welche in Figur 3 illustriert ist, weitere Linsenelemente 71, 73 und 75 vorgesehen sein, um auch Wellenfronten von aus einem aphaken Auge austretendem Messlicht zu analysieren. Auf diese Weise ist es möglich, Augen mit sphärischen Fehlsichtigkeiten von 14 Dioptrien, 19 Dioptrien, 24 Dioptrien und Werten dazwischen zu vermessen. Sind die Linsenelemente 71, 73 und 75 nicht vorgesehen, so können Augen mit sphärischen Fehlsichtigkeiten mindestens im Bereich zwischenThe object area 28c 1 is located simultaneously in the focal plane of the objective 63c. Downstream of the objective 63c, rays 81 and 83 emanating from a point 51 of the object region 28c 1 are parallel, which provides further advantages for subsequent components and overall microscopic imaging. In the wavefront analysis system 77 of the optical measuring system Ic, analogous to the embodiment Ib of an optical measuring system, which is illustrated in FIG. 3, further lens elements 71, 73 and 75 can be provided to also analyze wavefronts of measuring light emerging from an aphakic eye. In this way it is possible Eyes with spherical refractive errors of 14 diopters, 19 diopters, 24 diopters and values in between. If the lens elements 71, 73 and 75 are not provided, eyes with spherical refractive errors at least in the range between
5 Dioptrien und + 5 Dioptrien durch Veränderung des optischen Weges zwischen Elementen 13 und 19, 13a und 19a, bzw. 13c und 19c vermessen werden.5 diopters and +5 diopters are measured by changing the optical path between elements 13 and 19, 13a and 19a, and 13c and 19c.
Das durch das Linsensystem 65a und Kittglied 19a gebildete Kepler-Fernrohr, welches in Figur 2A und 2B illustriert ist, kann durch ein Galilei-Fernrohr ersetzt werden oder ein anderes afokales System.The Kepler telescope formed by the lens system 65a and cemented member 19a illustrated in Figures 2A and 2B may be replaced by a Galilean telescope or other afocal system.
Der Eintrittsbereich 45 des Wellenfrontsensors hat gemäß einer Ausführungsform eine Ausdehnung von 6,34 mm * 6,34 mm. In anderen Ausführungsformen können andere Ausdehnungen vorgesehen sein. Die Lichtquelle 3, 3a bzw. 3b und 3c umfasst typischerweise eine Superlumineszenzdiode und wirkt als PunktlichtquelIe. Ein Vorsehen einer Veränderbarkeit eines optisches Weges in dem optischen Messsystem zur Vorkompensation einer sphärischen Fehlsichtigkeit ist optional. Polarisationsoptische Elemente wie beispielsweise λ/4-Plättchen oder die Ausführung des Strahlteilers als Polarisationsstrahlteiler dienen zur Trennung von Reflexlicht, welches an optischen Wirkflächen entsteht, und von Messlicht, welches vom Beleuchtungsfleck 37 auf der Retina 39 ausgeht.The entrance area 45 of the wavefront sensor has an extension of 6.34 mm * 6.34 mm according to one embodiment. In other embodiments, other dimensions may be provided. The light source 3, 3a or 3b and 3c typically comprises a superluminescent diode and acts as PunktlichtquelIe. Providing variability of an optical path in the optical measurement system for precompensation of spherical refractive error is optional. Polarization optical elements such as λ / 4 plates or the design of the beam splitter as a polarization beam splitter are used for the separation of reflected light, which is produced on optical active surfaces, and measuring light, which emanates from the illumination spot 37 on the retina 39.
Figuren 5 A und 5 B illustrieren schematisch eine weitere Ausführungsform eines optischen Messsystems Id gemäß der vorliegenden Erfindung. Wiederum ist in Figur 5 A ein Beleuchtungsstrahlengang bzw. ein Wellenfrontstrahlengang illustriert und in Figur 5 B ist ein Objektstrahlengang illustriert . Das optische Messsystem Id umfasst die erste Optikbaugruppe 3Id, welche hier als Kittglied ausgeführt ist, eine zweite Optikbaugruppe 13d, welche hier als Kittglied ausgeführt ist, und einen Wellenfrontsensor 47d.FIGS. 5 A and 5 B schematically illustrate a further embodiment of an optical measuring system Id according to the present invention. Again, an illumination beam path or a wavefront beam path is illustrated in FIG. 5A and an object beam path is illustrated in FIG. 5B. The optical measuring system Id comprises the first optical assembly 3Id, which is designed here as a cemented component is a second optical assembly 13d, which is embodied here as a cemented member, and a wavefront sensor 47d.
Zur Beleuchtung des Auges 25 umfasst das optische Messsystem Id weiterhin eine Lichtquelle 3d, welcheTo illuminate the eye 25, the optical measuring system Id further comprises a light source 3d, which
Licht 5d aussendet. Licht 5d wird durchSend 5d light. Light 5d is going through
Strahlformungsoptik 7d in konvergentes Messlicht 9 überführt, um nach Reflexion an dem Strahlteiler Hd imBeam shaping optics 7 d converted into convergent measuring light 9 to reflect after reflection at the beam splitter Hd in
Bereich der Blende 12d fokussiert zu werden. Bei Untersuchung eines rechtsichtigen Auges 25 ist Blende 12d in einer Brennebene des Kittgliedes 31d angeordnet. NachArea of the diaphragm 12d to be focused. Upon examination of a right eye 25 Aperture 12d is disposed in a focal plane of the cemented member 31d. To
Durchsetzen des Kittgliedes 3Id umfasst Messlicht 9 imEnforcement of the cemented 3Id comprises measuring light 9 im
Wesentlichen ebene Wellenfronten, welche auf das Auge 25 auftreffen. Nach Durchsetzen der Hornhaut 33 und der menschlichen Linse 35 wird Messlicht 9 auf einen Punkt 37 der Retina 39 fokussiert.Essentially planar wavefronts, which impinge on the eye 25. After passing through the cornea 33 and the human lens 35 measuring light 9 is focused on a point 37 of the retina 39.
Von Punkt 37 geht Licht 41 aus, welches nach Durchsetzen der menschlichen Linse 35 und der Hornhaut 33 Messlicht 43 bildet, welches bei einem rechtsichtigen Auge im Wesentlichen ebene Wellenfronten umfasst. Die Pupille des menschlichen Auges ist in der Objektebene 28d in Objektbereich 28d' angeordnet. Der Abstand zwischen der Objektebene 28d und dem Kittglied 3Id ist als Abstand d gekennzeichnet, und die Brennweite des Kittgliedes 3 Id ist durch den Abstand f in Figur 5 A bezeichnet . Von dem Objektbereich 28d' ausgehendes Messlicht 43 durchsetzt Kittglied 3Id, überkreuzt sich in einer Ebene der Blende 12d, durchsetzt Strahlteiler Hd, durchsetzt Kittglied 13d, um bei rechtsichtigem Auge als ebene Wellenfronten auf den Eintrittsbereich 45d des Wellenfrontsensors 47d einzufallen.From point 37 goes out light 41, which forms after passing through the human lens 35 and the cornea 33 measuring light 43, which comprises in a right-eye substantially planar wavefronts. The pupil of the human eye is arranged in the object plane 28d in object region 28d '. The distance between the object plane 28d and the cemented element 3Id is indicated as distance d, and the focal length of the cemented element 3 Id is indicated by the distance f in FIG. 5A. Measuring light 43 emanating from the object area 28d 'passes through cemented element 3Id, crosses in a plane of the diaphragm 12d, passes through beam splitter Hd, penetrates cemented element 13d in order to impinge on the entrance region 45d of wavefront sensor 47d in the case of right-handed eyes as plane wavefronts.
