DE102008051147A1

DE102008051147A1 - Arrangement and method for recording and evaluating slit images of predominantly transparent media, especially in the eye

Info

Publication number: DE102008051147A1
Application number: DE102008051147A
Authority: DE
Inventors: Martin Dr. Hacker; Daniel Dr. Bublitz
Original assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Current assignee: Carl Zeiss Meditec AG
Priority date: 2008-10-10
Filing date: 2008-10-10
Publication date: 2010-04-15
Also published as: WO2010040484A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lösung zur Aufnahme und Auswertung von Spaltbildern bei der Untersuchung optisch transparenter Medien, insbesondere im Auge. Die Anordnung besteht aus einem Beleuchtungsstrahlengang mit einer Beleuchtungsquelle zur Erzeugung einer Spaltbeleuchtung und einem Auswertungsstrahlengang mit einer Detektionseinrichtung, sowie einer Steuer- und Auswerteeinheit, die sowohl Verbindungen zur Beleuchtungsquelle, als auch zur Detektionseinrichtung aufweist. Zur Erzielung einer möglichst effizienten Streuung des Beleuchtungslichtes an den abzubildenden Strukturen in Richtung der Detektionseinrichtung sind im Beleuchtungsstrahlengang vor der Beleuchtungsquelle Mittel zur Optimierung der Streuungsverhältnisse vorhanden, wobei diese Mittel über eine Vorrichtung zur Veränderung der Beleuchtungsverhältnisse verfügen. Die vorgeschlagene Lösung zur Aufnahme und Auswertung von Spaltbildern ist zur Untersuchung optisch transparenter Medien vorgesehen. Eine spezielle Anwendung stellt dabei die Aufnahme und Auswertung von Spaltbildern optisch transparenter Medien im Auge dar. Die Lösung ist sowohl für Spaltlampen als auch für Scheimpflug-Kameras geeignet.The present invention relates to a solution for recording and evaluating slit images in the examination of optically transparent media, especially in the eye. The arrangement consists of an illumination beam path with an illumination source for generating a slit illumination and an evaluation beam path with a detection device, and a control and evaluation unit which has both connections to the illumination source, as well as to the detection device. To achieve the most efficient possible scattering of the illumination light on the structures to be imaged in the direction of the detection device, means for optimizing the scattering ratios are present in the illumination beam path in front of the illumination source, wherein these means have a device for changing the illumination conditions. The proposed solution for recording and evaluating slit images is intended for the investigation of optically transparent media. A special application is the recording and evaluation of slit images of optically transparent media in the eye. The solution is suitable for slit lamps as well as for Scheimpflug cameras.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lösung zur optimierten Aufnahme und Auswertung von Spaltbildern bei der Untersuchung optisch transparenter Medien, insbesondere im Auge.The The present invention relates to a solution for optimized Recording and evaluation of slit images during the examination optically transparent media, especially in the eye.

Für die Untersuchung optisch transparenter Medien ist eine spezielle Beleuchtungstechnik mittels eines auf das Medium abzubildenden Spaltes erforderlich. Diese spezielle Beleuchtungstechnik ist in der Ophthalmologie zur Untersuchung der transparenten Medien der vorderen Augenabschnitte unabdingbar. Verwendet werden dafür in erster Linie Spaltlampen und Scheimpflug-Kameras. Weiterhin werden Spaltprojektionen zur Vermessung von Abständen im vorderen Augenabschnitt benutzt, beispielsweise zur Bestimmung der Vorderkammertiefe gemäß DE198 57 000 A1 .For the investigation of optically transparent media, a special illumination technique by means of a gap to be imaged on the medium is required. This special lighting technique is indispensable in ophthalmology for examining the transparent media of the anterior eye segments. Slit lamps and Scheimpflug cameras are used in the first place. Furthermore, slit projections are used to measure distances in the anterior segment of the eye, for example to determine the anterior chamber depth DE198 57 000 A1 ,

Die Spaltlampe ist ein medizinisches Untersuchungsgerät, mit dem der Augenarzt oder der Augenoptiker die Augen stereoskopisch bzw. räumlich betrachten kann. Dieses optische Gerät bietet dem Nutzer die Möglichkeit, einen scharf begrenzten spaltförmigen Lichtstrahl, der in seiner Breite einstellbar ist, auf das zu untersuchende Auge zu projizieren. Gleichzeitig hat der Untersucher die Möglichkeit, diese Projektion und damit gleichzeitig das Auge durch ein Auflichtmikroskop zu betrachten. Die Vergrößerung des Mikroskops ist bei den meisten Geräten variabel und reicht üblicherweise von 6- bis zu 30-facher Vergrößerung.The Slit lamp is a medical examination device, with the eye doctor or the optician's eyes are stereoscopic or spatially. This optical device offers the user the option of a sharply delimited slit-shaped Beam of light, which is adjustable in its width, to be examined To project an eye. At the same time, the examiner has the opportunity to do this Projection and, at the same time, the eye through a reflected-light microscope consider. The magnification of the microscope is variable for most devices and is usually enough from 6x to 30x magnification.

Mit der Spaltlampe wird der vordere Augenbereich mit Linse, Hornhaut und vorderer Augenkammer betrachtet. Durch Pupillenerweiterung wird es möglich, Netzhaut oder Hornhautrückfläche zu sehen.With The slit lamp is the anterior eye area with lens, cornea and anterior chamber of the eye. By pupil dilation is it is possible to retina or corneal surface to see.

Während bei einer Spaltlampe die Beleuchtung des Auges mittels der Spaltabbildung seitlich und die Beobachtung von vorn erfolgt, wird das Auge bei einer Scheimpflug-Kamera von vorn mit der Spaltabbildung beleuchtet und das beleuchtete Auge seitlich aufgenommen.While in a slit lamp, the illumination of the eye by means of the gap image Side and the observation is done from the front, the eye is at a Scheimpflug camera lit from the front with the slit image and the illuminated eye is recorded laterally.

Gemäß der Scheimpflug-Bedingung erfolgt eine scharfe Abbildung nur dann, wenn die Bild-, Objektiv- und Schärfeebene entweder parallel zueinander liegen (einfache Fotokamera) oder aber sich in einer gemeinsamen Schnittgeraden schneiden.According to the Scheimpflug condition takes a sharp picture only if the image, lens and sharpness plane either parallel lie to each other (simple camera) or in one cut common cutting line.

Da bei einer Beleuchtung des Auges mit der Spaltabbildung von vorn und seitlich aufgenommen Abbildern des beleuchteten Auges liegen Bild-, Objektiv- und Schärfeebene nicht parallel zueinander, so dass eine in allen Bereichen scharfe Abbildung des beleuchteten Auges nur dann realisiert werden kann, wenn die Filmebene entsprechend der Scheimpflug-Bedingung verkippt wird, so dass sich Bild-, Objektiv- und Schärfeebene in einer gemeinsamen Schnittgeraden schneiden.There with an illumination of the eye with the gap image from the front and laterally recorded images of the illuminated eye lie Image, lens and focal plane not parallel to each other, so that one in all areas sharp picture of the lit. Eye can only be realized if the film level accordingly the Scheimpflug condition is tilted so that image, lens and intersect sharpness plane in a common cut line.

Nach dem bekannten Stand der Technik sind zur Augenuntersuchung mittels einer Scheimpflug-Kamera oder einer Spaltlampe zahlreiche Lösungen bekannt.To the prior art are for eye examination by means of a Scheimpflug camera or a slit lamp numerous solutions known.

In EP 1 430 829 B1 wird eine ophthalmologische Messvorrichtung beschrieben, welche mittels eines Lichtprojektors ein Strahlenbündel (z. B. in Form eines Lichtspaltes) durch die Hornhaut eines Auges projiziert. Die beschriebene Vorrichtung erfasst jeweils zusätzlich zum in Scheimpflug-Anordnung erfassten Querschnittsabbild des beleuchteten Querschnittsteils ein Ansichtabbild des Auges, das ein Abbild des beleuchteten Querschnittsteils umfasst. Auf der Basis des Ansichtabbilds bestimmt die Vorrichtung die relative Position des gespeicherten Querschnittsabbilds zum Auge und ermöglicht dadurch eine zusammenhängende (z. B. topografische) Untersuchung der Hornhaut bzw. des gesamten Auges, wobei Relativbewegungen des Auges zur Vorrichtung berücksichtigt werden.In EP 1 430 829 B1 An ophthalmological measuring device is described which projects a beam of light (eg in the form of a light slit) through the cornea of an eye by means of a light projector. The device described captures, in addition to the cross-sectional image of the illuminated cross-sectional part detected in Scheimpflug arrangement, a view image of the eye which comprises an image of the illuminated cross-sectional part. Based on the view image, the device determines the relative position of the stored cross-sectional image to the eye, thereby enabling a contiguous (eg, topographic) examination of the cornea or the entire eye, taking into account relative movements of the eye to the device.

