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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Untersuchen von Augen und insbesondere von menschlichen Augen. Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von derartigen Vorrichtungen zum Untersuchen von Augen bekannt. So sind beispielsweise sogenannte Refraktionsmessgeräte bekannt, welche eine Brechkraft der Augen bestimmen sollen. Derartige Refraktionsmessgeräte weisen oftmals Beleuchtungseinrichtungen auf, welche dazu dienen, um auf der Retina einen Lichtfleck zu erzeugen, der verwendet wird, um die Brechkraft des Auges zu bestimmen. Das entsprechende Refraktionsmessgerät kann eine Sensoreinrichtung enthalten, welche zur Auswertung bzw. Bestimmung der Brechkraft des Auges dient. Oftmals ist es dabei vorteilhaft, wenn auf der Retina ein kleiner Lichtfleck erzeugt wird, da in diesem Falle eine hohe Messgenauigkeit des Refraktionsmessgerätes erreicht werden kann.
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Die aus dem Stand der Technik bekannten Beleuchtungsvorrichtungen erzeugen ein reelles oder virtuelles Bild einer Lichtquelle, welches von dem Patientenauge auf die Retina abgebildet wird. Dabei sind Beleuchtungsvorrichtungen bekannt, bei denen das Bild der Lichtquelle fix in sehr großer oder sogar unendlicher Entfernung liegt. Beispielsweise kann hierzu ein Laser mit einer geringen Strahlintensität verwendet werden. Daneben können jedoch auch fokussierbare Beleuchtungsvorrichtungen verwendet werden, bei denen das Bild der Lichtquelle in einer einstellbaren (endlichen) Entfernung vor oder hinter dem Patientenauge entsteht. Auf diese Weise kann auch bei einer starken Ametropie des Patientenauges ein kleiner Lichtfleck auf der Retina erzeugt werden. Wie erwähnt, stellt dieser kleine Lichtfleck auf der Retina sicher, dass das Refraktionsmessgerät mit einer hohen Messgenauigkeit arbeitet.
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Bei der Anwendung derartiger Refraktionsmessgeräte (im folgenden auch als Refraktometer bezeichnet) wird oftmals zwischen Nutzlicht und Reflexlicht unterschieden. Das Nutzlicht bezeichnet dasjenige Licht, welches von dem Lichtfleck auf der Retina gestreut wird und anschließend durch den vorderen Augenabschnitt sowie gegebenenfalls durch Optikelemente bis hin zu der Sensoreinrichtung, wie etwa zu dem Wellenfrontsensor, verläuft. Als Reflexlicht wird dasjenige Licht bezeichnet, welches von der Lichtquelle der Beleuchtungsvorrichtung emittiert wird und nach Reflexion an einer optischen Oberfläche zum Wellenfrontsensor gelangt, ohne jedoch an der Retina gestreut worden zu sein. Derartiges Reflexlicht kann auch durch Streuung an mechanischen Bauteilen der Vorrichtung zur Vermessung des Patientenauges entstehen. Besonders kritisch ist jedoch dasjenige Reflexlicht, welches durch Streuung an der Cornea entsteht. Dieses Reflexlicht wird im Folgenden auch als Cornea-Reflexlicht bezeichnet. Der Einfluss dieses Cornea-Reflexlichtes kann bei Messungen besonders störend sein.
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Betrachtet man den Strahlengang des Nutzlichtes durch das Refraktionsmessgerät, so kann man diesem Strahlengang eine optische Achse zuordnen, welche im Folgenden auch als „Geräteachse“ bezeichnet wird. Diese Geräteachse kann dabei auch bezüglich einander abgewinkelte Abschnitte aufweisen bzw. der Beleuchtungspfad kann umgelenkt werden.
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Aus dem Stand der Technik bekannte Refraktionsmessgeräte weisen typischerweise einen Messbereich von beispielsweise -15 Dioptrie (myop) bis +7 Dioptrie (hyperop) auf, damit möglichst viele Patientenaugen vermessen werden können. So sind beispielsweise Refraktometer mit fokussierbarer Beleuchtungsvorrichtung bekannt, wobei es die Fokussierung ermöglicht, bei ametropen Patientenaugen einen kleinen fokussierten Lichtfleck auf der Retina zu erzeugen. In bestimmen Anwendungsbereichen soll ein derartiges Refraktionsmessgerät auch während Kataraktoperationen zur Vermessung phaker, pseudophaker oder auch aphaker Augen verwendet werden. In diesen Fällen sind Messbereiche von beispielsweise - 15 Dioptrie (myop) bis +25 Dioptrie (hyperop) oder gar bis +35 Dioptrie (hyperop) nötig, da das aphake Patientenauge eine starke Hyperopie aufweisen kann. Zur Verwendung während einer Kataraktoperation kann ein Refraktionsmessgerät entweder in ein ophthalmologisches Refraktionsmikroskop integriert werden oder als Zubehör unterhalb dieses Operationsmikroskopes angebracht werden. Aus der
DE 10 2008 047 400 B4 ist ein derartiges Refraktometer in Kombination mit einem Operationsmikroskop mit einer fokussierbaren Beleuchtungsvorrichtung bekannt. Aufgrund der starken Hyperopie des aphaken Patientenauges ist hier die Fokussierbarkeit der Beleuchtungsvorrichtung besonders vorteilhaft.
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Aus der
DE 373943 A ist eine Vorrichtung zur Refraktionsbestimmung des Auges mittels fokaler Retina-Beleuchtung bekannt. Vorgesehen ist für das Beleuchtungssystem ein feststehendes Rohr sowie ein in diesem gleitendes „verschiebbares Rohr“. Innerhalb des feststehenden Rohres ist eine Linse angebracht, deren Brennweite so bemessen ist, dass sich die Pupille eines Auges annähernd in der Brennebene befindet. Das verschiebbare Rohr weist eine fadenförmige Glühlampe und eine Sammellinse auf, die an dem dem zu untersuchenden Auge zugewandten Ende des Rohres angeordnet ist. Weiter befindet sich zwischen der Glühlampe und besagter Sammellinse in dem Brennpunkt dieser Linse eine Blende. Das verschiebbare Rohr ist gegenüber dem feststehenden Rohr derart positionierbar, dass sich das reelle Bild des Glühfadens in dem Brennpunkt der Linse befindet, so dass dieses scharf auf der Retina abgebildet wird.
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Aus der Patentanmeldung
DE 10 2014 207 327 A1 ist eine ophthalmische Vorrichtung mit einer Bildgebungseinrichtung zur Erfasung eines durch ein Vorderokularsegment reflektierten Lichtstrahls bekannt. Diese Vorrichtung weist zudem eine zwischen einer Augenrefraktionsmesslichtquelle und einer Blende angeordnete Projektionslinse auf.
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Die Druckschrift
DE 195 24 936 C1 beschreibt eine Vorrichtung zur Umwandlung eines divergenten Strahlenbündels in ein Strahlenbündel mit rotationssymmetrischer, gaußförmiger Intensitätsverteilung im Strahlenquerschnitt.