Kittglied 3Id und Kittglied 13d bilden zusammen ein afokales System, insbesondere ein Kepler-System. Dazu sind das Kittglied 3 Id und das Kittglied 13d in einem Abstand entlang der optischen Achse 1Od angeordnet, welcher der Summe der Brennweite des Kittgliedes 3Id und der Brennweite des Kittgliedes 13d entspricht.Cement member 3Id and cemented member 13d together form an afocal system, in particular a Kepler system. For this purpose, the cemented element 3 Id and the cemented element 13d are at a distance arranged along the optical axis 10d, which corresponds to the sum of the focal length of the cemented element 3id and the focal length of the cemented element 13d.
Durch Verlagern entlang der optischen Achse 10d, gekennzeichnet durch Doppelpfeil 16d, der innerhalb des Kastens 14d enthaltenen Komponenten, d. h. der Lichtquelle 3d, der Strahlformungsoptik 7d, des Strahlteilers Hd und der Blende 12d, kann auch bei Untersuchung eines sphärisch fehlsichtigen Auges 25 erreicht werden, dass ein Beleuchtungsfleck 37 kleiner Ausdehnung auf der Retina 39 des Auges 25 erzeugt werden kann. In diesem Falle ist das von dem Objektbereich 28d' ausgehende Messlicht 43 nicht durch im Wesentlichen ebene Wellenfronten gebildet, was somit ebenfalls für das Messlicht gilt, welches auf den Eintrittsbereich 45d des Wellenfrontsensors 47d trifft. Aus diesem Grunde wird in der Ausführungsform des optischen Messsystems Id ein Wellenfrontsensor mit einem besonders großen dynamischen Messbereich verwendet . Somit ist der in Ausführungsform Id eingesetzte Wellenfrontsensor 47d in der Lage, Wellenfronten mit relativ kleinem Krümmungsradius zu vermessen.By shifting along the optical axis 10d, indicated by double arrow 16d, the components contained within the box 14d, i. H. the light source 3d, the beam-shaping optics 7d, the beam splitter Hd and the diaphragm 12d, can also be achieved by examining a spherically ill-sighted eye 25, that a small area illumination spot 37 can be produced on the retina 39 of the eye 25. In this case, the measuring light 43 emanating from the object area 28d 'is not formed by substantially plane wavefronts, which thus also applies to the measuring light which strikes the entrance area 45d of the wavefront sensor 47d. For this reason, in the embodiment of the optical measuring system Id, a wavefront sensor with a particularly large dynamic measuring range is used. Thus, the wavefront sensor 47d used in Embodiment Id is able to measure wavefronts of relatively small radius of curvature.
Figur 5 B illustriert einen Objektstrahlengang des optischen Messsystems Id. Von einem Punkt 28d' ' in dem Objektbereich 28d' in der Objektebene 28d ausgehende Strahlen 53a, 53b und 53c durchsetzen Kittglied 31d, Strahlteiler Hd und Kittglied 13d, um auf einen Punkt 45d' im Eintrittsbereich des Wellenfrontsensors 47d abgebildet zu werden. Es ist ersichtlich, dass der Abstand d zwischen Kittglied 3 Id und der Objektebene 28d sehr viel größer ist als die Brennweite f des Kittgliedes 3Id.FIG. 5B illustrates an object beam path of the optical measuring system Id. Beams 31a, 53b and 53c emanating from a point 28d "in the object area 28d 'in the object plane 28d pass through the cemented element 31d, beam splitter Hd and cemented element 13d to a point 45d' in FIG Entry region of the wavefront sensor 47d to be imaged. It can be seen that the distance d between the cemented element 3 Id and the object plane 28d is much greater than the focal length f of the cemented element 3Id.
Das optische Messsystem Id kann einen FaItSpiegel 61 umfassen, welcher ermöglicht, das optische Messsystem Id mit einem optischen Mikroskopiesystem 79 wie es in Figur 4 illustriert ist, zu kombinieren. Dazu ist in Figur 4 die Position des Faltspiegels 61 schematisch angedeutet.The optical measuring system Id may comprise a case mirror 61, which allows the optical measuring system Id with an optical microscopy system 79 as illustrated in FIG. For this purpose, the position of the folding mirror 61 is indicated schematically in Figure 4.
Figur 6 illustriert schematisch ein optisches Messsystem Ie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das in Figur 6 illustrierte optische Messsystem Ie ist ausgebildet, einen Objektbereich 28e' durch Analyse einer von dem Objektbereich ausgehenden Wellenfront und durch optische Kohärenztomographie (OCT) zu untersuchen. Dazu umfasst das in Figur 6 illustrierte Messsystem Ie zusätzlich zu dem in Figuren IA und IB illustrierten Messsystem 1 ein OCT-System 93 sowie einen OCT-Strahlteiler 95. Das OCT-System 93 umfasst OCT-Komponenten 97, welche eine OCT-Lichtquelle zum Erzeugen von OCT-Messlicht 99, einen optischen Koppler zum Teilen und Kombinieren von OCT- Messlicht, einen Referenzspiegel, ein Spektrometer, einen ortsauflösenden Detektor und ein Auswertesystem umfassen.FIG. 6 schematically illustrates an optical measuring system Ie according to an embodiment of the present invention. The optical measuring system Ie illustrated in FIG. 6 is designed to examine an object region 28e 'by analyzing a wavefront originating from the object region and by optical coherence tomography (OCT). For this purpose, the measuring system Ie illustrated in FIG. 6 comprises, in addition to the measuring system 1 illustrated in FIGS. 1A and 1B, an OCT system 93 and an OCT beam splitter 95. The OCT system 93 comprises OCT components 97 which generate an OCT light source of OCT measuring light 99, an optical coupler for dividing and combining OCT measuring light, a reference mirror, a spectrometer, a spatially resolving detector and an evaluation system.
Die OCT-Lichtquelle sendet OCT-Messlicht 99 aus, welches durch eine Kollimatoroptik 101 hindurch tritt, um als kollimierter OCT-Messlichtstrahl in einen zwei Scanspiegel 103, 105 umfassenden Scanner einzutreten. Die Scanspiegel 103, 105 sind um senkrecht zueinander angeordneten Achsen verschwenkbar, um das OCT-Messlicht 99 über den Objektbereich 28e' zu scannen. Zu Illustrationszwecken sind dabei die Elemente 97, 101 und 103 in der Figur 6 um 90° um die Verbindungslinie zwischen den zwei Scanspiegeln 103, 105 gekippt dargestellt. Das OCT-Messlicht 99 kann dabei in einem überwiegenden Anteil Lichtwellenlängen zwischen 1290 nm bis 1330 nra umfassen.The OCT light source emits OCT measurement light 99, which passes through collimator optics 101 to enter as a collimated OCT measurement light beam into a scanner comprising two scanning mirrors 103, 105. The scanning mirrors 103, 105 are pivotable about mutually perpendicular axes in order to scan the OCT measuring light 99 over the object region 28e '. For illustration purposes, the elements 97, 101 and 103 in FIG. 6 are shown tilted by 90 ° about the connecting line between the two scanning mirrors 103, 105. The OCT measuring light 99 can comprise in a predominant proportion light wavelengths between 1290 nm to 1330 nm.