Die Vorrichtung nach EP 1 430 829 B1 ermöglicht die Erfassung von Messdaten für die Bestimmung geometrischer Augenparameter wie Hornhaut-Topografie oder Hornhautdicke. Das beschriebene Messsystem liefert jedoch keine ausreichenden Daten für die Bestimmung von optischen Eigenschaften des Auges, insbesondere von optischen Eigenschaften der Augenlinse.The device after EP 1 430 829 B1 enables the acquisition of measurement data for the determination of geometric eye parameters such as corneal topography or corneal thickness. However, the measuring system described does not provide sufficient data for the determination of optical properties of the eye, in particular optical properties of the eye lens.

In der Patentschrift US 5,512,965 wird eine modifizierte Spaltlampe beschrieben, mit welcher ein dreidimensionaler Ausdruck der Hornhautoberfläche und der jeweiligen lokalen Hornhautdicke erzeugt werden kann. Die beschriebene Lösung umfasst eine modifizierte Spaltlampe, deren Projektionsschlitz zur Verbesserung der Tiefenschärfe gebogen ist und von einem Steuermechanismus über das Auge bewegt wird. Von einer Fernsehkamera mit dazugehörender Steuereinheit werden die aufgenommenen Fernsehbilder ausgewählt und quantifiziert.In the patent US 5,512,965 describes a modified slit lamp with which a three-dimensional expression of the corneal surface and the respective local corneal thickness can be generated. The solution described comprises a modified slit lamp whose projection slit is curved to improve the depth of field and is moved by a control mechanism over the eye. From a television camera with associated control unit, the recorded television images are selected and quantified.

Da die Brechung der in die Hornhaut einfallenden Strahlen der Lichtschnitte bekannterweise von der lokalen Oberflächenneigung der Hornhaut abhängt, muss bei der beschriebenen Lösung zur Bestimmung der Hornhautdicke die Neigung der Hornhaut mit einem zusätzlichen Messaufwand gemessen werden.There the refraction of the rays of the light cuts entering the cornea known to depend on the local surface tilt of the cornea, must in the described solution to determine the corneal thickness the inclination of the cornea with an additional measurement effort be measured.

Das Verfahren erfordert zudem bei jeder Messung eine aufwendige Kalibrierung, da sich der Beleuchtungswinkel, der Beobachtungswinkel sowie der Objektabstand dauernd ändern. Bedingt durch den hohen gerätetechnischen Aufwand kann die Lösung nicht bei liegenden Patienten, beispielsweise im Operationssaal, eingesetzt werden.The method also requires a complex calibration for each measurement, since the illumination angle, the observation angle and the object distance change constantly. Due to the high equipment complexity, the Lö should not be used on lying patients, for example in the operating room.

Eine Anordnung zur Erzeugung von Schnittbildern in transparenten Medien ist in der Schrift DE 101 55 464 A1 beschrieben, wobei die Parameter des Schnitt bündels variabel sind, insbesondere hinsichtlich Einfallswinkel, Abmessungen, Intensität und spektraler Zusammensetzung. Aus der Form, Lage und Intensität des Streulichtes des so erzeugten Schnittbildes können Rückschlüsse auf das zu untersuchende Objekt gewonnen werden.An arrangement for generating sectional images in transparent media is in the document DE 101 55 464 A1 described, wherein the parameters of the cut bundle are variable, in particular with respect to angle of incidence, dimensions, intensity and spectral composition. From the shape, position and intensity of the scattered light of the cross-sectional image thus generated conclusions can be obtained on the object to be examined.

Die zu lösende Aufgabe bestand hierbei darin, die für eine hohe optische Detailauflösung innerhalb des optischen Schnittes erforderlichen variablen und möglichst geringen Spaltbreiten bei einer hohen Reproduzierbarkeit zu realisieren.The to be solved task here was the for a high optical detail resolution within the optical Cut required variable and minimize Gap widths to realize at a high reproducibility.

Da es sich bei der Spaltbildprojektion um eine optische Abbildung mit physikalisch begrenzter Schärfentiefe handelt, muss die Abbildung immer streng auf den Ort der Untersuchung fokussiert werden. Ein in der gesamten Ausdehnung des menschlichen Auges scharfes Schnittbündel lässt sich mit den bisher genannten Lösungen nicht erzielen. Eine Verbesserung der Verhältnisse kann zwar mit einer Anordnung nach dem Scheimpflug-Prinzip erreicht werden, jedoch ist der technische Aufwand dafür entsprechend größer.There it is in the slit image projection with an optical image with physically limited depth of field, the Figure always be strictly focused on the location of the investigation. A sharp bundle of cuts throughout the entire human eye can not be with the previously mentioned solutions achieve. An improvement of the conditions can indeed be achieved with an arrangement according to the Scheimpflug principle, However, the technical complexity is correspondingly larger.

In den Patentschriften US 5,404,884 ; US 5,139,022 und US 6,275,718 sind Verfahren und Anordnungen zur Beleuchtung der vorderen Augensegmente beschrieben, bei denen als Lichtquelle ein planar konfigurierter Laser verwendet wird. Nachteilig bei diesen Lösungen sind jedoch unter Umständen die eingeschränkte Variabilität der Spaltabmessungen, die verwendete Wellenlänge der Laserquellen und die fehlende Möglichkeit zur Erzeugung von Mehrfachspaltprojektionen. Die beschriebenen Anordnungen sind keine Spaltlampengeräte, die im normalen Diagnosebetrieb genutzt werden. Weiterhin hat das Aufnahmesystem für das Streulicht vom Auge eine physikalisch begrenzte Schärfentiefe, die den Ausdehnungsbereich des scharfen Laser-Schnittbildes nicht vollständig erfassen kann.In the patents US 5,404,884 ; US 5,139,022 and US 6,275,718 Methods and arrangements for illuminating the anterior eye segments are described in which a planar configured laser is used as the light source. Disadvantages of these solutions, however, may be the limited variability of the gap dimensions, the wavelength of the laser sources used, and the inability to produce multiple slit projections. The arrangements described are not slit lamp devices that are used in normal diagnostic operation. Furthermore, the eye scattered light pickup system has a physically limited depth of field that can not fully detect the extension range of the sharp laser cut image.

Die nach dem Stand der Technik bekannten technischen Lösungen haben den Nachteil, dass zur Beleuchtung in großem Maße Lichtanteile verwendet wer den, die nicht oder nur ineffizient detektiert werden können. Auf Grund von Mehrfachstreuungen und -reflexionen an verschiedenen Strukturen und Flächen des Auges ist weiterhin der Anteil von Störlicht problematisch. Dieses Störlicht führt außer zu einer unnötig hohen Lichtbelastung des Patienten zu schlechten Signalverhältnissen und reduzierter Ortsauflösung, was die Detektion und insbesondere auch die Auswertung erschwert.The According to the prior art known technical solutions have the disadvantage that for lighting to a large extent Light components used who the who not or only inefficiently detected can be. Due to multiple scatters and reflections on different structures and areas of the eye is still on the proportion of stray light problematic. This stray light leads except to an unnecessarily high light load the patient to poor signal conditions and reduced Spatial resolution, what the detection and especially the Evaluation difficult.

Ein Augenfotografiergerät mit einer Korrektureinrichtung zum korrigieren der Bilddichte der zu speichernden bzw. anzuzeigenden Bilder eines Auges wird in der DE 42 21 038 A1 beschrieben. Dabei sollen Bilder gleicher Bilddichte, und zwar unabhängig von der Menge des von der Aufnahmelichtquelle ausgesandten Lichtes erzeugt werden. Dazu wird das Licht der Aufnahmelichtquelle detektiert und die Dichte der gespeicherten Bilddaten zur Aufrechterhaltung einer konstanten Bilddichte entsprechend korrigiert, wobei die Korrektur durch Vergleich mit Referenzdaten erfolgt. Um zu gewährleisten, dass ausschließlich das von den Augesegmenten gestreute Licht auf den Bildsensor fällt, verfügt die Anordnung über einen Polarisationsfilter sowie einen Polarisationsstrahlenteiler, die den Einfall des Beleuchtungslichts auf den Bildsensor verhindern sollen.An eye photographing apparatus having a correcting device for correcting the image density of the images to be stored or displayed of an eye is disclosed in US Pat DE 42 21 038 A1 described. In this case, images of the same image density, regardless of the amount of light emitted by the recording light source to be generated. For this purpose, the light of the recording light source is detected and the density of the stored image data is corrected correspondingly to maintain a constant image density, the correction taking place by comparison with reference data. In order to ensure that only the light scattered by the eye segments falls on the image sensor, the arrangement has a polarizing filter and a polarization beam splitter to prevent the incidence of the illumination light on the image sensor.