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Weiterhin ist es von Vorteil, wenn das Refraktometer klein und kompakt ist. Der Vorteil kommt besonders zum Tragen, wenn das Refraktionsmessgerät intraoperativ in einem Operationsmikroskop verwendet werden soll. So ist beispielsweise aus der
DE 10 2010 024 606 A1 ein solches kompaktes Refraktometer mit einer ebenfalls fokussierbaren Beleuchtungsvorrichtung bekannt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Untersuchen von Augen zur Verfügung zu stellen, welche einerseits eine kompakte Bauweise ermöglicht, dabei jedoch vorteilhaft eine fokussierbare Beleuchtungseinrichtung aufweist, um so für ein ametropes Patientenauge einen kleinen Lichtfleck auf der Retina erzeugen zu können. Daneben soll vorteilhaft die Lage eines von Strahlung durchsetzen Bereiches der Cornea, welcher nachfolgend als Cornea-Footprint bezeichnet wird, unabhängig von der Fokussierung der Beleuchtungseinrichtung einstellbar sein, so dass das Cornea-Reflexlicht wirksamer unterdrückt werden kann. Vorteilhaft soll weiterhin die Größe des Cornea-Footprints unabhängig von der Fokussierung der Beleuchtungseinrichtung einstellbar sein. Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche 1 und 10 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Untersuchen eines Auges und insbesondere eines menschlichen Auges weist eine Lichtquelle auf sowie eine Fokussiereinrichtung, welche dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist, eine Fokussierung einer von der Lichtquelle ausgehenden Strahlung auf eine Retina des Auges zu ermöglichen, wobei die von der Lichtquelle ausgehende Strahlung einen vorgegebenen Bereich einer Cornea des Auges durchsetzt (bzw. beleuchtet).
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Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung eine Blendeneinrichtung auf, welche von der von der Lichtquelle ausgehenden Strahlung (wenigstens teilweise und bevorzugt vollständig) ausleuchtbar ist und/oder die Beleuchtungseinrichtung ist derart ausgebildet, dass die von ihr in einer vorgegebenen Strahlrichtung ausgehende Strahlung in einem vorgegebenen Bereich in dieser Strahlrichtung ein Strahlquerschnittsminimum aufweist. Weiterhin ist eine (Durchtritts)öffnung dieser Blendeneinrichtung oder dieser vorgegebene Bereich (in dem das Strahlungsquerschnittsminimum vorliegt) derart positioniert, dass die Blendeneinrichtung oder der vorgegebene Bereich unabhängig von der Fokussiereinrichtung (bzw. unabhängig von der Fokussierung der Lichtquelle durch die Fokussiereinrichtung) in eine vorgegebene Ebene abgebildet wird, wobei der von Strahlung durchsetzte vorgegebene Bereich der Cornea (insbesondere gegenüber der Cornea und insbesondere in einer senkrecht zu der Geräteachse stehenden Ebene) veränderbar ist. Bevorzugt steht diese vorgegebene Ebene senkrecht zu der Geräteachse. Die genannte Strahlrichtung verläuft insbesondere in bzw. entlang einer Geräteachse und/oder im Wesentlichen parallel zu einer optischen Achse der Vorrichtung. Falls nun die Fokussierung des Lichtflecks auf die Retina geändert wird, wird hierdurch die Lage und die Größe des Cornea-Footprints nicht oder nur geringfügig beeinflusst.
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Im Folgenden wird neben dem Begriff der Lichtquelle auch der Begriff der Beleuchtungseinrichtung verwendet. Unter der Lichtquelle wird dabei dasjenige Element verstanden, welches das Licht abgibt. Die Beleuchtungseinrichtung kann neben der eigentlichen Lichtquelle noch weitere Elemente und insbesondere optische Elemente wie Blenden oder Linsen aufweisen. Damit wird darauf hingewiesen, dass die Blendeneinrichtung sowie auch die Lichtquelle bevorzugt Bestandteile einer Beleuchtungseinrichtung sind.
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Bevorzugt wird die Strahlung unabhängig von einer Einstellung der Fokussiereinrichtung in die vorgegebene Ebene abgebildet. Dies bedeutet insbesondere, dass mittels der Fokussiereinrichtung die Fokussierung bzw. Ausrichtung der Strahlung auf die Retina verändert und/oder eingestellt werden kann, ohne dass hierzu die Abbildung der Strahlung in die vorgegebene Ebene (wesentlich) beeinflusst wird. Unter dem von der Strahlung durchsetzten Bereich der Cornea wird insbesondere der von der Strahlung durchleuchtete Bereich verstanden, der im Folgenden auch als Cornea-Footprint bezeichnet wird und bei dem es sich um denjenigen Bereich handelt, dessen Reflexe bei Messungen nicht zu dem Sensor gelangen sollen. Dabei ist der Cornea-Footprint einerseits durch seine Lage zur Cornea und andererseits durch seinen Querschnitt charakterisiert. Wenn beispielsweise der von Strahlung durchsetzte Bereich der Cornea rund oder eckig ist, so ist entsprechend der Querschnitt des Cornea-Footprints ebenfalls rund oder eckig. Um die (Durchtritts)öffnung der Blendeneinrichtung zu positionieren, ist es insbesondere denkbar, die gesamte Blendeneinrichtung selbst (einschließlich deren Öffnung) zu verschieben. Es kämen jedoch auch andere Möglichkeiten in Betracht, etwa die Anordnung mehrerer Blendeneinrichtungen mit unterschiedlichen Öffnungen hintereinander entlang der optischen Achse.
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Unter einer Veränderung des von der Strahlung durchsetzten Bereichs wird insbesondere verstanden, dass dessen Position gegenüber der Cornea und/oder dessen Querschnitt veränderbar ist. Diese Veränderung wird dabei erfindungsgemäß durch eine Verschiebung der Blendeneinrichtung und/oder einer Querschnittsveränderung der Blendenöffnung und/oder Verschiebung der gesamten Lichtquelle erreicht werden, evtl. jedoch auch durch eine Verschiebung des zu untersuchenden Auges.
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Dabei ist besonders bevorzugt zumindest eine (gegebenenfalls auch fiktive) Blendenöffnung dieser Blendeneinrichtung in der besagten Richtung verschiebbar.
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Es wird daher im Gegensatz zu dem Stand der Technik vorgeschlagen, dass eine (ggfs. auch fiktive, d.h. sich insbesondere durch eine Strahlungscharakteristik der Lichtquelle ergebende) Blendeneinrichtung verwendet wird, welche besonders bevorzugt direkt im Strahlengang auf die Beleuchtungsquelle bzw. eine auf die Beleuchtungsquelle folgende Optik folgt. Auch könnte in einem solchen Fall die Austrittsöffnung eines entsprechenden Lasers als Blende aufgefasst werden.
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Die hier vorgeschlagene Verwendung einer (gegebenenfalls weiteren) Blende erlaubt jedoch eine sehr kompakte Bauweise. Im Stand der Technik werden teilweise auch andere Elemente zur Unterdrückung von Reflexlicht eingesetzt, wie etwa sogenannte λ/4-Plättchen. Derartige Komponenten helfen zwar zur Unterdrückung von Reflexlicht, welches an Optikkomponenten entsteht, zur Unterdrückung eines Cornea-Reflexlichts ist jedoch ein λ/4-Plättchen nicht geeignet und kann diesen Cornea-Reflex sogar verstärken.
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Mittels der hier beschriebenen Dezentrierung wird entsprechend einer erfindungsgemäßen Alternative der von dem Licht der Lichtquelle durchsetzte Bereich auf der Cornea bzw. der „Cornea-Footprint“ senkrecht zu der Geräteachse verschoben. Auf diese Weise führt die Dezentrierung der Lichtquelle relativ zu der Geräteachse zu einer Dezentrierung des Cornea-Footprints, welche dafür sorgt, dass das Cornea-Reflexlicht nicht mehr zu einer Sensoreinrichtung, beispielsweise zu einer Messöffnung eines Wellenfrontsensors, gelangt. Damit stellt diese Dezentrierung eine Möglichkeit dar, das Cornea-Reflexlicht zu unterdrücken. Es ist jedoch auch umgekehrt möglich, das Patientenauge relativ zu der Geräteachse zu dezentrieren. Damit würde in diesem Falle eine Verschiebung des zu untersuchenden Auges gegenüber der Blendeneinrichtung erfolgen.