Exemplarisch sind in Figur 6 drei OCT-Messlichtstrahlen eingezeichnet, welche von einem Punkt A des Scanspiegels 105 reflektiert werden, wenn sich Scanspiegel 105 in drei verschiedenen Schwenkpositionen befindet, welche durch Drehen um eine senkrecht zur Zeichenebene und durch den Punkt A verlaufende Drehachse erreichbar sind. Die drei OCT-Messlichtstrahlen 99 treffen auf den OCT-Strahlteiler 95, welcher einen dichroitischen Spiegel 96 umfasst . Der dichroitische Spiegel 96 umfasst auf einer Spiegeloberfläche des dichroitischen Spiegels 96 aufgebrachten Schichten verschiedener dielektrischer Eigenschaften, um mit hoher Effektivität das auftreffende OCT-Messlicht 99 zu reflektieren und nur zu einem geringen Anteil, etwa weniger als 30 %, zu transmittieren. Das OCT- Messlicht 99 durchsetzt nach Reflexion an dem dichroitischen Spiegel 96 die Linse 19e (hier exemplarisch ausgeführt als Kittglied plus Einzellinse) und daraufhin das Kittglied 23e, wobei Kittglied 23e und Linse 19e zusammen die erste Optikbaugruppe 3Ie bilden. Durch die erste Optikbaugruppe 3Ie wird der Punkt A im Zentrum des Scanspiegels 105 auf einen Punkt A1 zwischen der ersten Optikbaugruppe 3 Ie und dem Objektbereich 28e', in welchem der Brennpunkt 5Ie der ersten Optikbaugruppe 3Ie liegt, abgebildet. In ähnlicher Weise wird ein Punkt P im Zentrum einer Verbindungslinie zwischen dem Scanspiegel 103 und dem Scanspiegel 105 durch die erste Optikbaugruppe 3Ie auf einen Punkt P1 abgebildet. An dieser Stelle kann ein beispielhaft illustrierter und somit optional vorhandener Faltspiegel 61 mit einer Spiegelfläche angeordnet sein, um zu dem Objektbereich 28e' hinlaufendes OCT-Messlicht 99 und von dem Objektbereich 28e' zurückkehrendes OCT-Messlicht umzulenken, was beispielsweise vorteilhaft ist, wenn das optische Messsystem Ie zusammen mit einem optischen Mikroskop verwendet wird. In diesem Falle kann der FaItspiegel 61 in einem Mikroskopiestrahlengang zwischen einem Hauptobjektiv des Mikroskops und dem Objektbereich 28e' angeordnet sein.By way of example, in FIG. 6, three OCT measuring light beams are shown, which are reflected by a point A of the scanning mirror 105 when the scanning mirror 105 is in three different pivoting positions, which pass through Turning about a perpendicular to the plane and through the point A extending axis of rotation can be reached. The three OCT measuring light beams 99 strike the OCT beam splitter 95, which comprises a dichroic mirror 96. The dichroic mirror 96 comprises layers of different dielectric properties deposited on a mirror surface of the dichroic mirror 96 to reflect with high efficiency the incident OCT measurement light 99 and to transmit only a small amount, say less than 30%. After reflection at the dichroic mirror 96, the OCT measuring light 99 passes through the lens 19e (exemplified here as a cemented element plus single lens) and thereupon the cemented element 23e, the cemented element 23e and the lens 19e together forming the first optical assembly 3Ie. Through the first optical assembly 3Ie, the point A in the center of the scanning mirror 105 is imaged on a point A 1 between the first optical assembly 3 Ie and the object region 28e 'in which the focal point 5Ie of the first optical assembly 3Ie is located. Similarly, a point P at the center of a connecting line between the scanning mirror 103 and the scanning mirror 105 is imaged by the first optical assembly 3Ie at a point P 1 . At this point, an exemplarily illustrated and thus optionally available folding mirror 61 with a mirror surface can be arranged to deflect OCT measuring light 99 returning to the object region 28e 'and OCT measuring light returning from the object region 28e', which is advantageous, for example, if the optical Measuring system Ie is used together with an optical microscope. In this case, the mirror 61 may be arranged in a microscope beam path between a main objective of the microscope and the object region 28e '.
Insbesondere in einem solchen Fall ist die Eigenschaft des optischen Messsystems Ie, den Punkt P auf den auf dem Faltspiegel 61 liegenden Punkt P1 abzubilden, vorteilhaft, da für verschiedene Schwenkstellungen der Spiegel 103, 105 ein Auswandern des Punktes P ' aus einem Zentrum des Faltspiegels 61 minimiert wird, so dass der Faltspiegel 61 so klein dimensioniert werden kann, dass ein Mikroskopiestrahlengang kaum vignettiert wird. Um dies zu erreichen, sollten sämtliche Scanspiegel eines Scanners, hier die Scanspiegel 103, 105, möglichst nahe an dem Punkt P angeordnet sein und sollte der FaItSpiegel 61 möglichst nahe an dem Punkt P1 angeordnet sein.In particular, in such a case, the property of the optical measuring system Ie, the point P on the on the Folding mirror 61 lying point P 1 , advantageous because for different pivot positions of the mirror 103, 105, a migration of the point P 'from a center of the folding mirror 61 is minimized so that the folding mirror 61 can be dimensioned so small that a microscopic beam path hardly vignettiert becomes. In order to achieve this, all the scanning mirrors of a scanner, in this case the scanning mirrors 103, 105, should be arranged as close as possible to the point P, and the case mirror 61 should be arranged as close as possible to the point P 1 .
Die drei verschiedenen Schwenkpositionen des Scanspiegels 105 entsprechenden drei OCT-Messlichtstrahlen treffen auf drei verschiedenen Punkten innerhalb des Objektbereichs 28' auf, an welchen sie mit dem in dem Objektbereich 28e' angeordneten Objekt wechselwirken. Während in Figur 6 nur beispielhaft lediglich drei Abtastpunkte gezeigt sind, wird durch kontinuierliches Verschwenken der Scanspiegel 103, 105 der gesamte Objektbereich 28e' abgetastet.The three different scanning positions of the scanning mirror 105 corresponding to three OCT measuring light beams strike at three different points within the object area 28 ', on which they interact with the object arranged in the object area 28e'. While only three sample points are shown in FIG. 6 by way of example only, the entire object region 28e 'is scanned by continuous pivoting of the scan mirrors 103, 105.