Die in der US 4,711,541 A beschriebene Spaltlampe besteht neben einem Spaltlicht-Projekttor und einem Augenmikroskop zur Beobachtung der beleuchteten Augensegmente aus einem optischen Aufnahmegerät zur Aufnahme der mit dem Spalt beleuchteten Augenabschnitte. Im Weiteren wird hierbei davon ausgegangen, dass der direkte Korneareflex (Oberfläche) bei polarisierter Beleuchtung weiter polarisiert bleibt und sich so vom unpolarisierten Licht, das von der Retina (unter kleinen Winkeln) rückgestreut wird, unterscheidet. Deshalb werden die Analysatoren zur Selektion des reflektierten Lichtes aus den Bereichen ”Kornes” oder ”Retina” benutzt. Von einer polarisationsunabhängige Rückstreuung kann allerdings nur für kleine Winkel ausgegangen werden. Die beschriebene Anordnung stellt somit weder eine breit einsetzbare Lösung dar, noch können damit Spaltbilder transparenter Medien, insbesondere im Auge für die Aufnahme bzw. Auswertung optimiert werden.The in the US 4,711,541 A described slit lamp is next to a slit light projector and an ophthalmic microscope to observe the illuminated eye segments of an optical recording device for receiving the illuminated with the gap eye sections. In addition, it is assumed that the direct corneal reflex (surface) remains polarized in polarized illumination and differs from unpolarized light, which is backscattered from the retina (at small angles). Therefore, the analyzers are used to select the reflected light from the "grain" or "retina" areas. Polarization-independent backscatter can only be assumed for small angles. The arrangement described thus does not constitute a solution which can be used widely, nor can it be used to optimize slit images of transparent media, in particular in the eye for recording or evaluation.

Literatur:Literature:

[1] Sentenac, A .; Guérin, C.-A .; Chaumet, PC et al; "Influence of multiple scattering on the resolution of an imaging system: a Cramer-Rao analysis"; Optics Express, Vol. 15 Issue 3, pp. 1340-1347 (2007)
[2] Guillaumée, M .; Liley, M .; Pugin, R .; Stanley, RP; "Scattering of light by a single layer of randomly packed microspheres giving color effects in transmission"; Opt. Express 16, 1440-1447 (2008)

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Aufnahme und Auswertung von Spaltbildern bei der Untersuchung optisch transparenter Medien, insbesondere im Auge dahingehend zu verbessern, dass das Signalverhältnis optimiert und dadurch die Lichtbelastung der Probe und insbesondere des Auges wesentlich verringert wird.Of the present invention, the object is the inclusion and Evaluation of slit images in the investigation of optically transparent media, especially in the eye to improve the signal ratio optimizes and thereby the light load of the sample and in particular of the eye is significantly reduced.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.According to the invention the object is solved by the features of the independent claims. Preferred developments and refinements are the subject of the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Anordnung zur Aufnahme und Auswertung von Spaltbildern überwiegend transparenter Medien insbesondere im Auge besteht aus einem Beleuchtungsstrahlengang mit einer Beleuchtungsquelle zur Erzeugung einer Spaltbeleuchtung und einem Auswertungsstrahlengang mit einer Detektionseinrichtung, sowie einer Steuer- und Auswerteeinheit, die sowohl Verbindungen zur Beleuchtungsquelle, als auch zur Detektionseinrichtung aufweist.The Inventive arrangement for recording and evaluation of slit images of predominantly transparent media in particular in the eye consists of an illumination beam path with a source of illumination for generating a slit illumination and an evaluation beam with a detection device, as well as a control and evaluation unit, the both connections to the illumination source, as well as to the detection device having.

Zur Erzielung einer möglichst effizienten Streuung des Beleuchtungslichtes an den abzubildenden Strukturen in Richtung der Detektionseinrichtung sind im Beleuchtungsstrahlengang und/oder im Auswertungsstrahlengang Mittel zur Optimierung der Streuungsverhältnisse vorhanden, wobei diese Mittel über eine Vorrichtung zur Veränderung der Beleuchtungsverhältnisse bzw. Selektion der Detektionsverhältnisse verfügen. Dabei können die vorhandenen Mittel zur Optimierung der Streuungsverhältnisse das Beleuchtungslicht bzw. die Streulichtanteile hinsichtlich dessen Polarisationszustand und/oder Wellenlänge Variieren bzw. Selektieren.to Achieving the most efficient possible scattering of the illumination light at the structures to be imaged in the direction of the detection device are in the illumination beam path and / or in the evaluation beam path Means for optimizing the scattering conditions available, these means have a device for change the lighting conditions or selection of the detection conditions feature. In doing so, the existing funds to optimize the scattering conditions the illumination light or the scattered light components with regard to its polarization state and / or wavelength Varying or selecting.

Die erfindungsgemäße technische Lösung zur Aufnahme und Auswertung von Spaltbildern ist zur Untersuchung optisch, überwiegend transparenter Medien vorgesehen. Eine spezielle Anwendung stellt dabei die Aufnahme und Auswertung von Spaltbildern optisch transparenter Medien im Auge dar. Hierbei ist die Lösung sowohl für Spaltlampen als auch für Scheimpflug-Kameras geeignet.The inventive technical solution for Recording and evaluation of slit images is optical, predominantly for examination transparent media provided. A special application provides while the recording and evaluation of slit images optically transparent This is the solution for both Slit lamps as well as Scheimpflug cameras.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben.The Invention will be described below with reference to embodiments described in more detail.

Die erfindungsgemäße Anordnung zur Aufnahme und Auswertung von Spaltbildern überwiegend transparenter Medien insbesondere im Auge besteht mindestens aus einem Beleuchtungsstrahlengang mit einer Beleuchtungsquelle zur Erzeugung einer Spaltbeleuchtung und einem Auswertungsstrahlengang mit einer Detektionseinrichtung, sowie einer Steuer- und Auswerteeinheit, die sowohl Verbindungen zur Beleuchtungsquelle, als auch zur Detektionseinrichtung aufweist.The Inventive arrangement for recording and evaluation of slit images of predominantly transparent media in particular in the eye consists of at least one illumination beam path an illumination source for generating a slit illumination and an evaluation beam with a detection device, as well as a Control and evaluation unit, which both connections to the illumination source, as well as to the detection device.

Zur Erzielung einer effizienten Streuung des Beleuchtungslichtes an den abzubildenden Strukturen in Richtung der Detektionseinrichtung sind im Beleuchtungsstrahlengang und/oder im Auswertungsstrahlengang Mittel zur Optimierung der Streuungsverhältnisse vorhanden, die über eine Vorrichtung zur Veränderung der Beleuchtungsverhältnisse verfügen.to Achieve efficient scattering of the illumination light the structures to be imaged in the direction of the detection device are in the illumination beam path and / or in the evaluation beam path Means for optimizing the scattering conditions available, which has a device for changing the Have lighting conditions.

Hierbei ist unter Optimierung der Streuungsverhältnisse sowohl die Beeinflussung der Streuung an den streuenden Strukturen, als auch die Übertragung der zu optimierenden Streusignale bis zum Detektor zu verstehen.in this connection is under optimization of the dispersion ratios both the influence of the scattering on the scattering structures, as also the transmission of the stray signals to be optimized to understand the detector.

Als Mittel zur Optimierung der Streuungsverhältnisse im Beleuchtungsstrahlengang kann sowohl eine Polarisationseinheit zur Veränderung des Polarisationszustandes, als auch eine Vorrichtung zur Veränderung der Wellenlänge des Beleuchtungslichtes vorhanden sein, die wahlweise einzeln oder zusammen verwendet werden. Es ist aber auch möglich, dass die im Beleuchtungsstrahlengang vorhandene Beleuchtungsquelle selbst Beleuchtungslicht mit unterschiedlichen, einstellbaren Polarisationszuständen oder Beleuchtungslicht mit breitbandiger oder unterschiedlichen, einstellbaren Wellenlängen ausstrahlt.When Means for optimizing the scattering ratios in the illumination beam path can both a polarization unit to change the Polarization state, as well as a device for change the wavelength of the illumination light be present which can be used individually or together. But it is also possible that the existing in the illumination beam path Illumination source itself illumination light with different, adjustable polarization states or illumination light with broadband or different, adjustable wavelengths.