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Es wird daher vorgeschlagen, dass die Lichtquelle bzw. die Beleuchtungseinrichtung eine Fokussiereinrichtung zur Fokussierung der Lichtquelle auf die Retina aufweist. Dabei kann beispielsweise die Fokussierung der Lichtquelle (bzw. eine Änderung dieser Fokussierung) mittels einer Verschiebung von optischen Elementen entlang einer optischen Achse erfolgen. Bevorzugt hat jedoch eine derartige Verschiebung keinen Einfluss auf den Cornea-Footprint bzw. die Abbildung der Blendeneinrichtung auf die Cornea. Die Fokussiereinrichtung weist bevorzugt wenigstens ein refraktives oder diffraktives Element, insbesondere eine Linse, oder wenigstens einen Spiegel auf.
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Es wäre jedoch auch möglich, dass die Fokussierung mittels variabler Linsen, wie beispielsweise Flüssiglinsen oder Membranlinsen, durchgeführt wird. Daneben wäre es auch denkbar, die Fokussierung mittels sogenannter Alvarez-Elemente auszuführen, welche senkrecht zu einer optischen Achse verschoben werden können und dabei eine variable Brechkraft erzeugen, wie sie beispielsweise in
US 3 507 565 A beschrieben sind.
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Es wird darauf hingewiesen, dass vorteilhaft nicht nur die Verwendung einer Blendeneinrichtung im Strahlengang der Lichtquelle erfindungsgemäß ist, sondern alternativ auch eine spezielle Ausgestaltung der Lichtquelle selbst gemäß Anspruch 10, etwa das Licht eines Lasers, welches in eine optische Faser eingekoppelt wird. In einem derartigen Fall kann etwa das aus der Faser austretende Licht eine Gaußverteilung aufweisen, deren kleinster Querschnitt an derjenigen Stelle des Strahlengangs liegt (bzw. gelegt werden kann), an der die Blendeneinrichtung liegen würde. Bei Verwendung einer derartigen Lichtquelle kann ggfs. auf die Verwendung einer tatsächlichen Blendeneinrichtung verzichtet werden.
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Insbesondere handelt es sich bei der Ebene, in welche die Blendeneinrichtung abgebildet wird, um eine Ebene, welche benachbart zu einer Ebene der Cornea des Patientenauges liegt. Bevorzugt liegt diese Ebene in einer Entfernung zu der Cornea, welche zwischen +20mm und -20mm, bevorzugt zwischen +10mm und -10mm und besonders bevorzugt zwischen +4mm und -4mm vor bzw. hinter der Cornea liegt. Es wäre jedoch auch möglich, dass die besagte Ebene mit der Cornea zusammenfällt.
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Auf diese Weise kann die Größe des Cornea-Footprints klein gehalten werden und damit auch die Entstehung von störendem Reflexlicht minimiert werden. Durch diese Ausgestaltung bzw. Anordnung der Blendeneinrichtung ändert sich bevorzugt auch bei einer Änderung der Fokussierung der Cornea-Footprint nicht. Umgekehrt ändert sich jedoch auch bei einer Einstellung der Größe und Position des Cornea-Footprints nicht die Fokussierung der Lichtquelle auf die Retina. Bevorzugt ist auch eine Fokussierung der Fokussiereinrichtung unabhängig von einer Position der (ggfs. virtuellen bzw. fiktiven) Blendeneinrichtung. Erfindungsgemäß ist die Öffnung der Blendeneinrichtung oder das Strahlquerschnittsminimum in einer vorgegebenen Richtung verschiebbar. So kann beispielsweise die Blendeneinrichtung entsprechend verschiebbar sein oder aber auch die Lichtquelle, welche, wie oben erwähnt, Strahlung mit einem Querschnittsminimum in einem vorgegebenen Abschnitt erzeugt.
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Unter einer Verschiebbarkeit der Blendeneinrichtung wird insbesondere eine Verschiebung der (gegebenenfalls auch virtuellen) Blendenöffnung (mit oder ohne Veränderung der Blendenöffnung) verstanden. Zusätzlich oder alternativ kann entsprechend einer erfindungsgemäßen alternativen Ausführungsform auch die Blendenöffnung selbst verändert werden. So wäre es beispielsweise auch möglich, dass eine Verschiebung der Blendeneinrichtung (insbesondere gegenüber dem Auge) lediglich durch eine Änderung der Blendenöffnung erreicht wird. Es wäre jedoch umgekehrt auch möglich, das Patientenauge gegenüber der Blendeneinrichtung zu verschieben. Es wäre weiterhin auch möglich, dass die Blendeneinrichtung in einer festen Position angeordnet ist. In diesem Falle kann jedoch keine Verschiebung des Cornea-Footprints gegenüber der Cornea vorgenommen werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Blendeneinrichtung eine variable Blendenöffnung auf. So wäre es beispielsweise möglich, dass die Blendenöffnung einen näherungsweise kreisförmigen Querschnitt aufweist, der in an sich bekannter Weise verringert oder vergrößert werden kann.
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Erfindungsgemäß weist die vorgegebene Richtung, in der die Blendeneinrichtung verschoben werden kann, eine Komponente auf, welche sich senkrecht zu einer optischen Achse bzw. Geräteachse der Vorrichtung erstreckt. Dabei wäre es entsprechend einer erfindungsgemäßen Alternative einer Ausführungsform möglich, dass die Blendeneinrichtung genau senkrecht zu der optischen Achse bzw. Geräteachse verschiebbar ist. Es wäre jedoch entsprechend einer weiteren erfindungsgemäßen Alternative einer Ausführungsform auch möglich, dass die Blendeneinrichtung schräg zu dieser Richtung verschiebbar ist.
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Bei einer erfindungsgemäßen Alternative einer Ausführungsform ist die Blendeneinrichtung gegenüber der Geräteachse in zwei bezüglich einander entgegengesetzten Richtungen verschiebbar. Weiterhin wäre es denkbar, dass die Blendeneinrichtung in mehreren senkrecht zu der Geräteachse stehenden Richtungen verschiebbar und damit insbesondere innerhalb einer Ebene verschiebbar ist, welche senkrecht zu der Geräteachse steht. Falls keine Blendeneinrichtung vorgesehen ist, wäre es entsprechend denkbar, dass ein Bestandteil der Beleuchtungseinrichtung, etwa die Öffnung eines Lasers mit austretendem näherungsweise kollimiertem Laserlicht entsprechend verschiebbar ist. Bevorzugt ist die Blendeneinrichtung und insbesondere die Öffnung der Blendeneinrichtung in einer vorgegebenen Ebene (die insbesondere senkrecht zu der Geräteachse steht) an beliebige Punkte innerhalb einer um die Geräteachse verlaufenden Kreislinie verschiebbar.