Von dem Objektbereich 28e' ausgehendes OCT-Messlicht 100 ist an verschiedenen Schichten innerhalb des Objektes reflektiert worden und trägt somit Strukturinformationen des untersuchten Objekts. Das reflektierte OCT-Messlicht 100 durchsetzt Kittglied 23e, Linse 19e und wird wiederum an dem dichroitischen Spiegel 96 des OCT-Strahlteilers 95 zum Großteil reflektiert. Nach weiteren Reflexionen an den Scanspiegeln 105, 103 durchsetzt das zurückkehrende OCT- Messlicht 100 die Kollimatoroptik 101, um in eine nicht illustrierte optische Faser der OCT-Komponenten 97 einzutreten, mit Referenzlicht überlagert zu werden, durch ein Spektrometer spektral aufgespalten zu werden und ortsaufgelöst detektiert zu werden. Ein Spektrum des interferometrisch mit Referenzlicht überlagerten von dem Objektbereich 28" zurückkehrenden OCT-Messlichts wird prozessiert, um für den lateralen Objektbereich 28e' Strukturinformationen über das untersuchte Objekt entlang einer Tiefenrichtung, d. h. senkrecht zu der Objektebene 28e zu erhalten.OCT measuring light 100 emanating from the object area 28e 'has been reflected at different layers within the object and thus carries structural information of the examined object. The reflected OCT measuring light 100 passes through the cemented element 23e, the lens 19e and in turn is largely reflected at the dichroic mirror 96 of the OCT beam splitter 95. After further reflections on the scanning mirrors 105, 103, the returning OCT measuring light 100 passes through the collimator optics 101 to enter an unillustrated optical fiber of the OCT components 97, be superimposed with reference light, spectrally split by a spectrometer, and detected in a spatially resolved manner to become. A spectrum of the OCT measuring light which is interferometrically superimposed with reference light and returned from the object area 28 "is processed in order to be used for the lateral object area 28e '. To obtain structural information about the object under investigation along a depth direction, ie perpendicular to the object plane 28e.
Wie die in Figuren IA, IB illustrierte Ausführungsform 1 eines optischen Messsystems umfasst auch die in Figur 6 illustrierte Ausführungsform eines optischen Messsystems Ie Komponenten zur Analyse einer Wellenfront, die bereits oben beschrieben wurden. Der Deutlichkeit halber ist in Figur 6 ein Strahlengang des Messlichts 9, welches zu dem Objektbereich 28e' durch Kittglied 13e, Linse 19e und Kittglied 23e geführt wird, sowie zurückkehrendes Messlicht 43 nicht illustriert. Diese Strahlengänge können den Figuren IA und IB entnommen werden, woraus sich insbesondere ergibt, dass auch in der in Figur 6 illustrierten Ausführungsform eines optischen Messsystems Ie der Objektbereich 28' , insbesondere der Brennpunkt 51e der ersten Optikbaugruppe 3Ie, auf den Eintrittsbereich 45e des Hartmann-Shack-Sensors 47e abgebildet wird.Like the embodiment 1 of an optical measuring system illustrated in FIGS. 1A, 1B, the embodiment of an optical measuring system Ie illustrated in FIG. 6 also comprises components for analyzing a wavefront, which have already been described above. For the sake of clarity, in FIG. 6, a beam path of the measuring light 9, which is guided to the object region 28e 'by cemented element 13e, lens 19e and cemented element 23e, and returning measuring light 43 are not illustrated. These beam paths can be taken from FIGS. 1A and 1B, from which it follows in particular that the object region 28 ', in particular the focal point 51e of the first optical assembly 3Ie, also projects into the embodiment of an optical measuring system Ie illustrated in FIG. Shack sensor 47e is shown.
Damit ermöglicht diese Ausführungsform Ie eine gleichzeitige Untersuchung des Objektbereichs 28e' durch Analyse von von diesem Bereich ausgehenden Wellenfronten und durch Aufnehmen von OCT-Strukturdaten. Insbesondere ist dabei vorgesehen, die Wellenfrontlichtquelle 3e derart auszuführen, dass ein wesentlicher Anteil des von der Lichtquelle 3e erzeugten Messlichts innerhalb eines Wellenlängenbereichs von etwa 830 nm bis 870 nm liegt. Der OCT-Strahlteiler 95, insbesondere sein dichroitischer Spiegel 96, ist dabei derart ausgebildet, einen wesentlichen Anteil von Licht eines Wellenlängenbereichs von etwa 830 nm bis 870 nm zu transmittieren. Damit ist eine Trennung des OCT-Messlichts von dem Messlicht zur Untersuchung einer Wellenfrpnt ermöglicht, um gegenseitige Störungen zu unterdrücken. Gemäß anderen Ausführungsformen ist kein Reflektor 17e zwischen Linse 19e und Kittglied 13e vorgesehen, so dass ein Strahlengang des Messlichts 9, 43, welches zur Analyse einer Wellenfront verwendet wird, geradlinig entlang einer optischen Achse von Kittgliedern 19e, 23e, d. h. einer optischen Achse der ersten Optikbaugruppe 3 Ie, weiterläuft, ohne umgelenkt zu werden.Thus, this embodiment Ie enables simultaneous examination of the object area 28e 'by analysis of wavefronts emanating from this area and by acquisition of OCT structure data. In particular, it is provided that the wavefront light source 3e be designed in such a way that a substantial portion of the measurement light generated by the light source 3e lies within a wavelength range of approximately 830 nm to 870 nm. The OCT beam splitter 95, in particular its dichroic mirror 96, is designed in this case to transmit a substantial proportion of light in a wavelength range from about 830 nm to 870 nm. This makes it possible to separate the OCT measuring light from the measuring light to examine a wavefront in order to suppress mutual interference. According to other embodiments, no reflector 17e is provided between the lens 19e and the cemented member 13e, so that an optical path of the measuring light 9, 43 used for analysis of a wavefront is rectilinear along an optical axis of cemented elements 19e, 23e, ie, an optical axis of the first Optical assembly 3 Ie, continues to run without being deflected.
Gemäß weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann der OCT-Strahlteiler 95 optional statt zwischen der ersten Optikbaugruppe 3Ie und der zweiten OptikbaugruppeAccording to further embodiments of the present invention, the OCT beam splitter 95 may optionally be provided between the first optical assembly 3Ie and the second optical assembly
13e zwischen der zweiten Optikbaugruppe 13e und dem13e between the second optical assembly 13e and the
Hartmann-Shack-Sensor 45e angeordnet sein, wie durch den gestrichelten Kasten 95a angedeutet. Dabei ist analog das OCT-System 93 alternativ durch einen mit Bezugszeichen 93a gekennzeichneten gestrichelten Kasten illustriert . DieseHartmann-Shack sensor 45e, as indicated by dashed box 95a. In this case, the OCT system 93 is analogously illustrated by a dashed box labeled 93a. These
Ausführungsform ist dann günstig, wenn mit dem OCT-SystemEmbodiment is then favorable when using the OCT system
Strukturinformation über den hinteren Augenabschnitt erlangt werden soll. Diese Anordnung des OCT-Strahlteilers 95a bzw. des OCT-Systems 93a kann insbesondere zurStructure information about the rear eye section is to be obtained. This arrangement of the OCT beam splitter 95a and the OCT system 93a can in particular for
Anwendung kommen, wenn das optische Messsystem ohne einenApplication come when the optical measuring system without a
Reflektor 17e ausgeführt ist, wie oben beschrieben.Reflector 17e is executed, as described above.