Als Mittel zur Optimierung der Streuungsverhältnisse im Auswertungsstrahlengang kann sowohl ein Analysator, zur Unterdrückung ein- oder mehrfach gestreuter Lichtanteile und/oder ein wellenlängenselektives Filter, zur Unterdrückung von Störlicht vorhanden sein, die über Vorrichtung zur gezielten Selektion der zu detektierenden Lichtanteile verfügen.When Means for optimizing the scattering ratios in the evaluation beam path can be both an analyzer, for suppression on or multiply scattered light components and / or a wavelength-selective Filter, for the suppression of stray light available be, via the device for selective selection of have to be detected light components.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung werden als Mittel zur Optimierung der Streuungsverhältnisse eine breitbandig abstrahlende Beleuchtungsquelle mit einem im Auswertungsstrahlengang angeordneten wellenlängenselektiven Filter kombiniert. Dadurch kann Störlicht und insbesondere Umgebungslicht effektiv unterdrückt werden. Zur effektiven Unterdrückung von Umgebungslicht können wellenlängenselektive Filter auch mit anderen Kombinationen von Mitteln zur Optimierung der Streuungsverhältnisse kombiniert werden.In a particularly advantageous embodiment are used as a means for Optimization of the dispersion ratios a broadband radiating illumination source with a in the evaluation beam path arranged wavelength-selective filter combined. This allows stray light and in particular ambient light be effectively suppressed. For effective suppression Ambient light can be wavelength selective Filter also with other combinations of optimization means the scattering ratios are combined.

Aus der Literatur ist bekannt, dass mehrfach gestreutes Licht die Ortsauflösung eines abbildenden Systems verringern kann [1] und dass die Streuung an und Transmission durch bestimmte, aber immer noch zufällig angeordnete, streuende Strukturen und Partikel winkel- und wellenlängenabhängig sind [2].Out The literature is known that multiply scattered light, the spatial resolution of an imaging system can decrease [1] and that the scattering and transmission through certain, but still random arranged, scattering structures and particles depending on angle and wavelength are [2].

Somit können durch Auswahl einer oder mehrerer bestimmter Wellenlängen die Streuungsverhältnisse dahingehend optimiert werden, dass eine effizientere Streuung des Beleuchtungslichtes an den abzubildenden Strukturen in Richtung der Detektionseinrichtung erfolgt. Umgekehrt ist es natürlich auch möglich durch die Auswahl ein oder mehrerer bestimmter Wellenlängen die Streuungsverhältnisse dahingehend zu optimieren, dass keine effiziente Streuung des Beleuchtungslichtes an den abzubildenden Strukturen in Richtung der Detektionseinrichtung erfolgt.Consequently can by selecting one or more specific wavelengths the scattering conditions are optimized to that a more efficient scattering of the illumination light to be imaged Structures in the direction of the detection device takes place. Vice versa Of course it is also possible through the selection one or more specific wavelengths the scattering ratios to that effect to optimize that no efficient scattering of the illumination light at the structures to be imaged in the direction of the detection device he follows.

Bei Anwendung der Polarisationseinheit zur Optimierung der Streuverhältnisse am vorderen Abschnitt des Auges ist zu beachten, dass bekanntermaßen die Hornhautdoppelbrechung den Polarisationszustand des einfallenden Lichtes prinzipiell verändern kann. Da die doppelbrechenden Strukturen im Allgemeinen aber radialsymmetrisch zum Apex der Hornhaut orientiert sind, bleibt der Polarisationszustand von im Bezug zur Hornhautfläche einfallendem s- oder p-polarisiertem Licht aber überwiegend erhalten.at Application of the polarization unit to optimize the scattering conditions It should be noted at the front of the eye that it is known the corneal birefringence the polarization state of the incident In principle, light can change. Because the birefringent Structures generally but radially symmetric to the apex of the cornea are oriented, the polarization state remains in relation to Corneal surface of incident s- or p-polarized light but mostly preserved.

In Abhängigkeit der zu lösenden Aufgabe wird der Polarisationszustand der Spaltbeleuchtung von der im Beleuchtungsstrahlengang vorhandenen Polarisationseinheit so verändert, dass entweder eine maximale oder eine minimale Streuung des Beleuchtungslichtes an den abzubildenden Strukturen in Richtung der Detektionseinrichtung erfolgt.In Dependence of the task to be solved becomes the Polarization state of the slit illumination of the illumination beam path existing polarization unit changed so that either a maximum or minimum scattering of the illumination light the structures to be imaged in the direction of the detection device he follows.

Zur Detektion einzelnen Grenzschichten und Strukturen der überwiegend transparenten Medien mit möglichst guter Ortsauflösung ist es wünschenswert, dass nur das Beleuchtungslicht auf die Detektoreinrichtung fällt, welches nur direkt an den abzubildenden Strukturen und somit einfach gestreut wird.to Detection of individual boundary layers and structures of predominantly transparent media with the best possible spatial resolution It is desirable that only the illumination light on the detector device falls, which only directly to the structures to be imaged and thus easily scattered.

Um eine maximale (Einfach-)Streuung in Richtung der Detektionseinrichtung zu erreichen, wird der Polarisationszustand der Spaltbeleuchtung von der Polarisationseinheit bevorzugt so eingestellt, dass das E-Feld des Beleuchtungslichtes parallel zur Ebene des Spaltes schwingt, insbesondere im Bereich der ab zubildenden Zone. Dabei ist der Polarisationszustand insbesondere dort zu optimieren, wo die zu beobachtenden Streuung erfolgt.Around a maximum (single) scattering in the direction of the detection device to reach, the polarization state of the slit illumination of the polarization unit preferably adjusted so that the E-field of the illumination light oscillates parallel to the plane of the gap, especially in the area of the zone to be covered. Here is the polarization state in particular to optimize where the observed scattering he follows.

Es kann auch vorteilhaft sein ausschließlich oder überwiegend nur das Beleuchtungslicht auf die Detektoreinrichtung fallen zu lassen, welches nicht direkt an den abzubildenden Strukturen, sondern mehrfach gestreut wurde. Die Stärke und Richtung des mehrfach gestreuten Lichtanteils, insbesondere im Verhältnis zum einfach gestreuten Lichtanteil und in Abhängigkeit von der Wellenlänge, hängt wesentlich von Art, Abstand und Orientierung der streuenden Partikel oder Strukturen ab und ist deshalb geeignet Zusatzinformationen über die streuenden Partikel oder Strukturen, sowie ihrer Abstände und Orientierung zu gewinnen. Dies ist beispielsweise der Literatur [2] zu entnehmen.It may also be beneficial exclusively or predominantly only the illumination light on the detector device to fall which is not directly to the structures to be imaged, but several times was scattered. The strength and direction of the multiply scattered Light component, especially in relation to the simply scattered Proportion of light and depending on the wavelength, depends essentially on the type, distance and orientation of the scattering particles or structures and is therefore suitable Additional information about the scattering particles or structures, as well as their distances and orientation. This For example, see the literature [2].

Da in diesem Fall die (Einfach-)Streuung in Richtung der Detektionseinrichtung zu minimieren ist, wird der Polarisationszustand der Spaltbeleuchtung von der Polarisationseinheit so eingestellt, dass das E-Feld des Beleuchtungslichtes im Bereich der streuenden Strukturen überwiegend in Richtung der Detektionseinrichtung schwingt, insbesondere senkrecht zur Spaltebene schwingt.There in this case, the (single) scattering in the direction of the detection device is to be minimized becomes the polarization state of the slit illumination from the polarization unit adjusted so that the E-field of the Illumination light in the area of the scattering structures predominantly in the direction of the detection device oscillates, in particular perpendicular vibrates to the cleavage plane.

Die stärkste Polarisationsabhängigkeit der Streuung wird unter 90° zur Ausbreitungsrichtung des Lichtes erzielt, weshalb dies eine bevorzugte Detektionsrichtung ist.The strongest polarization dependence of the scattering is achieved at 90 ° to the propagation direction of the light, why this is a preferred detection direction.

In Ergänzung zur Optimierung der Streuung in Richtung der Detektionseinrichtung ist es vorteilhaft im Auswertungsstrahlengang vor der Detektionseinrichtung einen entsprechenden Analysator, zur Unterdrückung einfach- bzw. mehrfach gestreuter Lichtanteile anzuordnen. Dadurch wird eine noch bessere Optimierung erreicht.In Supplement to optimize the dispersion in the direction of Detection device, it is advantageous in the evaluation beam path before the detection device, a corresponding analyzer, for Suppression of single or multiply scattered light components to arrange. This achieves even better optimization.