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Diese optische Achse ergibt sich dabei durch den Strahlengang zwischen der Lichtquelle und dem Auge in demjenigen Bereich, in dem die Blendeneinrichtung angeordnet ist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Messeinrichtung zum Messen wenigstens einer physikalischen Eigenschaft des Auges auf. Insbesondere kann es sich dabei um eine Refraktionsmesseinrichtung handeln. Bei dieser Refraktionsmesseinrichtung kann es sich beispielsweise um einen Wellenfrontsensor handeln. Dieser kann beispielsweise als Hartmann-Shack-Sensor oder Talbot-Moiré-Sensor ausgebildet sein, es kann jedoch auch ein (insbesondere digitales) Wellenfrontaberrometer verwendet werden. Allgemein handelt es sich bevorzugt um eine Sensoreinrichtung, welche zur Aufnahme von Strahlung geeignet und bestimmt ist und welche wenigstens ein für diese Strahlung charakteristisches Signal ausgibt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Sensoreinrichtung zur Erfassung des Cornea-Reflexlichtes auf. Bei dieser Sensoreinrichtung kann es sich dabei um die gleiche Sensoreinrichtung handeln, welche auch zum Messen der optischen Eigenschaften des Auges dient. So ist es beispielsweise möglich, dass ein Wellenfrontsensor auch das Cornea-Reflexlicht erfasst und auf diese Weise die Blendeneinrichtung derart verschoben wird, dass dieses Cornea-Reflexlicht nicht mehr auf den Wellenfrontsensor gelangt. Beispielsweise kann das Mikrolinsenarray eines Hartmann-Shack-Wellenfrontsensors in einer konjugierten Ebene zur Cornea angebracht sein, so dass der Cornea-Reflex auf bestimmte Mikrolinsen konzentriert ist, welche mit Hilfe des dahinter angebrachten Bildsensors detektierbar sind. Es wäre jedoch auch denkbar, dass eine weitere Sensoreinrichtung zur Erfassung des Cornea-Reflexlichtes vorgesehen ist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann zu einer Steuerung der Dezentrierung der Blendeneinrichtung eine Kameraaufnahme bzw. allgemein eine ortsaufgelöste Aufnahme des zu untersuchenden Auges verwendet werden. Falls die Beleuchtungseinrichtung in Kombination mit einem Operationsmikroskop eingesetzt wird, kann ggfs. eine Kamera dieses Operationsmikroskops als Bildgeber verwendet werden.
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Auch kann zur Auswahl der Öffnung und der Positionierung der Blendeneinrichtung der Beleuchtungseinrichtung ein ortsaufgelöstes Bild, insbesondere ein Kamerabild des Patientenauges verwendet werden. So kann beispielsweise - insbesondere wenn die Position des Auges bekannt ist - relativ schnell (beispielsweise mittels Raytrace) ermittelt werden, wie die Blendeneinrichtung (insbesondere senkrecht zu einer optischen Achse) verschiebbar ist. Auch kann, wie oben erwähnt, zur Auswahl der Öffnung und/oder der Positionierung der Blendeneinrichtung das Signal der Sensoreinrichtung, insbesondere eines Wellenfrontsensors, selbst verwendet werden.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist wenigstens ein Messwert der Sensoreinrichtung, insbesondere des Wellenfrontsensors zur Fokussierung des Messlichts, d.h. des auf die Retina gelangenden Lichts verwendbar. Dabei ist es denkbar, dass das Bild der Lichtquelle - insbesondere durch eine Fokussierung der Lichtquelle - derart zu dem Patientenauge positionierbar ist, dass es der gemessenen Ametropie des Auges entspricht. Damit ist sichergestellt, dass der Lichtfleck auf der Retina möglichst klein ist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können auch Antriebselemente (wie etwa Elektromotoren und insbesondere Linearmotoren) vorgesehen sein, welche die Bewegung der Blendeneinrichtung erreichen. Dabei kann weiterhin eine Steuerungseinrichtung vorgesehen sein, welche eine derartige Justierung der Blendeneinrichtung (bzw. der Beleuchtungseinrichtung), insbesondere auch in Abhängigkeit von einer Messung des Cornea-Reflexlichtes, vornimmt. Auf diese Weise ist es möglich, dass eine für die Messung ideale Verschiebung der Blendeneinrichtung vorgenommen wird, so dass einerseits beispielsweise die Blendeneinrichtung nur relativ geringfügig gegenüber der Geräteachse verschoben wird, andererseits jedoch das Auftreten von Reflexlicht auf der Sensoreinrichtung vollständig ausgeschlossen werden kann.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wäre es auch denkbar, dass die zu der Cornea konjugierte Blendeneinrichtung (bzw. die Lichtquelle selbst) derart verschiebbar angeordnet ist, dass je nach Dezentrierung des Patientenauges relativ zum Refraktometer die Blendeneinrichtung so dezentriert werden kann, dass das Cornea-Reflexlicht nicht in den Strahlengang des Messgeräts, beispielsweise eines Refraktionsmessgeräts, gelangt. Bevorzugt kann bei einer derartigen Ausführungsform ein Offset berücksichtigt werden, der durch eine Positionierung des Auges bedingt ist.
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Durch die Verwendung einer weiteren Messeinrichtung, wie eines Refraktionsmessgerätes, kann eine Möglichkeit geschaffen werden, die hier beschriebene Beleuchtungseinrichtung zusammen mit einem Refraktionsmessgerät auch bei der Verwendung von Augenoperationen und insbesondere Kataraktoperationen zu nutzen, wobei dem Operateur noch genügend Raum zum Operieren bleibt. Bei dieser Ausgestaltung weisen also vorteilhaft die optischen Elemente der Beleuchtungseinrichtung und/oder das gesamte Refraktometer einen großen Abstand zu dem Patientenauge auf. Derartige Beleuchtungseinrichtungen können dann bevorzugt mittels Refraktionsmessgeräten zur intraoperativen Verwendung kombiniert werden, wie sie beispielsweise in der oben erwähnten
DE 10 2008 047 400 B4 beschrieben sind.
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Vorteilhaft befindet sich die Blendeneinrichtung nicht in einem Strahlengang, der von dem Auge zu der Messeinrichtung zur Untersuchung des Auges führt. Bevorzugt befindet sich daher die Blendeneinrichtung lediglich in einem Strahlengang, der von der Lichtquelle zu dem Patientenauge führt. Weiterhin kann durch die Erfindung die Aufgabe gelöst werden, dass die bereitgestellte Beleuchtungseinrichtung zusammen mit einem Refraktionsgerät kompakt ist. Unter „kompakt“ wird dabei insbesondere verstanden, dass die gesamte Vorrichtung keine Optikelemente aufweist, welche zur Kompensation der Ametropie entlang einer optischen Achse verschoben werden.
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Weiterhin kann mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung erreicht werden, dass sich eine Lichtverteilung auf der Retina auch bei einer Anpassung des Cornea-Footprints nicht verschiebt. Daneben kann zusätzlich auch die Positionierung des Schwerpunktes der Lichtverteilung auf der Retina unabhängig von der Fokussierung sein. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Blendeneinrichtung bzw. der vorgegebene Bereich der Strahlung mit dem geringsten Strahlquerschnitt (betrachtet insbesondere in einer zu der Geräteachse senkrecht stehenden Ebene) derart positioniert wird, dass er in der Nähe der Cornea abgebildet wird. Falls nun die Fokussierung der Lichtverteilung auf die Retina geändert wird, wird hierdurch der Cornea - Footprint nicht oder nur geringfügig beeinflusst.
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Beim Einsatz einer derartigen erfindungsgemäßen Vorrichtung kann beispielsweise zunächst ein Patientenauge vor dem Refraktionsmessgerät positioniert werden. Dem Patienten kann dabei ein „fixation target“ als Akkomodations-Reiz oder Blickreiz angeboten werden. Als Fixationstarget kann dabei auch die Beleuchtungseinrichtung selbst verwendet werden. Die Position und gegebenenfalls auch die Öffnung der Blendeneinrichtung werden derart gewählt, dass das Cornea-Reflexlicht nicht zum Wellenfrontsensor bzw. allgemein der Sensoreinrichtung gelangt.