Figur 7 illustriert schematisch ein optisches Messsystem If gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegendenFIG. 7 schematically illustrates an optical measuring system If according to a further embodiment of the present invention
Erfindung. Das in Figur 7 illustrierte optische MesssystemInvention. The illustrated in Figure 7 optical measuring system
If hat Ähnlichkeiten mit dem in Figur 4 illustrierten optischen Messsystem Ic, in sofern als das optischeIf has similarities with the optical measuring system Ic illustrated in Figure 4, insofar as the optical
Messsystem If ebenso Komponenten 67c eines Wellenfrontanalysesystems 77, sowie ein MikroskopiesystemMeasuring system If also components 67c of a wavefront analysis system 77, as well as a microscopy system
79 umfasst . Das Mikroskopiesystem 79 umfasst dabei ein79 includes. The microscope system 79 comprises a
Objektiv 63c, um einen in einer Brennebene 29c angeordnetenLens 63 c arranged around a focal plane 29 c
Objektbereich 28c1 nach Durchsetzen von Zoomsystemen 89, 91 abzubilden. Ebenso ist das Wellenfrontanalysesystem 77 ausgebildet, von dem Objektbereich 28c ' herrührende oder diesen durchsetzende Wellenfronten hinsichtlich ihrer Form zu untersuchen, wie mit Bezug auf Figur 4 im Detail oben beschrieben.Object area 28c 1 after enforcing zoom systems 89, 91 to image. Likewise, the wavefront analysis system 77 is formed, wavefronts originating from or passing through the object region 28c 'with respect to their shape to examine, as described in detail with reference to Figure 4 above.
Zusätzlich zu den Funktionalitäten des in Figur 4 illustrierten optischen Messsystems Ic ermöglicht das inIn addition to the functionalities of the optical measuring system Ic illustrated in FIG
Figur 7 illustrierte optische Messsystem If unterFIG. 7 illustrates optical measuring system If below
Verwendung des OCT-Systems 93a eine strukturelleUsing the OCT system 93a a structural
Untersuchung des Objektbereichs 28c1 entlang einerExamination of the object area 28c 1 along a
Tiefenrichtung, d. h. senkrecht zu der Brennebene 29c. Dazu umfasst das OCT-System 93a ähnliche Komponenten wie das inDepth direction, d. H. perpendicular to the focal plane 29c. For this purpose, the OCT system 93a includes components similar to those in FIG
Figur 6 illustrierte und in diesem Zusammenhang beschriebene OCT-System 93.FIG. 6 illustrates OCT system 93 described in this context.
In Figur 7 ist schematisch ein Strahlengang des OCT- Messlichts 99a für drei verschiedene Schwenkstellungen des durch Scanspiegel 103a, 105a gebildeten Scanners illustriert, wobei hier zur Verdeutlichung einerFIG. 7 schematically illustrates a beam path of the OCT measuring light 99a for three different pivot positions of the scanner formed by scanning mirrors 103a, 105a, with a reference to FIG
Abbildungseigenschaft des Systems von dem Punkt P zwischen den Scanspiegeln 103a, 105a in drei verschiedenen Richtungen ausgehendes OCT-Messlicht 99a betrachtet wird.Figure characteristic of the system from the point P between the scanning mirrors 103a, 105a in three different directions outgoing OCT measuring light 99a is considered.
An diesem Punkt P könnte alternativ ein Zentrum eines 3D-At this point P, alternatively, a center of a 3D
Scanners angeordnet sein. Umfasst ein Scanner mehr als eine spiegelnde Fläche, sollte der Punkt P vorteilhaft derart angeordnet sein, um Abstände zu Spiegelflächen des Scanners zu minimieren.Be arranged scanner. If a scanner comprises more than one reflecting surface, the point P should advantageously be arranged in such a way as to minimize distances to mirror surfaces of the scanner.
Von dem Punkt P ausgehende OCT-Messlichtstrahlen 99 werden an dem Scanspiegel 105a reflektiert, werden an dem dichroitischen Spiegel 96a zum Großteil reflektiert und durchsetzen das durch Kittglied 19c und Kittglied 65c gebildete afokale System, um auf dem Punkt P1, welcher im Zentrum des FaItspiegeis 61c angeordnet ist, abgebildet zu werden. Dadurch, dass der Punkt P durch Kittglied 19c, d. h. die zweite Optikunterbaugruppe der ersten Optikbaugruppe 31c und durch Kittglied 65c, d. h. die zweite Linsengruppe der ersten Optikunterbaugruppe der ersten Optikbaugruppe auf den Punkt P1 im Zentrum des Faltspiegels 61c abgebildet wird, wandert der Punkt P1 für verschiedene Schwenkstellungen des durch Scanspiegel 105a, 103a gebildeten Scanners nur minimal aus, wobei ein Auswandern für einen ideal angeordneten 3D-Scanner mit nur einer reflektierenden Fläche verschwinden sollte. Damit kann eine Ausdehnung des Faltspiegels 61c so klein ausgeführt sein, dass Mikroskopiestrahlengänge 81 und 83 daran vorbei in entsprechende Zoomsysteme des Stereomikroskopiesystems 79 geführt werden können.Emanating from the point P OCT measuring light beams 99 are reflected by the scanning mirror 105a, 96a reflected in large part by the dichroic mirror and pass through the through cemented lens 19c, and lens component formed 65c afocal system to the point P 1, which in the center of FaItspiegeis 61c is arranged to be imaged. In that the point P is provided by the cemented component 19c, ie the second optical subassembly of the first optical assembly 31c and by the cemented component 65c, ie the second lens group of the first optical subassembly When the first optics assembly is imaged at the point P 1 in the center of the folding mirror 61c, the point P 1 only minimally travels for different pivot positions of the scanner formed by scanning mirrors 105a, 103a, with migration for an ideally located 3D scanner having only one reflecting surface should disappear. Thus, an extension of the folding mirror 61c can be made so small that microscopic beam paths 81 and 83 can be guided past it into corresponding zoom systems of the stereomicroscope system 79.
Alternativ zu der Anordnung des OCT-Strahlteilers 95a und des OCT-Systems 93a, wie sie in Figur 7 illustriert sind, können diese, zumindest der OCT-Strahlteilers 95a, zwischen Kittglied 65c und dem Faltspiegel 61c angeordnet sein.As an alternative to the arrangement of the OCT beam splitter 95a and the OCT system 93a, as illustrated in FIG. 7, these, at least the OCT beam splitter 95a, can be arranged between the cemented component 65c and the folding mirror 61c.
Alternativ zu den in Figuren 6 und 7 illustrierten Ausführungsformen kann der OCT-Strahlteiler 95, 95a bzw. der dichroitische Spiegel 96, 96a ausgeführt sein, OCT- Messlicht 99, 99a mit größerer Effektivität zu transmittieren als zu reflektieren und weiterhin ausgebildet sein, das Messlicht 9, welches zur Wellenfrontmessung verwendet wird, mit größerer Effektivität zu reflektieren als zu transmittieren. So können in alternativen Ausführungsformen das Wellenfrontanalysesystem 77 und das OCT-System 93, 93a in ihrer räumlichen Anordnung vertauscht sein.As an alternative to the embodiments illustrated in FIGS. 6 and 7, the OCT beam splitter 95, 95a or the dichroic mirror 96, 96a can be designed to transmit OCT measuring light 99, 99a with greater effectiveness than to reflect and furthermore to design the measuring light 9, which is used for wavefront measurement to reflect with greater effectiveness than to transmit. Thus, in alternative embodiments, the wavefront analysis system 77 and the OCT system 93, 93a may be reversed in their spatial arrangement.