Vorzugsweise kann die Einstellung des im Auswertungsstrahlengang vor der Detektionseinrichtung angeordneten Analysators entsprechend der Messaufgabe verändert werden.Preferably can the setting of the evaluation beam in front of the detection device arranged analyzer according to the measuring task changed become.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung findet die erfindungsgemäße Anordnung zur optimierten Aufnahme und Auswertung von Spaltbildern überwiegend transparenter Medien insbesondere im Auge in einer Scheimpflug-Kamera Verwendung. Neben den zuvor genannten Merkmalen verfügt die Scheimpflug-Kamera zusätzlich über eine Dokumentationseinrichtung mit einer automatisierten Bildauswertung zur Gewinnung von Messwerten vom Untersuchungsobjekt.In a particularly advantageous embodiment of the invention finds Arrangement for optimized recording and evaluation of slit images predominantly transparent media especially in the eye in a Scheimpflug camera Use. In addition to the aforementioned features features the Scheimpflug camera additionally via a documentation device with an automated image analysis to obtain measured values from the examination object.

Dabei ist die im Beleuchtungsstrahlengang angeordnete Polarisationseinheit bzw. die Beleuchtungslicht mit unterschiedlichen, einstellbaren Polarisationszuständen ausstrahlende Beleuchtungsquelle so ausgebildet, dass die Orientierung des E-Feldes des Beleuchtungslichtes auch bei veränderter Ausrichtung der Spaltbeleuchtung oder rotierender Spaltbeleuchtung erhalten bleibt.there is the polarization unit arranged in the illumination beam path or the illumination light with different, adjustable Polarization states radiating illumination source so formed that the orientation of the E-field of the illumination light even with changed orientation of the slit illumination or rotating slit illumination is maintained.

Bei einer Scheimpflug-Kamera kann das Beleuchtungslicht für die Spaltprojektion vorzugsweise eine s-Polarisation aufweisen. Dies gilt jedoch nur, wenn der Spalt nicht zu breit ist. Dies hat den Vorteil, dass die s-Polarisation nahezu unproblematisch ist.at a Scheimpflug camera can use the illumination light for the slit projection preferably has an s-polarization. However, this only applies if the gap is not too wide. this has the advantage that the s-polarization is almost unproblematic.

Für den Fall, dass die Ränder des Lichtspaltes unscharf abgebildet werden, könnte die Polarisation räumlich und/oder zeitlich variiert werden.For the case that the edges of the light gap are out of focus polarization could be spatial and / or be varied over time.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung findet die Anordnung zur optimierten Aufnahme und Auswertung von Spaltbildern überwiegend transparenter Medien insbesondere im Auge in einer Spaltlampe Verwendung.In a further advantageous embodiment is the arrangement for optimized recording and evaluation of slit images predominantly transparent media especially in the eye in a slit lamp use.

Neben den zuvor genannten Merkmalen verfügt die Spaltlampe zusätzlich über einen Beobachtungsstrahlengang mit einer optischen Beobachtungseinheit, wobei der Beobachtungsstrahlengang mit dem Auswertungsstrahlengang zusammenfällt. Dabei verfügt die Spaltlampe ebenfalls über eine Dokumentati onseinrichtung mit einer automatisierten Bildauswertung zur Gewinnung von Messwerten vom Untersuchungsobjekt.In addition to the aforementioned features, the slit lamp additionally has an observation beam path with an optical observation unit, wherein the observation beam path coincides with the evaluation beam path. The slit lamp also has a Do Documentation device with an automated image analysis for obtaining measured values of the examination object.

Um auch bei einer Spaltlampe den Effekt einer effizienten Streuung des Beleuchtungslichtes an den abzubildenden Strukturen in Richtung der Detektionseinrichtung bzw. der Beobachtungseinheit, durch Verwendung der im Beleuchtungsstrahlengang vor der Beleuchtungsquelle angeordneten Polarisationseinheit zu erreichen, ist es günstig, dass der Winkel zwischen Beleuchtungsstrahlengang und Auswertungs- bzw. Beobachtungsstrahlengang genügend groß ist und im Idealfall 90° beträgt. Dabei sollte der polarisationsabhängige Anteil I_e der Einfachstreuung, der ähnlich wie die Dipolcharakteristik mit Ie~sin2(β),beschrieben wird, zur Realisierung eines gut messbaren Kontrastes > 10% sein, wobei β der Winkel zwischen Ausbreitungs- und Detektionsrichtung ist. Im Einzelfall kann diese Abhängigkeit zwar noch durch die Charakteristika der streuenden Strukturen modifiziert sein (Partikelgröße und -abstand sowie Vorzugsorientierung), gilt aber überwiegend fort. Soll also beispielsweise ein polarisationsabhängiger Anteil der Einfachstreuung von > 20% erzielt werden, beispielsweise zur Gewinnung eines Mehrfachstreuungskontrastes, so wäre ein Winkel von 26°...54° zu wählen. Für eine Effizienzsteigerung durch Nutzung, beispielsweise eines > 50% polarisationsabhängigen Streuanteils, wären Winkel zwischen 45°...135° zu wählen.In order to achieve the effect of efficient scattering of the illumination light on the structures to be imaged in the direction of the detection device or the observation unit by using the polarization unit arranged in front of the illumination source in the illumination beam path, it is favorable that the angle between the illumination beam path and the evaluation Observation beam is sufficiently large and is ideally 90 °. In this case, the polarization-dependent component I _{e of} the single scattering should be similar to the dipole characteristic I e ~ sin 2 (Β), to realize a well measurable contrast be> 10%, where β is the angle between the propagation and detection direction. In individual cases, this dependence may still be modified by the characteristics of the scattering structures (particle size and distance as well as preferential orientation), but it is predominantly continued. If, for example, a polarization-dependent proportion of the single scattering of> 20% is to be achieved, for example to obtain a multiple-scattering contrast, an angle of 26 ° to 54 ° should be selected. For an increase in efficiency by use, for example, a> 50% polarization-dependent Streuanteils, angles between 45 ° ... 135 ° should be selected.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Aufnahme und Auswertung von Spaltbildern überwiegend transparenter Medien, insbesondere im Auge werden die transparenten Medien bzw. Augen über einen Beleuchtungsstrahlengang mit einer Beleuchtungsquelle zur Erzeugung einer Spaltbeleuchtung beleuchtet und die so erzeugten Streubilder über einen Auswertungsstrahlengang mit einer Detektionseinrichtung aufgenommen und von einer Steuer- und Auswerte einheit, die sowohl Verbindungen zur Beleuchtungsquelle, als auch zur Detektionseinrichtung aufweist, ausgewertet.at the inventive method for receiving and Evaluation of slit images of predominantly transparent media, especially in the eye, the transparent media or eyes are over a lighting beam path with a lighting source for Generation of a slit lighting illuminated and thus generated Spreading images via an evaluation beam path with a Detection device recorded and from a control and evaluation unit, the both connections to the illumination source, as well as to the detection device has evaluated.

Von den im Beleuchtungsstrahlengang und/oder im Auswertungsstrahlengang angeordneten Mitteln zur Optimierung der Streuungsverhältnisse werden die Streuverhältnisse dahingehend optimiert, dass eine effiziente Streuung des Beleuchtungslichtes an den abzubildenden Strukturen in Richtung der Detektionseinrichtung erfolgt.From in the illumination beam path and / or in the evaluation beam path arranged means for optimizing the scattering ratios the scattering conditions are optimized so that efficient scattering of the illumination light on the images to be imaged Structures in the direction of the detection device takes place.

Zur Optimierung der Streuungsverhältnisse kann sowohl eine Polarisationseinheit zur Veränderung des Polarisationszustandes, als auch eine Vorrichtung zur Veränderung der Wellenlänge des Beleuchtungslichtes, die wahlweise einzeln oder zusammen verwendet werden. Es ist aber auch möglich, dass die im Beleuchtungsstrahlengang vorhandene Beleuchtungsquelle selbst Beleuchtungslicht mit unterschiedlichen, einstellbaren Polarisationszuständen, breitbandiges oder Beleuchtungslicht mit unterschiedlichen, einstellbaren Wellenlängen ausstrahlt.to Optimization of the scattering conditions can be both a Polarization unit for changing the polarization state, as well as a device for changing the wavelength of illumination light, which may be used individually or together become. But it is also possible that in the illumination beam path existing illumination source itself illumination light with different, adjustable polarization states, broadband or Illuminating light with different, adjustable wavelengths radiates.