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Zu diesem Zweck kann auch eine Positionsbestimmung des Patientenauges relativ zu der Beleuchtungseinrichtung vorgenommen werden. Anschließend wird die Lichtquelle auf die Retina fokussiert und die Wellenfrontmessung vorgenommen. Sollte nach der Fokussierung wiederum ein Cornea-Reflexlicht entstehen, kann dies wiederum durch eine Positionierung und gegebenenfalls auch durch eine Wahl eines Blendendurchmessers oder eine Anpassung der Beleuchtungseinrichtung unterdrückt werden. Zur Fokussierung der Lichtquelle kann das Ergebnis der Wellenfrontmessung verwendet werden.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zwischen der Lichtquelle und der Blendeneinrichtung eine optische Brechungseinrichtung angeordnet. So ist es beispielsweise möglich, dass es sich bei diesen Optikelementen um ein, zwei oder mehrere Kittglieder handelt, welche vor, d.h. in Richtung des Strahlengangs vor der Blendeneinrichtung angeordnet sind. Vorteilhaft handelt es sich bei diesen optischen Brechungseinrichtungen um Linsenkörper oder dergleichen, welche sich in definiert änderbarer Weise auf die Brechung des Lichtes auswirken. Die Brechungseinrichtung kann aber auch Einzellinsen und/oder Spiegel und/oder diffraktive optischen Elementen aufweisen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist wenigstens ein Element der optischen Brechungseinrichtung in einer Richtung beweglich, welche wenigstens eine Komponente in einer zu der optischen Achse bzw. Geräteachse senkrecht stehenden Richtung aufweist.
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Dabei kann es sich beispielsweise bei der Brechungseinrichtung um zwei Glasplatten mit sich ändernder Dicke handeln. Dabei können diese Platten auch Freiformflächen sein bzw. aufweisen. Bei einer derartigen (als Alvarez Linse bezeichneten) Linse handelt es sich um ein zwei Linsenelemente aufweisendes System zur kontinuierlichen Veränderung der sphärozylindrischen Wirkung, das in Geräten zur Refraktionsbestimmung des Auges zur Anwendung kommen kann. Dieses System enthält keine rotationssymmetrischen optischen Flächen. Stattdessen haben die gekrümmten Flächen der beiden Linsenelemente eine komplizierte Form, die durch eine Gleichung beschreibbar ist. Daneben wäre jedoch auch die Verwendung von Membranlinsen oder Flüssiglinsen oder elektrisch schaltbaren Linsen möglich.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist zwischen der Blendeneinrichtung und dem Auge eine weitere optische Brechungseinrichtung angeordnet. Diese Brechungseinrichtung kann dabei insbesondere auch zum Abbilden der Blendeneinrichtung auf die Retina dienen.
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Vorteilhaft handelt es sich bei der Lichtquelle um eine Punktlichtquelle. Dabei kann beispielsweise die Lichtquelle ein Faserende einer Monomodefaser oder ein fokussierter Laserstrahl sein. Auf diese Weise könnte bereits die eigentliche Lichtquelle als punktförmig angesehen werden. Es wäre jedoch auch möglich, dass die Lichtquelle eine beliebige flächenhafte Lichtquelle aufweist, vor der ein Element, wie etwa ein Pinhole, angebracht ist, so dass insgesamt die Kombination aus Lichtquelle und diesem Pinhole wiederum als Punktlichtquelle aufgefasst werden kann.
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Bevorzugt handelt es sich bei der Lichtquelle um eine Laserlichtquelle und/oder eine Lichtquelle, welche Strahlung mit einem im Wesentlichen gauß-förmigen Strahlungsprofil abgibt. Ein Gauß-Strahl zeichnet sich durch ein transversales Profil gemäß einer Gauß-Kurve aus, d.h. die Intensität des elektromagnetischen Feldes nimmt mit dem Abstand zur Ausbreitungsachse (bei der es sich hier um die Geräteachse handelt) entsprechend einer Gaußverteilung ab. Daneben weist ein Gauß-Strahl bzw. genauer ein Gauß - Bündel ein longitudinales Lorentzprofil auf, d.h. er ist an einer Stelle, der Taille, fokussiert und „zerläuft“ mit zunehmendem Abstand zu ihr. Diese Taille bzw. der Abschnitt entlang der Geräteachse, an dem diese Taille auftritt, wird in die oben erwähnte Ebene abgebildet. Eine derartige Strahlung kann durch einen Laser und insbesondere durch dessen sog. TEM00-Mode erzeugt werden.
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Vorteilhaft erfolgt die Fokussierung dieser Punktlichtquelle auf die Retina durch ein Verschieben dieser Punktlichtquelle entlang einer optischen Achse. Diese Fokussierung ermöglicht es, dass auch bei ametropen Patientenaugen ein kleiner Lichtfleck auf der Retina des Auges erzeugt wird. Bevorzugt ändert jedoch eine derartige Verschiebung nicht die Abbildung der Blendeneinrichtung in die vorgegebene Ebene.
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Die Fokussierung mittels einer Verschiebung von Optikkomponenten bzw. optischen Elementen, welche insbesondere von der Lichtquelle aus gesehen vor der Blendeneinrichtung liegen, ist ebenfalls denkbar, wobei - wie oben erwähnt - bevorzugt die Blendeneinrichtung vollständig ausgeleuchtet wird. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die Fokussierung den Cornea-Footprint nicht beeinflusst. Dieser Cornea-Footprint wird bevorzugt von der Blendeneinrichtung und/oder der Abbildung des Abschnitts der Strahlung mit dem geringsten Strahlungsquerschnitt erzeugt.
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Da die Größe und Position des Cornea-Footprints unabhängig sind von der Fokussierung, lässt sich auch die hier beschriebene Beleuchtungseinrichtung besonders einfach Cornea-reflexfrei stellen. Bei der unten etwa in der 1b gezeigten Ausführungsform erfolgt die Fokussierung mittels einer horizontalen Verschiebung der Lichtquelle entlang der optischen Achse. Wie oben erwähnt, kann jedoch auch die Fokussierung durch die Verwendung der oben beschriebenen Alvarez-Plattenpaare verändert werden (insbesondere durch Verschiebung senkrecht zur optischen Achse), was den Vorteil bringt, dass keinerlei Optikkomponenten entlang der optischen Achse verschoben werden müssen. Auf diese Weise kann die Vorrichtung besonders kompakt gehalten werden. Die Verwendung der oben erwähnten Flüssiglinsen erlaubt es, dass keine mechanische Bewegung notwendig ist und dadurch die Optik besonders kompakt wird. Dabei könnte eine elektrisch schaltbare Linse verwendet werden, die insbesondere auf dem Prinzip des „elektrowettings“ (Elektrobenetzung) beruht. Dieses Prinzip erlaubt eine Brennweitenveränderung einer Flüssiglinse.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist eine optische Anordnung zwischen der Blendeneinrichtung und dem Patientenauge ein afokales Kepler-System mit einer Feldlinse auf, wobei bevorzugt zusätzlich noch ein schräg gestellter Strahlteiler und eine Planplatte vorgesehen sein können. Diese Planplatte kann beispielsweise als Abdeckplatte dienen, um die nachfolgende Optik vor Verschmutzung zu schützen. Ein Arbeitsabstand zwischen diesem Kepler-System und dem Patientenauge ist dabei bevorzugt groß im Vergleich zu der Brennweite der augennahen Linsengruppe (d.h. beispielsweise einem Kittglied d.h. einem Element mit wenigstens zwei aufeinander geklebten optischen Wirkflächen).