Gemäß anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann sich ein Wellenlängenbereich, welcher 70 % einerAccording to other embodiments of the present invention, a wavelength range which is 70% of a
Gesamtintensität des OCT-Messlichts umfasst mit einemTotal intensity of the OCT measuring light includes with a
Wellenlängenbereich, welcher 70 % einer Gesamtintensität des Messlichts zur Untersuchung der Wellenfront umfasst, überlappen. Somit kann zur Untersuchung der Wellenfront als auch zur Untersuchung mittels OCT Licht in einem gleichenWavelength range, which comprises 70% of a total intensity of the wavefront investigation light, overlap. Thus, for examination of the wavefront as well as for examination by means of OCT light in a same
Wellenlängenbereich verwendet werden. In diesem Falle ist die Ausführung des OCT-Strahlteilers 95, 95a mit einem dichroitischen Spiegel 96, 96a nicht erforderlich. In diesem Falle ist es vorteilhaft, eine Messung zur Bestimmung der Wellenfront und eine Strukturmessung unter Verwendung von OCT nacheinander auszuführen, um eine gegenseitige Störung zu vermeiden. Ein gleichzeitiges Ausführen beider Messungen ist jedoch ebenso möglich. In den Strahlgang können auch polarisationsoptische Elemente, wie beispielsweise λ/4 -Plättchen oder Ähnliches eingefügt werden. Beispielsweise kann das Element 11, IIa, IIb, 11c, Hd, He als Polarisationsstrahlteiler ausgeführt sein.Wavelength range can be used. In this case is the execution of the OCT beam splitter 95, 95a with a dichroic mirror 96, 96a not required. In this case, it is preferable to successively perform a measurement for determining the wavefront and a structure measurement using OCT to avoid mutual interference. However, simultaneous execution of both measurements is also possible. In the beam path and polarization-optical elements, such as λ / 4 platelets or the like can be inserted. For example, the element 11, IIa, IIb, 11c, Hd, He can be embodied as a polarization beam splitter.
Gemäß anderen Ausführungsformen ist der OCT-Messlichtstrahl 99 nicht in dem Objektbereich 28c1, 28e' fokussiert, sondern in einem tiefer liegenden Bereich, etwa auf der Retina eines untersuchten Auges. According to other embodiments, the OCT measuring light beam 99 is not focused in the object area 28c 1 , 28e ', but in a lower area, such as on the retina of an examined eye.

Claims

Patentansprüche . Augenchirurgie-Messsystem, umfassend :Claims. Eye surgery measuring system comprising:
einen Wellenfrontsensor (47) zum Charakterisieren einer Form einer Wellenfront von Messlicht (43) in einem Eintrittsbereich (45) des Wellenfrontsensors; unda wavefront sensor (47) for characterizing a shape of a wavefront of measurement light (43) in an entrance region (45) of the wavefront sensor; and
eine Abbildungsoptik (13, 19, 23) mit einer ersten Optikbaugruppe (31) und einer zweiten Optikbaugruppe (13) zum Abbilden eines Objektbereichs (28') in den Eintrittsbereich des Wellenfrontsensors mit Hilfe von dem Messlicht (43) ,imaging optics (13, 19, 23) having a first optics assembly (31) and a second optics assembly (13) for imaging an object region (28 ') into the entrance region of the wavefront sensor by means of the measurement light (43);
wobei gilt: 1,1 * f < d, wobeiwhere: 1.1 * f <d, where
f eine Brennweite der ersten Optikbaugruppe (31) repräsentiert undf represents a focal length of the first optical assembly (31) and
d einen Abstand zwischen dem Objektbereich (28 ') und der ersten Optikbaugruppe (31) repräsentiert.d represents a distance between the object region (28 ') and the first optical assembly (31).
2. Augenchirurgie-Messsystem nach Anspruch 1, wobei gilt: 1,5 * f < d, insbesondere 2 * f < d.2. eye surgery measuring system according to claim 1, wherein: 1.5 * f <d, in particular 2 * f <d.
3. Augenchirurgie-Messsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei gilt: d > 150 mm, insbesondere d > 175 mm, weiter insbesondere d > 190 mm.3. ophthalmic surgery measuring system according to claim 1 or 2, wherein the following applies: d> 150 mm, in particular d> 175 mm, more particularly d> 190 mm.
4. Augenchirurgie-MessSystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei mindestens eine der ersten Optikbaugruppe (31) und der zweiten Optikbaugruppe eine refraktive Optikbaugruppe, insbesondere eine Linsengruppe, ist.4. eye surgery measuring system according to one of claims 1 to 3, wherein at least one of the first optical assembly (31) and the second optical assembly is a refractive optical assembly, in particular a lens group.
5. Augenchirurgie-Messsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend eine dritte OptikbaugruppeThe ophthalmic surgery measurement system of any one of claims 1 to 4, further comprising a third optic assembly
(89, 91), welche zum Abbilden des Objektbereichs, entlang eines Mikroskopiestrahlenganges, in einen von dem Eintrittsbereich des Wellenfrontsensors verschiedenen Bildbereich angeordnet und ausgebildet ist.(89, 91) arranged and formed to image the object area, along a microscope beam path, in an image area different from the entrance area of the wavefront sensor.
6. Augenchirurgie-Messsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Objektbereich (281) in einem Brennbereich (29) der ersten Optikbaugruppe liegt.6. ophthalmic surgery measuring system according to one of claims 1 to 5, wherein the object region (28 1 ) in a focal region (29) of the first optical assembly is located.
7. Augenchirurgie-Messsystem nach Anspruch 6, wobei die erste Optikbaugruppe eine erste OptikunterbaugruppeThe eye surgery measurement system of claim 6, wherein the first optics assembly comprises a first optics subassembly
(23) und eine zweite Optikunterbaugruppe (19) umfasst, welche voneinander beabstandet sind.(23) and a second optical subassembly (19) which are spaced from each other.
8. Augenchirurgie-Messsystem nach Anspruch 6 oder 7, wobei ein von dem Messlicht entlang eines Strahlenganges des Messlichts durchlaufener optischer Weg (OP; OP1, OP2) zwischen der ersten Optikbaugruppe (31) und der zweiten Optikbaugruppe (13) veränderbar ist.8. eye surgery measuring system according to claim 6 or 7, wherein one of the measuring light along a beam path of the measuring light traversed optical path (OP, OP 1 , OP 2 ) between the first optical assembly (31) and the second optical assembly (13) is variable.
9. Augenchirurgie-Messsystem nach Anspruch 8, welches dazu ausgebildet ist durch Verändern des optischen Weges (OP; OPi, OP2) zwischen der ersten Optikbaugruppe (31) und der zweiten Optikbaugruppe (13) eine Form einer Wellenfront von von einem im Objektbereich (28') angeordneten Auge einer Fehlsichtigkeit von -5 dpt bis +25 dpt ausgehendem Messlicht zu charakterisieren. 9. eye surgery measuring system according to claim 8, which is adapted by changing the optical path (OP, OPi, OP 2 ) between the first optical assembly (31) and the second optical assembly (13) has a shape of a wavefront of one in the object area ( 28 ') arranged to characterize the eye of ametropia from -5 D to +25 D of outgoing measurement light.