Zur Optimierung der Streuungsverhältnisse im Auswertungsstrahlengang kann sowohl ein Analysator, zur Unterdrückung ein- oder mehrfach gestreuter Lichtanteile und/oder ein wellenlängenselektives Filter, zur Unterdrückung von Störlicht vorhanden sein, die über Vorrichtung zur gezielten Selektion der zu detektierenden Lichtanteile verfügen.to Optimization of the scattering ratios in the evaluation beam path can be both an analyzer, for suppression on or multiply scattered light components and / or a wavelength-selective filter, be present for the suppression of stray light, the device for targeted selection of the detected Have light components.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung werden als Mittel zur Optimierung der Streuungsverhältnisse eine breitbandig abstrahlende Beleuchtungsquelle mit einem im Auswertungsstrahlengang angeordneten wellenlängenselektiven Filter kombiniert. Dadurch kann Störlicht und insbesondere Umge bungslicht effektiv unterdrückt werden. Zur effektiven Unterdrückung von Umgebungslicht können wellenlängenselektive Filter auch mit anderen Kombinationen von Mitteln zur Optimierung der Streuungsverhältnisse kombiniert werden.In a particularly advantageous embodiment are used as a means for Optimization of the dispersion ratios a broadband radiating illumination source with a in the evaluation beam path arranged wavelength-selective filter combined. As a result, stray light and in particular ambient light can be used be effectively suppressed. For effective suppression Ambient light can be wavelength selective Filter also with other combinations of optimization means the scattering ratios are combined.

Bei Anwendung am vorderen Abschnitt des Auges kann bekanntermaßen die Hornhautdoppelbrechung den Polarisationszustand des einfallenden Lichtes prinzipiell verändern. Da die doppelbrechenden Strukturen im Allgemeinen aber radialsymmetrisch zum Apex der Hornhaut orientiert sind, bleibt der Polarisationszustand von einfallendem s- oder p-polarisiertem Licht aber überwiegend erhalten, kann aber auch durch Anpassung des Polarisationszustandes an andere Doppelbrechungsverhältnisse angepasst werden.When applied to the anterior portion of the eye, corneal birefringence is known to alter the polarization state of the incident light in principle. As the birefringent structures in general but radially symmet are oriented predominantly to the apex of the cornea, the polarization state of incident s- or p-polarized light but predominantly preserved, but can also be adapted by adjusting the polarization state to other birefringence ratios.

Zur Detektion der einzelnen Grenzschichten der transparenten Medien ist es wünschenswert, dass nur das Beleuchtungslicht auf die Detektoreinrichtung fällt, welches nur an den abzubildenden Strukturen und somit einfach gestreut wird.to Detection of the individual boundary layers of the transparent media It is desirable that only the illumination light on the detector device falls, which only on the structures to be imaged and thus is simply scattered.

Um eine maximale (Einfach-)Streuung in Richtung der Detektionseinrichtung zu erreichen, wird der Polarisationszustand der Spaltbeleuchtung von der Polarisationseinheit so eingestellt, dass das E-Feld des Beleuchtungslichtes zumindest am Ort der Streuung parallel zur Ebene des Spaltes schwingt, insbesondere im Bereich der abzubildenden Zone. Dabei ist der Polarisationszustand insbesondere dort zu optimieren, wo die zu beobachtenden Streuung erfolgt.Around a maximum (single) scattering in the direction of the detection device to reach, the polarization state of the slit illumination of The polarization unit is adjusted so that the E field of the illumination light vibrates parallel to the plane of the gap at least at the point of scattering, especially in the area of the zone to be imaged. Here is the polarization state in particular to optimize where the observed scattering he follows.

Es kann auch vorteilhaft sein ausschließlich oder überwiegend nur das Beleuchtungslicht auf die Detektoreinrichtung fallen zu lassen, welches nicht direkt an den abzubildenden Strukturen, sondern mehrfach gestreut wurde. Die Stärke und Richtung des mehrfach gestreuten Lichtanteils, insbesondere im Verhältnis zum einfach gestreuten Lichtanteil und in Abhängigkeit von der Wellenlänge, hängt wesentlich von der Art, Abstand und Orientierung der streuenden Partikel oder Strukturen ab und ist deshalb geeignet Zusatzinformationen über die streuenden Partikel oder Strukturen, sowie ihrer Abstände und Orientierung zu gewinnen. Da in diesem Fall die (Einfach-)Streuung in Richtung der Detektionseinrichtung zu minimieren ist, wird der Polarisationszustand der Spaltbeleuchtung von der Polarisationseinheit so eingestellt, dass das E-Feld des Beleuchtungslichtes zumindest überwiegend in Richtung der Detektionseinrichtung schwingt. Dabei ist der Polarisationszustand insbesondere dort zu optimieren, wo die zu beobachtenden Streuung erfolgt.It may also be beneficial exclusively or predominantly only the illumination light on the detector device to fall which is not directly to the structures to be imaged, but several times was scattered. The strength and direction of the multiply scattered Light component, especially in relation to the simply scattered Proportion of light and depending on the wavelength, depends essentially on the type, distance and orientation the scattering particles or structures and is therefore suitable Additional information about the scattering particles or structures, as well as their distances and orientation. Because in In this case, the (single) scattering in the direction of the detection device to is minimized, the polarization state of the slit illumination becomes from the polarization unit adjusted so that the E-field of the Illuminating light at least predominantly in the direction of Detection device oscillates. Here is the polarization state in particular to optimize where the observed scattering he follows.

In Ergänzung zur Optimierung der Streuung in Richtung der Detektionseinrichtung ist es vorteilhaft im Auswertungsstrahlengang vor der Detektionseinrichtung einen entsprechenden Analysator, zur Unterdrückung einfach- bzw. mehrfach gestreuter Lichtanteile und im Allgemeinen unpolarisiertem Umgebungslicht, anzuordnen. Dadurch wird eine noch bessere Optimierung erreicht.In Supplement to optimize the dispersion in the direction of Detection device, it is advantageous in the evaluation beam path before the detection device, a corresponding analyzer, for Suppression of single or multiply scattered light components and generally unpolarized ambient light. Thereby an even better optimization is achieved.

Eine mögliche Messaufgabe, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Polarisationseinheit und Analysator durchführbar wäre, ist die Vermessung der Doppelbrechung von Augenstrukturen, wie der Hornhaut oder der Kristalllinse.A possible measuring task with the inventive Device with polarization unit and analyzer feasible would be measuring the birefringence of eye structures, like the cornea or the crystalline lens.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens zur Aufnahme und Auswertung von Spaltbildern überwiegend transparenter Medien insbesondere im Auge findet zur Realisierung der zuvor beschriebenen Verfahrensschritte eine Scheimpflug-Kamera Verwendung. Zusätzlich werden in einem weiteren Verfahrensschritt von einer vorhandenen Dokumentationseinrichtung mit automatisierter Bildauswertung aus den Signalen der Detektoreinrichtung Messwerte vom Untersuchungsobjekt gewonnen.In a particularly advantageous embodiment of the method for recording and evaluation of slit images mostly transparent Media in particular eye finds for the realization of the previously described Procedural steps using a Scheimpflug camera. additionally be in a further process step of an existing Documentation device with automated image analysis off the signals of the detector device measured values of the examination object won.

Dabei wird von der im Beleuchtungsstrahlengang angeordneten Polarisationseinheit bzw. die, Beleuchtungslicht mit unterschiedlichen, einstellbaren Polarisationszuständen ausstrahlende Beleuchtungsquelle die Orientierung des E-Feldes des Beleuchtungslichtes auch bei veränderter Ausrichtung der Spaltbeleuchtung oder rotierender Spaltbeleuchtung beibehält.there is from the arranged in the illumination beam polarization unit or the, illumination light with different, adjustable Polarization conditions radiating illumination source the orientation of the E-field of the illumination light even when changed Alignment of slit illumination or rotating slit illumination maintains.