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Ein zweites afokales Kepler-System kann für den Messstrahlengang des Refraktionsmessgerätes eingesetzt werden. Besonders bevorzugt wählt man für die genannten Optiken zwei identisch afokale Kepler-Systeme, so dass durch diese Auswahl Wiederholteile verwendet werden können.
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Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen:
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Darin zeigen:
- 1a - 1d: vier Darstellungen einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
- 2: eine Darstellung eines Optikaufbaus für die erfindungsgemäße Vorrichtung;
- 3a - 3e: fünf Darstellungen einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
- 4a - 4d: vier vergrößerte Darstellungen, der 3b - 3e;
- 5a - 5e: fünf Darstellungen einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
- 6a - 6d: vier vergrößerte Darstellungen der 5b - 5e;
- 7-7a: zwei Darstellungen der vorliegenden Erfindung mit Operationsmikroskop;
- 8a - 8c: drei Darstellungen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und
- 9a - 9c: drei vergrößerte Darstellungen der 8a - 8c.
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Die 1a - 1d veranschaulichen eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dabei veranschaulicht 1a grob schematisch, wie eine Ebene mit einer Blendeneinrichtung (die Blendeneinrichtung selbst auf der linken Seite ist nicht dargestellt) mittels eines optischen Elements 4, hier einer Linse, auf eine andere Ebene E1 abgebildet wird, welche nahe der Cornea des Patientenauges liegt (die Cornea auf der rechten Seite von 1a ist nicht dargestellt). Dabei bezieht sich das Bezugszeichen S1 auf Lichtstrahlen des Beleuchtungsstrahlengangs, welche aus der Lichtquelle 2 austreten. Das Bezugszeichen G bezeichnet die Geräteachse. Das Bezugszeichen 1 bezieht sich im Folgenden jeweils auf die Vorrichtung in ihrer Gesamtheit.
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Dieser Strahlengang enthält auch eine Strahlteilerplatte 12, welche zur Auskopplung des Strahlengangs für ein Refraktionsmessgerät verwendet wird. Es wäre jedoch auch denkbar, dass der Strahlengang des Refraktionsmessgeräts den Strahlengang durchsetzt und die Beleuchtung durch Spiegelung an einem Strahlteiler eingekoppelt wird. Als Strahlteilerplatte 12 kann eine Teilerplatte, ein Pellicle, ein Strahlteilerwürfel oder auch ein Polarisationsstrahlteiler verwendet werden.
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Die 1b - 1d veranschaulichen einen jeweiligen Beleuchtungsstrahlengang für ein Patientenauge, wobei 1b einen Beleuchtungsstrahlengang für ein Patientenauge mit-16 Dioptrie (myop) zeigt, 1c einen Beleuchtungsstrahlengang für ein Patientenauge mit 0 Dioptrie (emmetrop) zeigt, und 1d einen Beleuchtungsstrahlengang für ein Patientenauge mit +13.8 Dioptrie (hyperop) zeigt. Die Lichtquelle 2 wird derart zur Fokussiereinrichtung 14 verschoben, dass sie stets auf die Retina fokussiert abgebildet wird. Man erkennt nun an den Figuren, z.B. an 1b, dass eine Blendeneinrichtung 6 vorgesehen ist, welche vollständig von der Strahlung S1 ausgestrahlt wird. Wie erwähnt, wird dabei die Blendeneinrichtung 6 durch die Auslegung der Optik im Wesentlichen auf die Cornea (Hornhaut) 10a des Auges 10 abgebildet. Hierdurch wird ein von der Strahlung durchsetzter Bereich der Cornea 10a bzw. ein Footprint FP ausgebildet. Man erkennt an den 1c und 1d, dass der Cornea-Footprint unabhängig von der Fokussierung immer den gleichen Querschnitt sowie die gleiche Positionierung zur Cornea aufweist. Damit ist sichergestellt, dass der Cornea-Reflex nahezu unabhängig von der Fokussierung ist.
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Falls eine Blendeneinrichtung nicht vorgesehen ist und stattdessen ein wie oben beschriebener gaußförmiger Strahl verwendet wird, der einen minimalen Strahlquerschnitt aufweist, so würde dieser minimale Strahlquerschnitt in demjenigen Bereich B entlang der Geräteachse G liegen, in dem die Blendeneinrichtung 6 dargestellt ist. Dieser Bereich bzw. Abschnitt ist durch das Bezugszeichen B (jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht in allen Figuren) dargestellt. Das Bezugszeichen E1 kennzeichnet wieder schematisch eine Ebene, in welche die Blendeneinrichtung 6 abgebildet wird. Diese Ebene (die aus Gründen der Übersichtlichkeit in den nachfolgenden Figuren nicht immer dargestellt ist) liegt nahe der Cornea 10a.
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Damit kann durch Verschiebung der Blendeneinrichtung 6 in der Richtung R und/oder durch eine Veränderung der Größe der Blendenöffnung sowohl die Position als auch die Größe eines Cornea-Footprints FP verändert werden bzw. variieren. In den 1b -1d wurde die Blendeneinrichtung 6 leicht in der Zeichenebene nach oben dezentriert, sodass das Reflexlicht aus dem Strahlengang S2 des (nicht gezeichneten) Refraktionsmessgeräts herausgelenkt wird. Das Bezugszeichen 10b kennzeichnet die Retina des Auges 10 und das Bezugszeichen F den Beleuchtungspunkt, auf den die Beleuchtung zur Refraktionsmessung abgebildet wird.
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Daneben wurde bei der in 1c gezeigten Situation (bei 0 Dioptrie, also emmetrop) verglichen mit der in 1b gezeigten Situation (bei -16 Dioptrie, also myop) der Abstand zwischen der Lichtquelle 2 und der Fokussiereinrichtung 14 vergrößert, um dem kleineren Abstand zwischen der Cornea 10a und der Retina 10b des Auges Rechnung zu tragen. Bei der in 1d gezeigten Situation (bei + 13,8 Dioptrie, also hyperop) wurde dieser Abstand noch weiter erhöht. Auch bei den nachfolgenden Figuren (z.B. 3b - 3e) wurden im Vergleich der einzelnen Figuren entsprechende Änderungen vorgenommen (d.h. insb. die Abstände zwischen der Lichtquelle und der Fokussiereinrichtung vergrößert). Der Einfachheit halber werden diese Unterschiede in den nachfolgenden Figuren nicht nochmals erläutert. Mithilfe der optischen Elemente 14 d.h. der Fokussiereinrichtung 14 wird damit das Licht der Beleuchtungseinrichtung auf die Retina 10b fokussiert.
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2 zeigt eine weitere Darstellung für einen Aufbau zwischen der Lichtquelle 2 und der Blendeneinrichtung 6. Bei diesem Aufbau sind, wie oben erwähnt, zwei Plattenelemente 16a, 16b vorgesehen, die jeweils in der Richtung R, d.h. senkrecht zur Geräteachse verschiebbar sind und in ihrer Gesamtheit eine Fokussiereinrichtung 16 ausbilden. Diese Plattenelemente weisen dabei Freiformflächen 162 bzw. entlang der Geräteachse G unterschiedliche Dicken auf. Auf diese Weise ändert sich je nach dem Verschiebeweg die Brechkraft des Plattenpaars 16. Daneben ist in 2 auch eine Blendenöffnung 6a der Blendeneinrichtung 6 dargestellt.