10. Augenchirurgie-Messsystem nach Ansprüche 8 oder 9, ferner umfassend einen Reflektor zum Umlenken des Messlichts, insbesondere um 180°, welcher in dem Strahlengang des Messlichts zwischen der ersten Optikbaugruppe (31) und der zweiten Optikbaugruppe (13) verlagerbar angeordnet ist, um den durchlaufenen optischen Weg des Messlichts zu ändern.10. ophthalmic surgery measuring system according to claim 8 or 9, further comprising a reflector for deflecting the measuring light, in particular by 180 °, which is arranged displaceably in the beam path of the measuring light between the first optical assembly (31) and the second optical assembly (13) to change the transmitted optical path of the measuring light.
11. Augenchirurgie-Messsystem nach Anspruch 10, wobei der Reflektor mindestens zwei unter einem von Null verschiedenen Winkel angeordnete Spiegelflächen umfasst .The eye surgery measurement system of claim 10, wherein the reflector comprises at least two mirror surfaces arranged at a non-zero angle.
12. Augenchirurgie-Messsystem nach Anspruch 10, wobei der Reflektor einen Retroreflektor (17) , insbesondere einen Winkelreflektor (corπer cube) , umfasst .12. ophthalmic surgery measuring system according to claim 10, wherein the reflector comprises a retroreflector (17), in particular an angle reflector (corceer cube).
13. Augenchirurgie-Messsystem nach einem der Ansprüche 6 bis 12, ferner umfassend einen Strahlteiler (11), welcher in einem Strahlengang des Messlichts zwischen dem Eintrittsbereich (45) des Wellenfrontsensors (47) und der zweiten Optikbaugruppe (13) angeordnet ist.13. eye surgery measuring system according to one of claims 6 to 12, further comprising a beam splitter (11) which is arranged in a beam path of the measuring light between the inlet region (45) of the wavefront sensor (47) and the second optical assembly (13).
14. Augenchirurgie-MessSystem nach einem der Ansprüche 7 bis 13 in Verbindung mit Anspruch 7, wobei gilt:14. ophthalmic surgery measuring system according to one of claims 7 to 13 in conjunction with claim 7, wherein
d(l,2) > fl * d / (d - fl)d (l, 2)> fl * d / (d-fl)
wobei d(l,2) einen Abstand zwischen Komponenten der ersten Optikunterbaugruppe (23) und Komponenten der zweiten Optikunterbaugruppe (19) repräsentiert undwherein d (l, 2) represents a distance between components of the first optical subassembly (23) and components of the second optical subassembly (19) and
fl eine Brennweite der erstenfl a focal length of the first
Optikunterbaugruppe (23) repräsentiert. Optical subassembly (23) represents.
15. Augenchirurgie-Messsystem nach einem der Ansprüche 7 bis 14 in Verbindung mit Anspruch 7, wobei die erste Optikunterbaugruppe (23) eine erste Linsengruppe (63c) , insbesondere ein Objektiv, und eine entfernt davon angeordnete zweite Linsengruppe (65c) umfasst.The ophthalmic surgery measuring system according to any one of claims 7 to 14 when appended to claim 7, wherein the first optic subassembly (23) comprises a first lens group (63c), in particular a lens, and a second lens group (65c) remote therefrom.
16. Augenchirurgie-Messsystem nach Anspruch 15 in Verbindung mit Anspruch 5, wobei der Mikroskopiestrahlengang die erste Linsengruppe (63c) der ersten Optikunterbaugruppe durchsetzt und wobei die dritte Optikbaugruppe ein Zoomsystem (89, 91) umfasst .The ophthalmic surgery measurement system of claim 15 when appended to claim 5, wherein the microscopic ray path penetrates the first lens group (63c) of the first optics subassembly and wherein the third optics assembly comprises a zoom system (89, 91).
17. Augenchirurgie-Messsystem nach Anspruch 15 oder 16, wobei eine Spiegelfläche (61c) in dem Strahlengang des Messlichts zwischen der ersten Linsengruppe (63c) und der zweiten Linsengruppe (65c) der ersten Optikunterbaugruppe (23c) angeordnet ist.The eye surgery measuring system according to claim 15 or 16, wherein a mirror surface (61c) is disposed in the optical path of the measuring light between the first lens group (63c) and the second lens group (65c) of the first optical subassembly (23c).
18. Augenchirurgie-Messsystem nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei die zweite Linsengruppe (65c) der ersten Optikunterbaugruppe und die zweite OptikunterbaugruppeThe eye surgery measurement system of any one of claims 15 to 17, wherein the second lens group (65c) of the first optical subassembly and the second optical subassembly
(19c) zusammen ein afokales System, insbesondere ein Kepler-System, bilden.(19c) together form an afocal system, in particular a Kepler system.
19. Augenchirurgie-Messsystem nach einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei der Objektbereich in einem Brennbereich der ersten Linsengruppe (63c) der ersten Optikunterbaugruppe (23c) angeordnet ist.The eye surgery measuring system according to any one of claims 15 to 18, wherein the object area is disposed in a focal area of the first lens group (63c) of the first optical subassembly (23c).
20. Augenchirurgie-Messsystem nach einem der Ansprüche 6 bis 14 in Verbindung mit Anspruch 5, wobei die dritte Optikbaugruppe ein Objektiv (63c) und ein Zoomsystem (89, 91) umfasst, wobei der Strahlengang des Messlichts frei von einem Durchsetzen des Objektivs ist und wobei eine Spiegelfläche (61) in dem Strahlengang des Messlichts zwischen dem Objektbereich (28c1) und der ersten Optikunterbaugruppe (23c) angeordnet ist .The ophthalmic surgery measurement system of any one of claims 6 to 14 when appended to claim 5, wherein the third optics assembly comprises a lens (63c) and a zoom system (89, 91), wherein the beam path of the measurement light is free from permeation of the objective and wherein a mirror surface (61) is arranged in the beam path of the measuring light between the object region (28c 1 ) and the first optical subassembly (23c).
21. Augenchirurgie-Messsystem nach Anspruch 20, wobei der Objektbereich in einem Brennbereich des Objektivs angeordnet ist.21. eye surgery measuring system according to claim 20, wherein the object area is arranged in a focal region of the lens.
22. Augenchirurgie-Messsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Objektbereich (28d') verschieden von einem Brennbereich (29d) der ersten Optikbaugruppe (3Id) ist.The ophthalmic surgery measuring system according to any one of claims 1 to 5, wherein said object area (28d ') is different from a focal area (29d) of said first optical unit (3Id).
23. Augenchirurgie-Messsystem nach Anspruch 22, wobei die erste Optikbaugruppe (3Id) und die zweite Optikbaugruppe (13d) zusammen ein afokales System, insbesondere ein Kepler-System bilden.The ophthalmic surgery measurement system of claim 22, wherein the first optic assembly (3Id) and the second optic assembly (13d) together form an afocal system, in particular a Kepler system.