Für den Fall, dass die Ränder des Lichtspaltes unscharf abgebildet werden oder atypische Doppelbrechungsverhältnisse vorliegen (starke, ortsabhängige Doppelbrechung in der Hornhaut), könnte die Polarisation räumlich und/oder zeitlich variiert werden. Letzteres ist insbesondere relevant, wenn eine Vielzahl von Spaltaufnahmen in verschieden Richtungen erfolgen sollen, oder aber wenn ein Kontrast von Ein- und Mehrfachstreuung in kurzem Zeitabstand realisiert werden soll, beispielsweise um Bewegungsartefakte durch Patientenbewegung zu minimieren.For the case that the edges of the light gap are out of focus or atypical birefringence ratios are present (strong, location-dependent birefringence in the cornea), the polarization could be spatial and / or temporal be varied. The latter is particularly relevant when a Variety of gap recordings in different directions, or if a contrast of single and multiple scattering in a short time Time interval to be realized, for example, motion artifacts by minimizing patient movement.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens zur Aufnahme und Auswertung von Spaltbildern überwiegend transparenter Medien insbesondere im Auge findet zur Anwendung der zuvor beschriebenen Verfahrensschritte einer Spaltlampe Verwendung. Zusätzlich wird das Streulicht in einem weiteren Verfahrensschritt über einen vorhandenen Beobachtungsstrahlengang mit einer optischen Beobachtungseinheit den Augen des Betrachters zugeführt. Auch hier werden in einem weiteren Verfahrensschritt von einer vorhandenen Dokumentationseinrichtung mit automatisierter Bildauswertung aus den Signalen der Detektoreinrichtung Messwerte vom Untersuchungsobjekt gewonnen.In a further advantageous embodiment of the method for recording and evaluating slit images of predominantly transparent media, especially in the eye, use is made of the application of the previously described method steps of a slit lamp. In addition, the scattered light in one further process step via an existing observation beam with an optical observation unit fed to the eyes of the beholder. Here, too, in a further method step, measured values of the examination object are obtained from an existing documentation device with automated image evaluation from the signals of the detector device.

Um auch bei Verwendung einer Spaltlampe den Effekt einer effizienten Streuung des Beleuchtungslichtes an den abzubildenden Strukturen in Richtung der Detektionseinrichtung bzw. der Beobachtungseinheit, durch definierte Polarisation des Beleuchtungslichtes zu erreichen, ist es erforderlich, dass der Winkel zwischen Beleuchtungsstrahlengang und Auswertungs- bzw. Beobachtungsstrahlengang genügend groß ist und im Idealfall 90° beträgt. Dabei sollte der polarisationsabhängige Anteil I_e der Einfachstreuung, der ähnlich wie die Dipolcharakteristik mit Ie~sin2(β),beschrieben wird, zur Realisierung eines gut messbaren Kontrastes > 10% sein, wobei β der Winkel zwischen Ausbreitungs- und Detektionsrichtung ist. Im Einzelfall kann diese Abhängigkeit zwar noch durch die Charakteristika der streuenden Strukturen modifiziert sein (Partikelgröße und -abstand sowie Vorzugsorientierung), gilt aber überwiegend fort. Soll also beispielsweise ein polarisationsabhängiger Anteil der Einfachstreuung von > 20% erzielt werden, beispiels weise zur Gewinnung eines Mehrfachstreuungskontrastes, so wäre ein Winkel von 26°...154° zu wählen. Für eine Effizienzsteigerung durch Nutzung, beispielsweise eines > 50% polarisationsabhängigen Streuanteils, wären Winkel zwischen 45°...135° zu wählen.In order to achieve the effect of efficient scattering of the illumination light on the structures to be imaged in the direction of the detection device or the observation unit by defined polarization of the illumination light even when using a slit lamp, it is necessary that the angle between the illumination beam path and the evaluation or observation beam path sufficient is large and ideally 90 °. In this case, the polarization-dependent component I _{e of} the single scattering should be similar to the dipole characteristic I e ~ sin 2 (Β), to realize a well measurable contrast be> 10%, where β is the angle between the propagation and detection direction. In individual cases, this dependence may still be modified by the characteristics of the scattering structures (particle size and distance as well as preferential orientation), but it is predominantly continued. So if, for example, a polarization-dependent proportion of the single scattering of> 20% can be achieved, example, to obtain a Mehrfachstreuungskontrastes, so an angle of 26 ° ... 154 ° to choose. For an increase in efficiency by use, for example, a> 50% polarization-dependent Streuanteils, angles between 45 ° ... 135 ° should be selected.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung und dem Verfahren zur Aufnahme und Auswertung von Spaltbildern transparenter Medien insbesondere im Auge wird eine Lösung zur Verfügung gestellt, mit der insbesondere eine optimiert Aufnahme und Auswertung derartiger Spaltbilder erfolgen kann.With the inventive arrangement and the method for recording and evaluating slit images of transparent media especially in the eye, a solution becomes available in particular, with an optimized recording and evaluation such slit images can be done.

Dies wird dadurch erreicht, dass im Beleuchtungsstrahlengang vor der Beleuchtungsquelle eine Polarisationseinheit angeordnet ist, die eine effiziente Streuung des Beleuchtungslichtes an den abzubildenden Strukturen in Richtung der Detektionseinrichtung dadurch realisiert, dass von der Polarisationseinheit dem Beleuchtungslicht definierte Polarisationszustände zugewiesen werden.This is achieved in that in the illumination beam path in front of the Lighting source is arranged a polarization unit, the efficient scattering of the illumination light on the images to be imaged Structures in the direction of the detection device realized thereby that of the polarization unit defined the illumination light Polarization states are assigned.

Dabei wird berücksichtigt wird, dass die primäre Streuung von Licht letztendlich immer eine Wechselwirkung von transversal polarisierter Strahlung mit oszillierenden Dipolen darstellt und somit der Dipolabstrahlcharakteristik sehr ähnlich ist. Deshalb folgt die Streuintensität überwiegend der sin²(α) Dipolcharakteristik, wobei hier α der Winkel zwischen Ausrichtung der durch das schwingende elektrische Feld induzierten Dipole und der Abstrahlrichtung des Streulichtes ist.It is taken into account that the primary scattering of light ultimately always represents an interaction of transversely polarized radiation with oscillating dipoles and thus is very similar to the dipole radiation characteristic. Therefore, the scattering intensity predominantly follows the sin ² (α) dipole characteristic, where α is the angle between the alignment of the oscillating electric field induced dipoles and the direction of emission of the scattered light.

So werden beispielsweise in Richtung des Polarisationsvektors (Schwingungsrichtung des E-Feldes) keine Einfachstreuungen auftreten. Das bedeutet insbesondere, dass bei Einstrahlung von unpolarisiertem Licht, unter genau 90° zur Ausbreitungsrichtung nur der linear polarisierte Lichtanteil abgestrahlt werden kann, welcher eine Transversalkomponente zur Streurichtung aufweist.So For example, in the direction of the polarization vector (oscillation direction of the E-field) no single scattering occurs. This means in particular that upon irradiation of unpolarized light, at exactly 90 ° to Propagation direction only the linearly polarized light component emitted can be, which is a transversal component to the scattering direction having.

In der erfindungsgemäßen Lösung wird davon ausgegangen, dass die Rückstreuung der Vorderkammerstrukturen unter großen Streuwinkeln polarisationsabhängig ist. Da das rückgestreute Licht dabei auch eine Vorzugspolarisati abhängig ist. Da das rückgestreute Licht dabei auch eine Vorzugspolarisation aufweist, kann diese für die Optimierung der Aufnahme und Auswertung von Spaltbildern verwendet werden. Das Beleuchtungslicht wird dabei vorzugsweise so polarisiert, dass das einfach gestreute Licht möglichst effizient in die Detektionseinrichtung gelangt.In the solution according to the invention becomes it assumed that the backscatter of the anterior chamber structures polarization-dependent under large scattering angles is. Since the backscattered light thereby also a preferential polarisati dependent is. Since the backscattered light also a preferential polarization This can be used for optimizing the recording and Evaluation of slit images can be used. The illumination light is preferably polarized so that the simply scattered Light as efficiently as possible in the detection device arrives.

In Ergänzung dessen können die Spaltbilder weiter optimiert werden, indem durch zusätzliche Anordnung eines entsprechend orientierten Analysators vor der Detektionseinrichtung mehrfach gestreutes Licht, welches dann zufällig polarisiert ist zu unterdrücken. Auch wird unpolarisiertes Umgebungslicht zusätzlich unterdrückt.In Complementing this, the slit images can continue be optimized by additional arrangement of a appropriately oriented analyzer in front of the detection device multiply scattered light, which then randomly polarized is to be suppressed. Also becomes unpolarized ambient light additionally suppressed.

Selbstverständlich ist es aber auch möglich das Beleuchtungslicht vorzugsweise so zu polarisieren, so dass das mehrfach gestreute Licht möglichst effizient in die Detektionseinrichtung gelangt. Dies kann durch die zusätzliche Anordnung eines entsprechend orientierten Analysators vor der Detektionseinrichtung, zur Unterdrückung des einfach gestreuten Lichtes wiederum verstärkt werden.Of course but it is also possible the illumination light preferably polarize so that the multiply scattered light as efficiently as possible enters the detection device. This can be done by the additional Arrangement of a suitably oriented analyzer in front of the detection device, for the suppression of the simply scattered light in turn be strengthened.