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Die 3a - 3e zeigen eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels für Patientenaugen mit unterschiedlicher Fehlsichtigkeit, welches beispielsweise in Verbindung mit einem Refraktionsmessgerät verwendet werden kann. Dabei ist es denkbar, dass das (nicht gezeigte) Refraktionsgerät einschließlich der Beleuchtungseinrichtung unterhalb eines Operationsmikroskops angeordnet ist. Der Refraktionsstrahlengang kann mithilfe eines Strahlteilers 12 ausgekoppelt werden. Bei der in 3a - 3e gezeigten Ausführungsform enthält das Optiksystem zwischen der Blendeneinrichtung 6 und dem Patientenauge 10 ein afokales Keplersystem mit Feldlinse. Dieses Keplersystem ist hier durch die Bezugszeichen 24, 26 und 4 dargestellt und dient zur Abbildung der Blendeneinrichtung 6 auf die Ebene E1 . Auch hier kann die Blendeneinrichtung 6 senkrecht zur Geräteachse G dezentriert werden, um den Cornea-Footprint auf der Cornea zu verschieben. Ebensogut kann die Blende 6 in ihrem Öffnungsquerschnitt verändert werden, um einen gewünschten Querschnitt des Cornea-Footprints zu erzeugen, so dass der Cornea-Reflex nicht in das Refraktometer eintritt. Die Lichtquelle 2 wird auf die Retina fokussiert, indem sie entlang einer optischen Achse relativ zu einer Fokussiereinrichtung 22 verschoben wird. Da die Blendeneinrichtung 6 auf die Ebene E1 abgebildet wird und da zwischen Blendeneinrichtung 6 und Ebene E1 das Keplersystem durch die Fokussierung nicht verändert wird, kann die Lage und der Querschnitt des Cornea-Footprints unabhängig von der Fokussierung gewählt werden.
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Die 4a - 4d zeigen jeweils Vergrößerungen der in den 3b - 3e gezeigten Situationen. Dabei wurde sowohl das Auge 10 als auch der Bereich mit der Blendeneinrichtung 6 jeweils vergrößert dargestellt. Man erkennt, dass die Blendeneinrichtung 6 hier jeweils zwischen zwei Kittgliedern 22 und 24 angeordnet ist. Weiterhin befindet sich die Blendeneinrichtung 6 in einer Ebene, welche näherungsweise konjugiert zur Cornea 10a des Patientenauges 10 ist. Dies ergibt sich aus der Darstellung in 3a, wo jedoch weder die Blendeneinrichtung noch die Cornea dargestellt sind. Da die Blendeneinrichtung wieder auf die Cornea abgebildet wird, kann durch das Verschieben der Blendeneinrichtung oder durch Veränderung der Blendenöffnung sowohl die Position als auch die Größe des Cornea-Footprints FP geändert werden. 3b bzw. 4a stellt die Situation bei -7,5 Dioptrie (myop) dar, 3c bzw. 4b die Situation bei -3 Dioptrie (myop), 3d bzw. 4c die Situation bei +10 Dioptrie (hyperop) und 3e bzw. 4d die Situation bei +25 Dioptrie (hyperop).
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In den 3 und 4 ist die Blendeneinrichtung 6 jeweils senkrecht zu einer optischen Achse dezentriert, so dass der Cornea-Footprint zur Cornea dezentriert ist und somit das Reflexlicht S2 der Cornea 10a aus dem Strahlengang des (nicht gezeigten) Refraktionsmessgerätes herausgelenkt wird. Auch in den 3 und 4 ist die Lichtquelle 2, wie in dem in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel näherungsweise als Punktlichtquelle dargestellt, welche zur Fokussierung entlang der optischen Achse bzw. Geräteachse verschoben werden kann, ohne dass die Fokussierung den Cornea-Footprint FP hinsichtlich seiner Lage und Größe beeinflusst.
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Diese Fokussierung hängt nicht von der Position der Blendeneinrichtung ab. Auf diese Weise lässt sich auch bei der in den 3 und 4 gezeigten Ausführungsform die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung besonders bevorzugt Cornea-reflexfrei stellen.
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Die 5 und 6 zeigen eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Bei dieser Ausgestaltung ist ebenfalls ein großer Arbeitsabstand zum Patientenauge (vgl. 5b - 5e) ermöglicht. Gegenüber den in den 3 und 4 gezeigten Ausführungsformen ist der optische Aufbau vereinfacht, da anstelle eines afokalen Keplersystems mit einer Feldlinse bestehend aus optischen Elementen 24, 26 und 4 lediglich ein Einzellinsensystem 4 verwendet wird, welches die Blendeneinrichtung 6 auf eine Ebene nahe der Cornea 10a abbildet. Ferner zeigen die - , wie bei Patientenaugen unterschiedlicher Fehlsichtigkeit die Fokussierung des Lichtflecks F durch Verschiebung der Lichtquelle 2 erfolgt, wobei sowohl Querschnitt als auch Lage des Cornea-Footprints unverändert bleiben. Wiederum können also der Querschnitt und die Lage des Cornea-Footprints sowie die Fokussierung unabhängig voneinander gewählt werden. Der Cornea-Footprint kann nun so gewählt werden, dass das Cornea-Reflexlicht S2 nicht in die Eintrittsöffnung des Refraktormeters fällt. Die 6a - 6d zeigen wieder eine vergrößerte Darstellung dieses Sachverhalts, wobei auch hier die Blende wieder unterschiedlich weit gegenüber dem Strahlengang nach oben verschoben ist und sich auch der Abstand zwischen der Punktlichtquelle und den optischen Elementen in Reaktion auf unterschiedliche Augengeometrien ändert.
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7 zeigt eine vereinfachte Darstellung bzw. eine erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung, welche zusammen mit einem Refraktionsmessgerät in ein ophthalmologisches Operationsmikroskop integriert ist. Dabei bezieht sich das Bezugszeichen 60 auf ein Mikroskopie-System. Die Strahlen 62a und 62c stellen schematisch das Nutzlicht dar und werden zur Analyse der Wellenfront durch das Refraktometer verwendet und aus weiteren Komponenten des optischen Mikroskopie-Systems 60 durch einen Faltspiegel 66 ausgekoppelt.
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Das Bezugszeichen 1 kennzeichnet ein Wellenfront-Analysesystem bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung. Die Bezugszeichen 89 und 91 kennzeichnen Zoomsysteme, welche von Strahlenbündeln 81 und 83 durchsetzt werden, wobei zwischen den Hauptstrahlen der Strahlenbündel 81 und 83 ein Stereowinkel α eingeschlossen ist.
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Die 7a zeigt eine vergrößerte Darstellung dieses Wellenfront-Analysesystems 1. Dabei bezieht sich das Bezugszeichen 62 auf einen Wellenfrontsensor. Das Bezugszeichen 64 kennzeichnet den Eintrittsbereich dieses Wellenfrontsensors. Weiterhin ist auch hier wieder eine Strahlteilereinrichtung 12 vorgesehen, die wiederum zum Einkoppeln des Lichts von der Lichtquelle 2 dient. Das Bezugszeichen 42 kennzeichnet ein optisches Element zum Einkoppeln des Lichts der Lichtquelle 2.