24. Augenchirurgie-Messsystem nach Anspruch 22 oder 23, wobei ein Strahlteiler (lld) in einem Strahlengang des Messlichts zwischen der ersten Optikbaugruppe (3Id) und der zweiten Optikbaugruppe (13d) verschiebbar angeordnet ist.24 eye surgery measuring system according to claim 22 or 23, wherein a beam splitter (lld) in a beam path of the measuring light between the first optical assembly (3Id) and the second optical assembly (13d) is slidably disposed.
25. Augenchirurgie-Messsystem nach einem der Ansprüche 22 bis 24, wobei eine Spiegelfläche (61) zwischen der ersten Optikbaugruppe (3Id) und dem Objektbereich (28d') angeordnet ist.25. The eye surgery measuring system according to claim 22, wherein a mirror surface is arranged between the first optical assembly and the object region.
26. Augenchirurgie-Messsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, weiterhin umfassend ein OCT-System mit einer OCT-Lichtquelle zum Erzeugen von OCT-Messlicht, wobei in einem OCT-Strahlengang des OCT-Messlichts zwischen der ersten Optikbaugruppe (31) und der zweiten Optikbaugruppe (13) oder zwischen der zweiten Optikbaugruppe (13) und dem Eintrittsbereich (45) des Wellenfrontsensors ein OCT-Strahlteiler derart angeordnet ist, um das OCT-Messlicht zum Beleuchten des Objektbereichs durch mindestens die erste Optikbaugruppe (31) hindurch zu führen.26. ophthalmic surgery measuring system according to one of the preceding claims, further comprising an OCT system with an OCT light source for generating OCT measuring light, wherein in an OCT optical path of the OCT measuring light between the first optical assembly (31) and the second optical assembly (13) or between the second Optics assembly (13) and the inlet region (45) of the wavefront sensor, an OCT beam splitter is arranged so as to guide the OCT measuring light for illuminating the object area through at least the first optical assembly (31).
27. Augenchirurgie-Messsystem nach Anspruch 26, weiterhin umfassend mindestens einen im OCT-Strahlengang zwischen der OCT-Lichtquelle und dem OCT-Strahlteiler angeordneten schwenkbaren Scan-Spiegel.27. eye surgery measuring system according to claim 26, further comprising at least one arranged in the OCT beam path between the OCT light source and the OCT beam splitter pivotable scanning mirror.
28. Augenchirurgie-Messsystem nach Anspruch 27 in Verbindung mit Anspruch 15 und Anspruch 17, wobei der Scan-Spiegel, die zweite Linsengruppe (65c) der ersten Optikunterbaugruppe (23) und die zweite Optikunterbraugruppe (19c) ausgebildet und angeordnet sind, einen Bereich nahe dem Scan-Spiegel auf einen Bereich nahe der Spiegelfläche (61c) abzubilden.The ophthalmic surgery measurement system of claim 27 when appended to claim 15 and claim 17, wherein said scan mirror, said second lens group (65c) of said first optical subassembly (23) and said second suboptic subassembly (19c) are formed and arranged proximate to an area imaging the scan mirror onto a region near the mirror surface (61c).
29. Augenchirurgie-Messsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 28, weiterhin umfassend eine29. ophthalmic surgery measuring system according to one of claims 1 to 28, further comprising a
Wellenfrontlichtquelle zum Erzeugen des MesslichtsWavefront light source for generating the measuring light
(9) , wobei mindestens 80 % einer Gesamtintensität des erzeugten Messlichts durch Licht mit Wellenlängen zwischen 800 nm und 870 nm, insbesondere zwischen 820 nm und 840 nm, gebildet ist.(9), wherein at least 80% of a total intensity of the measurement light produced is formed by light having wavelengths between 800 nm and 870 nm, in particular between 820 nm and 840 nm.
30. Augenchirurgie-Messsystem nach einem der Ansprüche 26 bis 29, wobei mindestens 80 % einer Gesamtintensität des erzeugten OCT-Messlichts durch Licht mit Wellenlängen zwischen 1280 nm und 1320 nm, insbesondere zwischen 1300 nm und 1320 nm, gebildet ist.30 eye surgery measuring system according to one of claims 26 to 29, wherein at least 80% of an overall intensity of the generated OCT measuring light is formed by light having wavelengths between 1280 nm and 1320 nm, in particular between 1300 nm and 1320 nm.
31. Augenchirurgie-Messsystem nach einem der Ansprüche 26 bis 30, wobei der OCT-Strahlteiler einen dichroitischen Spiegel umfasst, welcher in einem Wellenlängenbereich von 800 nm bis 870 nra, insbesondere von 820 nm bis 840 nm, eine mindestens doppelt so hohe oder höchstens halb so hohe Transmission aufweist wie in einem Wellenlängenbereich von 1280 nm bis 1340 nm, insbesondere 1300 nm bis 1320 nm.31. ophthalmic surgery measuring system according to one of claims 26 to 30, wherein the OCT beam splitter a Includes dichroic mirror, which in a wavelength range of 800 nm to 870 nm, in particular from 820 nm to 840 nm, at least twice as high or at most half as high transmission as in a wavelength range of 1280 nm to 1340 nm, in particular 1300 nm 1320 nm.
32. Augenchirurgie-Messsystem nach einem der Ansprüche 26 bis 31, wobei der OCT-Strahlteiler einen dichroitischen Spiegel umfasst, welcher in einem32. The eye surgery measuring system according to claim 26, wherein the OCT beam splitter comprises a dichroic mirror, which in one
Wellenlängenbereich von 1280 nm bis 1340 nm, insbesondere 1300 nm bis 1320 nm, eine mindestens doppelt so hohe oder höchstens halb so hohe Reflektivität aufweist wie in einemWavelength range of 1280 nm to 1340 nm, in particular 1300 nm to 1320 nm, at least twice as high or at most half as high reflectivity as in a
Wellenlängenbereich von 800 nm bis 870 nm, insbesondere von 820 nm bis 840 nm.Wavelength range from 800 nm to 870 nm, in particular from 820 nm to 840 nm.
33. Augenchirurgie-Messsystem nach einem der Ansprüche 26 bis 32, wobei mindestens 70 % einer Intensität von auf den OCT-Strahlteiler auftreffendem OCT-Messlicht an dem OCT-Strahlteiler reflektiert wird.33. The eye surgery measuring system according to claim 26, wherein at least 70% of an intensity of OCT measuring light incident on the OCT beam splitter is reflected at the OCT beam splitter.
34. Augenchirurgie-Messsystem nach einem der Ansprüche 26 bis 33, wobei mindestens 70 % einer Intensität von auf den OCT-Strahlteiler auftreffendem Messlicht (9) durch den OCT-Strahlteiler transmittiert wird.34. Eye surgery measuring system according to one of claims 26 to 33, wherein at least 70% of an intensity of incident on the OCT beam splitter measuring light (9) is transmitted through the OCT beam splitter.
35. Augenchirurgie-Messsystem nach einem der Ansprüche 26 bis 34, wobei mindestens 60 %, insbesondere mindestens35. eye surgery measuring system according to one of claims 26 to 34, wherein at least 60%, in particular at least
80 %, einer Gesamtintensität des Messlichts durch Licht eines Wellenlängenbereiches gebildet ist, in welchem Wellenlängenbereich 80 % einer Gesamtintensität des OCT-Messlichts liegen. 80%, a total intensity of the measuring light is formed by light of a wavelength range in which wavelength range 80% of an overall intensity of the OCT measuring light.
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