Ausführungsbeispielembodiment
Erfindungsgedanke, Meßverfahren und Funktion einer erfindungsgemäßen Vorrichtung seien an Hand schematischer Darstellungen beschrieben. Es zeigen:The idea of the invention, the method of measurement and the function of a device according to the invention are described with reference to schematic representations. Show it:
Fig. 1.1: ein Meßsystem für eine KoordinateFig. 1.1: a measuring system for a coordinate
Fig. 1.2: dasseloe in einer anderen PositionFig. 1.2: dasseloe in a different position
Fig. 1.3: ein Moßsystem für eine Koordinate bei dazwischenliegendem optischen MediumFig. 1.3: a Moßsystem for a coordinate with intermediate optical medium
Fig. 1.4: dasselbe in einer anderen Position.Fig. 1.4: the same in a different position.
Die Bezugszeichen heben folgende Bedeutung: 1 ist eine Abbildungsoptik, 21 nd 3 sind zwei parallele Laserstrahlenbündel, vorzugsweise von einem HeNe-Laser; sie verlaufen in Z-Richtung. 1,2 und 3 biluen das Zieln* irkierungssystem. 4 und 6 sind zwei Objekte, die sich im Operationsfeld im Abstand ΔΖ voneinander befinden. In Fig. 1.1 ist die Situation dargestellt, daß die Bündel auf das Objekt 4 fokussiert sind. In Fig. 1.2 ist das Zielmarkierungssystem um den Betrag ΔΖ in Z-Richtung verschoben und die Bündel sind auf das Objekt 5 fokussiert. 6 ist eine digitale Längenmeßvorrichtung für die Position des Zielmarkierungssystems auf der Z-Koordinate. Die Strahlen vclaufen in den Fig. 1.1 und 1.2 durch ein optisches Madium mit dem Brechungsindex n0. Fig. 1.3 und 1.4 zeigen den Fall, daß die Objekte in einem Medium mit dem Brechungsindex n, Mögen, und die Grenzfläche zwischen den Medien mit den Brechungsindices n0 und n, senkrecht zur z-Achse liegt. Im dreidimensionalen Fall (Fig. 2) befinden sich die Objekte 4 und 5 in einem Koordinatensystem X, Y, Z. In einer ersten Einstellung ist das Zielmarkierungssystem auf das Objekt 4 eingestellt. In einer zweiten Einstellung, welche durch Parallelverschiebung des Zielmarkicrungssystems in don Koordinaten X, Y, Z um die Beträge ΔΧ, ΔΥ, ΔΖ bewirkt wird, ist das Zielmarkierurgssystem auf d/,s Objekt 5 eingestellt. 7 ist uine digitale Meßvorrichtung für die Koordinaten X, Y, Z des Zielmarkierungssystems. Fig. 3 zeigt dio in Fig. 2 dargestellte Situation in Draufsicht auf die X-Z-Ebeno. Fig.4 zeigt den Sonderfall, daß sich die zu vermessender. Objekte 4 und 5 im Inneren eines Auges 8 befinden, vereinfacht durch die Darstellung der Projektion auf die X-Z-Ebeno (analog zu Fig.3). 10 ist der Scheitelpunkt der Hornhaut 9 des Auges 8 mit den Scheitelpunktkoordinaten X0, Yo. Z0.11 ist ein System zur Erfassung der Brechkraftdaten des Auges, 12 ist ein Rechner zur Berechnung der Abstände der Objekte 4 und 5 aus den Koordinaten X0, Yo. Z0, X, Y, Z und den Brechkraftdaten. 13 ist ein Gerät zur Ausgabe der Ergebnisse.The reference numbers denote the following meaning: 1 is an imaging optics, 21 nd 3 are two parallel laser beams, preferably from a HeNe laser; they run in the Z direction. 1,2 and 3 form the target identification system. 4 and 6 are two objects that are in the operating field at a distance ΔΖ from each other. In Fig. 1.1, the situation is shown that the bundles are focused on the object 4. In Fig. 1.2, the target marking system is shifted by the amount ΔΖ in the Z direction, and the bundles are focused on the object 5. Figure 6 is a digital length measuring device for the position of the targeting system on the Z-coordinate. The rays are shown in FIGS. 1.1 and 1.2 by an optical Madium with the refractive index n 0 . Figs. 1.3 and 1.4 show the case that the objects in a medium with the refractive index n, Like, and the interface between the media with the refractive indices n 0 and n, is perpendicular to the z-axis. In the three-dimensional case (FIG. 2), the objects 4 and 5 are located in a coordinate system X, Y, Z. In a first setting, the target marking system is set to the object 4. In a second setting, which is effected by parallel displacement of the Zielmarkicrungssystems in the coordinates X, Y, Z by the amounts ΔΧ, ΔΥ, ΔΖ, the Zielmarkierurgssystem is set to d /, s object 5. 7 is a digital measuring device for the coordinates X, Y, Z of the target marking system. Fig. 3 shows the situation shown in Fig. 2 in plan view of the XZ Ebeno. Fig.4 shows the special case that the to be measured. Objects 4 and 5 are located inside an eye 8, simplified by the representation of the projection on the XZ Ebeno (analogous to Figure 3). 10 is the vertex of the cornea 9 of the eye 8 with the vertex coordinates X 0 , Yo. Z 0 .11 is a system for detecting the refractive power data of the eye, 12 is a calculator for calculating the distances of the objects 4 and 5 from the coordinates X 0 , Yo. Z 0 , X, Y, Z and the refractive power data. 13 is a device for outputting the results.
Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die Vorrichtung dafür sei zunächst an einem einfachen, auf die Messung in nur einer Kco dinate beschränktem Beispiel erläutert, wie es in den Fig. 1.1 und 1.2 dargestellt ist. Die beiden Objektpunkte 4 und 5 befinden sich in einem durchsichtigen Medium mit dem Brechungsindex n0. Ihre Verbindungslinie legt die Koordinatonachso Z fest. Mit dieser Achse fällt die Achse des Zielmarkierungssysioms 1,2,3 zusammen. Das ZieimarKierungscystem wird in einem ersten Arbeitsschritt auf dac Objekt 4 eingestellt. Befindet sich das Objekt genau im Fokus der Linse 1, dann ist auf dem Objekt nur ein Lichtpunkt zu sehen. Außerhalb der Fokusebene zeigen sich zwei Lichtpunkte; falls in dom Medium Streuzentren enthalten sind, erleichtert die dadurch mögliche Beobachtung des Strahlenverlaufs den Einstellvorgang. In einem zweiten Arbeitsschritt wird das Zielmarkierungssystem auf das Objekt 5 eingestellt. Die mit dem Meßsyotem 6 gemessene Verschiebung ΔΖ ist identisch mit dem Abstand zwischen den Punkten 4 und 5. Bei dem ir. Fig. 1.3 und 1.4 dargestellten Sonderfall ist die Grenzfläche des optischen Mediums mit dem Brechungsindex n; Bezugsobene mit der Lage Zo- Aus der Einstellung auf don Punkt 4 ergibt sich AZ1 = Z, - Z0 und ausderEinstellungauf den Punkt 5ΔΖ2 = Z1 - Z0. Dür Abstand der Punkte 4 und 5 beträgt dann ΔΖ - (Z; - Zi) χ tg (alpha)/tg (beta) woboi alpha durch Durchmesser und Brennweite der Linse 1 bestimmt ist: alpha - arctg(D/2f) und beta durch den Brechungsindex des Mediums: böte = aresin (no/n, χ sin(alphal). Die Fig.2 zeigt die Verhältnisse für die Lage zweior Punkte 4 und 5 im Raum, repräsentiert durch das Koordinatensystem X, Y, Z. Aus der Messung der Verschiebung des Ziolmarkierungssystems 1,2,3 beim Übergang in die Position 1', 2', 3' mit dem digitalen Meßwertgebor 7 ergoben sich aus don Einstollungen auf dio Punkte 4 und 5 die Vorschiebungswege ΔΧ, ΔΥ, ΔΖ und der Punktabstand η = SOR (X7 + YJ + Z2).The method according to the invention and the device therefor are explained first by a simple example limited to the measurement in only one kco dinate, as shown in FIGS. 1.1 and 1.2. The two object points 4 and 5 are located in a transparent medium with the refractive index n 0 . Their connecting line determines the coordination so Z. The axis of the Zielmarkierungssysioms 1,2,3 coincides with this axis. The target labeling system is set to dac object 4 in a first step. If the object is exactly in the focus of the lens 1, then only one light spot can be seen on the object. Outside the focal plane, there are two points of light; if scattering centers are contained in the dom medium, the possible observation of the ray path facilitates the adjustment procedure. In a second step, the targeting system is set to the object 5. The displacement ΔΖ measured with the measuring robot 6 is identical to the distance between the points 4 and 5. In the special case shown in FIG. 1.3 and 1.4, the interface of the optical medium with the refractive index n is ; With reference to the position ZO-out of the setting on don point 4, AZ 1 = Z, - Z 0 and from the setting to the point 5ΔΖ 2 = Z 1 - Z 0 . The distance between points 4 and 5 is then ΔΖ - (Z; - Zi) χtg (alpha) / tg (beta) where alpha is determined by the diameter and focal length of the lens 1: alpha-arctg (D / 2f) and beta by The mean refractive index of the medium is given by: - = aresin (n o / n, χ sin (alpha)) Figure 2 shows the relationships for the position of two points 4 and 5 in space, represented by the coordinate system X, Y, Z Measurement of the displacement of the ciliol labeling system 1,2,3 in the transition to the position 1 ', 2', 3 'with the digital Meßgebgeb 7 resulted from dongles on dio dots 4 and 5, the Vorschiebungswege ΔΧ, ΔΥ, ΔΖ and the point distance η = SOR (X 7 + Y J + Z 2 ).
Fig.3 dient der vereinfachton Darstellung der in Fig. 2 beschriebenen Situation. Analog dazu ist in Fig.4 zu verstehen: Die Objekte 4 und 5 befinden sich im Inneren des Auges und werden durch Verschiebung dos Zielmarkierungssystems eingestolit, nachdem zuvor die Lage des Hornhautscheitels 10 erfaßt und die Brechkraft der gekrümmten Hornhaut und gegebenenfalls der Augenlinse ermittelt und über das Eingabegerät in den Rechner 12 eingegeben wurden. Aus den genannten Daten wird dor Abstand dor Punkte 4 und 5 errechnet und über 13 ausgegeben.3 is the simplistic representation of the situation described in Fig. 2. Analogously, it is to be understood in Figure 4: The objects 4 and 5 are located inside the eye and are eingeolit by shifting the target marking system after previously detected the position of the corneal vertex 10 and determines the refractive power of the curved cornea and optionally the eye lens and over the input device has been entered into the computer 12. From the mentioned data, the distance between points 4 and 5 is calculated and output via 13.