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Diese Lichtquelle 2 kann hier wiederum eine Punktlichtquelle und insbesondere eine Superlumineszenzdiode enthalten. Das Bezugszeichen 6 kennzeichnet wiederum die Blendeneinrichtung, die erfindungsgemäß zum Verschieben des Footprints auf der Cornea dienen kann. Das Bezugszeichen 68 beschreibt ein Kittglied und ist ebenfalls Bestandteil der Vorrichtung 1. Das Bezugszeichen 72 kennzeichnet eine Streulichtblende zur zusätzlichen Unterdrückung von Streulicht, welche nicht mit der Blendenvorrichtung 6 zu verwechseln ist und welche nicht in die Nähe der Cornea des Auges abgebildet wird.
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Der übrige Aufbau der in
7 gezeigten Vorrichtung entspricht demjenigen Aufbau, der in
4 der
DE 10 2008 047 400 B4 gezeigt wurde.
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Es wäre dabei möglich, zur Fokussierung des Lichtflecks auf der Retina und somit zur Kompensation der Fehlsichtigkeit des Patientenauges die gesamte Vorrichtung entlang der Linie L zu verschieben. Alternativ ist es jedoch auch möglich, einzelne Komponenten wie etwa die Lichtquelle 2 hier senkrecht zu der Richtung L zu verschieben.
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Die Blendeneinrichtung 6 befindet sich damit in einer Ebene, welche konjugiert ist zu dem Brennpunkt 51 (vgl. 7). Dem gegenüber handelt es sich bei der in 7a beschrieben Blende 72 um eine Streulichtblende, welche die Aufgabe hat, Streulicht daran zu hindern, auf den Wellenfrontsensor 62 zu gelangen.
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Der in 7a gezeigte Aufbau hat die Eigenschaft, dass das Optik-System in der gestrichelten Box, d.h. die Vorrichtung 1 zur Kompensation von Fehlsichtigkeit des Auges entlang einer optischen Achse, d.h. in der Pfeilrichtung L verschoben werden kann. Da sich die Blendeneinrichtung 6 stets in der Brennebene des Optikelements 68 befindet, ist auch bei einer Verschiebung immer gewährleistet, dass sich die Blendeneinrichtung 6 in einer konjugierten Ebene zu dem Brennpunkt 51 befindet. Bei einer Fokussierung durch eine Verschiebung der Vorrichtung 1 ändern sich daher die Lage und Größe des Cornea-Footprints nicht.
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Nahe einem Brennpunkt 51 des Hauptobjektivs 42 befindet sich die Cornea des Patientenauges, welche hier nicht eingezeichnet ist. Die Blendeneinrichtung 6 wird mit kollimiertem Licht beleuchtet, welches auch Licht eines Lasers sein kann. Durch eine Verschiebung der Blendeneinrichtung 6 senkrecht zu einer optischen Achse, d. h. in der Richtung R kann damit die Lage des Cornea-Footprints verschoben werden. Durch eine Veränderung der Größe der Blendenöffnung der Blendeneinrichtung 6 kann die Größe des Cornea-Footprints verändert werden. Dabei ändert sich durch eine Veränderung in der Blendeneinrichtung 6 die Fokussierung der Beleuchtungseinrichtung auf die Retina des Patientenauges nicht.
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Alternativ zu einer Verschiebung der Blendeneinrichtung zur Variation der Position des Cornea-Footprints ist es auch möglich, die komplette Blendeneinrichtung 6 mit einem Kollimator 42 zusammenzufassen und gemeinsam mit der Punktlichtquelle 2 senkrecht zur optischen Achse, d. h. in der Richtung R zu verschieben. Daneben ist es auch, wie bereits erläutert, denkbar, dass anstelle der Blendeneinrichtung 6 in 7a die Blendeneinrichtung 6 eine fiktive Fläche ist, welche am Ort eines Waists eines Gaußbündels liegt und deren Radius kleiner ist als der Waistradius.
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Die 8 und 9 zeigen eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Aufbau ist die Beleuchtungseinrichtung wieder in ein ophthalmologisches Operationsmikroskop integriert. Die Linse 42 in den 8a - 8c stellt das Hauptobjektiv des Operationsmikroskops dar. Die Blendeneinrichtung 6 steht in der Brennebene des Kittglieds 4 aus den 9a - 9c und wird von dem Hauptobjektiv 42 in die Nähe der Cornea des Patientenauges abgebildet, welche nahe an der Fokusebene des Hauptobjektivs 42 positioniert ist. Durch Verschiebung bzw. durch Größenänderung der Blendeneinrichtung 6 wird wiederum der Cornea-Footprint festgelegt. Die Fokussierung erfolgt durch eine Verschiebung der Lichtquelle entlang der optischen Achse.
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8a stellt die Situation bei -7,4 Dioptrie (myop) dar, 8b die Situation bei 0 Dioptrie (emmetrop) und 8c die Situation bei +7,4 Dioptrie (hyperop).
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Bei dem in den 8 und 9 gezeigten Ausführungsbeispiel, wobei in 9 wiederum eine Vergrößerung von 8 dargestellt ist, weist der Beleuchtungsstrahlengang wie auch der nicht gezeigte Messstrahlengang des Refraktionsmessgeräts eine optische Achse auf, welche nicht mit der optischen Achse des Hauptobjektivs des Operationsmikroskops zusammenfällt. Dies hat konstruktive Vorteile, weil der Platz vom Patientenauge aus gesehen hinter dem Hauptobjektiv 42 von vielen verschiedenen Strahlengängen durchsetzt ist (beispielsweise gibt es je zwei stereoskopische Strahlengänge für die Haupt- und Mitbeobachter, Kamerastrahlengänge, Beleuchtungsstrahlengänge für Umfeld und Red-Reflex-Beleuchtung, etc.). Für eine zuverlässige Refraktionsmessung ist es vorteilhaft, wenn der Patient in Richtung des Beleuchtungsstrahlengangs blickt, damit der auf der Retina erzeugte Lichtfleck nahe der Fovea (Stelle des schärfsten Sehens) des Patienten liegt, so dass eine verlässliche Refraktionsmessung möglich ist. Als Blickreiz kann die Beleuchtungseinrichtung selbst verwendet werden. Vor der Blendeneinrichtung 6 ist eine Linsengruppe mit zwei Linsen 52 und 54 vorgesehen, welche Brennweiten von f=+15mm und f= +40mm aufweisen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Lichtquelle
- 4
- optisches Element
- 6
- Blendeneinrichtung
- 10
- Auge
- 10a
- Cornea
- 10b
- Retina
- 12
- Strahlteiler
- 14
- optisches Element (Fokussiereinrichtung)
- 16
- Plattenpaar
- 16a,16b
- Plattenelemente
- 22, 24,26
- Linsensystem, Kittglieder (Fokussiereinrichtung)
- 32, 34
- Linsen (Fokussiereinrichtung)
- 42
- Linse, Hauptobjektiv
- 51
- Brennpunkt
- 52,54
- Linsengruppe
- 60
- Mikroskopiesystem
- 62
- Wellenfrontsensor
- 62a,62c, 81, 83
- Strahlen
- 64
- Eintrittsbereich des Wellenfrontsensors
- 66
- Faltspiegel
- 68
- Kittglied
- 72
- Blende
- 89, 91
- Zoomsysteme
- 162
- Freiformfläche
- S1, S2
- Strahlengang
- G
- Geräteachse
- F
- Beleuchtungspunkt auf Retina
- FP
- durchsetzter Bereich, Footprint auf Cornea
- R
- Verschiebungsrichtung der Blendeneinrichtung
- B
- Bereich mit geringstem Strahlquerschnitt
- E1
- Abbildungsebene der Blendeneinrichtung