Die Detektion von einfach gestreutem Licht ist dabei insbesondere für die ortsaufgelöste Abbildung der Grenzschichten der Augensegmente in der Biometrie von Interesse, wobei die Messergebnisse durch Unterdrückung von einfach gestreutem Licht erheblich verbessert werden können.The Detection of simply scattered light is especially for the spatially resolved image of the boundary layers of the eye segments in biometrics of interest, taking the measurement results by suppression can be significantly improved by simply scattered light.

Durch die Detektion von mehrfach gestreutem Licht lassen sich aus dem Verhältnis zwischen Einfach- und Mehrfachstreuungen Rückschlüsse auf Abmessungen, Dichte und Orientierung streuender Partikel, wie beispielsweise Proteine o. a. im Kammerwasser oder in der Kristalllinse, gewinnen.By the detection of multiply scattered light can be from the Ratio between single and multiple scattering conclusions on dimensions, density and orientation of scattering particles, such as for example proteins o. a. in the aqueous humor or in the crystalline lens, win.

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Claims

Arrangement for recording and evaluating slit images of predominantly transparent media, in particular in the eye, at least consisting of an illumination beam path with an illumination source for generating slit illumination and an evaluation beam path with a detection device, and a control and evaluation unit, both connections to the illumination source, and the Having detection device, characterized in that means for optimizing the scattering ratios and / or scattering detection are present in the illumination beam path and / or in the evaluation beam path , said means having a device for changing the illumination conditions.

Arrangement according to claim 1, characterized that the existing in the illumination beam path means of optimization the scattering conditions a polarization unit for Change in the polarization state of the illumination light is.

Arrangement according to claim 1 and 2, characterized that the illumination source present in the illumination beam path Illuminating light with different, adjustable polarization states radiates.

Arrangement according to claim 1, characterized that the existing in the illumination beam path means of optimization the scattering conditions a device for change is the wavelength of the illumination light.

Arrangement according to Claims 1 and 4, characterized that the illumination source present in the illumination beam path Illumination light with different, adjustable wavelengths radiates.

Arrangement according to at least one of the aforementioned Claims, characterized in that in the illumination beam path both a polarization unit and a device for modification the wavelength as a means of optimizing the scattering ratios are present, which are used either individually or together.

Arrangement according to at least one of the aforementioned Claims, characterized in that in the illumination beam path existing illumination source illumination light with both different, adjustable polarization states as well as broadband or with different, adjustable wavelengths radiates.

Arrangement according to at least one of the aforementioned Claims, characterized in that the polarization unit in the illumination beam path, for maximum dispersion of the illumination light on the structures to be imaged in the direction the detection device is set so that the E-field of the Illuminating light at least in the area to be examined scattering structures oscillates parallel to the plane of the gap.

Arrangement according to at least one of the aforementioned Claims, characterized in that the polarization unit in the illumination beam path, to achieve minimal scattering of the illumination light on the structures to be imaged in the direction the detection device is set so that the E-field of the Illuminating light at least predominantly in the direction of Detection device oscillates.

Arrangement according to claim 1, characterized that the means of optimization present in the evaluation beam path the scattering conditions an analyzer, for suppression single or multiple scattered light components and / or a wavelength-selective Filter, arranged to suppress stray light is.

Arrangement according to at least one of the claims 1 and 10, characterized in that in the evaluation beam path existing means of optimizing scattering ratios Device for the targeted selection of the light components to be detected feature.

Arrangement according to at least one of the claims 1, 10 and 11, characterized in that in the evaluation beam path existing, wavelength-selective filters, for targeted Selection of the light components to be detected, with one in the illumination beam path existing, wide-band illumination light emitting illumination source combined becomes.

Arrangement for optimized recording and evaluation of slit images of predominantly transparent media in particular in the eye, in a Scheimpflug camera, characterized in that next to The features of claims 1 to 11 additional Documentation facilities with automated image analysis for obtaining measured values of the examination object.

Arrangement according to claim 12, characterized in that the polarization unit or the illumination light with different, adjustable polarization states emitting illumination source are formed so that the orientation of the E-field of the illumination light even at changed orientation of the slit lighting or rotating slit lighting is maintained.

Arrangement for optimized recording and evaluation of slit images of predominantly transparent media in particular in the eye, in a slit lamp, characterized in that next to The features according to claims 1 to 12, an observation beam path is present with an optical observation unit, wherein the Observation beam path coincides with the evaluation beam path, that additional documentation facilities with a automated image analysis for obtaining measured values from Examination object are present.

Arrangement according to claim 16, characterized in that the angle between the illumination beam path and the evaluation or observation beam path is sufficiently large and is in the ideal case 90 ° and the polarization-dependent component I _{e of} the single scattering, which approximates sin 2 (Β) is described, for the realization of a well-measurable contrast> 10%, where β is the angle between the propagation and detection direction.

Method for recording and evaluation of slit images predominantly transparent media, especially in the eye, where the transparent Media or eyes via an illumination beam path of illuminated a lighting source with a slit lighting and the scattering images generated in this way via an evaluation beam path recorded with a detection device and by a control and evaluation unit which has both connections to the illumination source, as well as the detection device to be evaluated characterized in that the generated by the illumination source Slit illumination through, in the illumination beam path and / or in the Evaluation beam available means for optimizing the scattering ratios is changed so that an efficient scattering of the illumination light takes place at the structures to be imaged.

Method according to claim 17, characterized in that that in the illumination beam path as a means of optimizing the Scattering ratios a polarization unit for change the polarization state of the illumination light is used.

Process according to claims 17 and 18, characterized in that the existing in the illumination beam path Illumination source Illumination light with different, adjustable polarization states radiates.

Method according to claim 17, characterized in that that in the illumination beam path as a means of optimizing the Scattering a device for change the wavelength of the illumination light is used.

Process according to claims 17 and 20, characterized in that the existing in the illumination beam path Illumination source itself illumination light with different, adjustable wavelengths emits.

Method according to at least one of the claims 17 to 21, characterized in that in the illumination beam path as a means of optimizing scattering ratios both a polarization unit as well as a device for changing the Wavelength, either individually or used together become.

Method according to at least one of the claims 17 to 21, characterized in that in the illumination beam path existing illumination source itself illumination light with both different, adjustable polarization states as well as with different, adjustable wavelengths radiates.

Method according to at least one of the claims 17 to 23, characterized in that the illumination light of the polarization unit, for maximum dispersion at the structures to be imaged in the direction of the detection device so polarized that the E-field of the illumination light at least in the area of the scattering structures to be investigated parallel to the Level of the gap swings.

Method according to at least one of the claims 17 to 24, characterized in that the illumination light of the polarization unit to achieve a minimum scattering at the structures to be imaged in the direction of the detection device is polarized so that the E-field of the illumination light at least predominantly oscillates in the direction of the detection device.

Method according to at least one of the claims 17 to 25, characterized in that of the evaluation in the beam path existing means of optimizing scattering ratios an analyzer one or more times scattered light components and / or a wavelength-selective filter stray light components be suppressed.

Method according to at least one of claims 17 to 26, characterized in that the light components to be detected are selectively selected by the means for optimizing the scattering ratios present in the evaluation beam path become.

Arrangement according to claim 17, characterized that the wavelength selective present in the evaluation beam path Filter, for selective selection of the light components to be detected, with an existing in the illumination beam path, broadband Combining illumination light emitting illumination source is combined.

Method for recording and evaluation of slit images predominantly transparent media especially in the eye, characterized that for the realization of the method steps according to the claims 16 to 26 a Scheimpflug camera is used, taking from the Signals of the detector device from a still existing Documentation device with automated image analysis Measured values be obtained from the object under investigation.

Method according to Claim 27, characterized that the polarization unit or the illumination light with different, adjustable polarization states emitting illumination source the orientation of the E-field of the illumination light even when changed Alignment of slit illumination or rotating slit illumination maintains.

Method for optimized recording and evaluation of slit images of predominantly transparent media in particular in the eye, characterized in that for the realization of the method steps according to claims 16 to 26 a slit lamp use finds, with the stray light on an additional existing observation beam path with an optical observation unit can be viewed and from the signals of the detector device from a still existing documentation facility with automated Image evaluation measured values are obtained from the object to be examined.

Method according to claim 29, characterized in that a sufficiently large angle, ideally of 90 °, is to be selected between the illumination beam path and the evaluation or observation beam path, and the polarization-dependent component I _{e of} the single scattering approximately at sin 2 (Β) is described, for the realization of a well-measurable contrast> 10%, where β is the angle between the propagation and detection direction.