DE19726291A1 - Keratometrische Anordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine keratometrische Anord­ nung nach Patentanmeldung 196 36 472.

Keratometrische Anordnungen, auch als Ophtalmometer be­ zeichnet, finden in der Augenoptik und Augenmedizin vor allem zur Bestimmung der Krümmungsradien der Cornea Anwen­ dung. Ihr Einsatz erfolgt aber auch zur Vermessung von Kon­ taktlinsen, zur Beurteilung progressiver Hornhautverände­ rungen und bei der Suche nach hornhautbedingten Refrakti­ onsfehlern.

Unter den im Hauptpatent dargelegten Ausführungsformen ist bereits eine keratometrische Anordnung beschrieben, bei der Beleuchtungsstrahlen parallelen Lichtes auf die Cornea ge­ richtet sind, eine drehbare optische Einheit in der von der Cornea reflektierten Strahlung vorgesehen ist, eine Abbil­ dung dieser Strahlung auf eine photoelektrische Empfänge­ reinheit erfolgt und zwischen der Beleuchtungsquelle und der Cornea eine Kombination aus mindestens einem Element zur Erzeugung parallelen Lichtes mit mindestens einem Axi­ con vorgesehen ist.

Dabei ist das Axicon so im Beleuchtungsstrahlengang ange­ ordnet, daß das auf das Axicon einfallende parallele Licht auf die Cornea gelenkt wird und dort einen ringförmigen kollimierten und achsparallelen Beleuchtungsstrahlengang erzeugt. Das Axicon ist dabei als kreisrundes Gitter mit definierter Gitterkonstante ausgebildet, die durch Beugung den einfallenden Beleuchtungsstrahlengang um einen defi­ nierten Winkel ablenkt. Nachteilig hierbei ist der zur Er­ zielung einer hohen Genauigkeit erforderliche technologi­ sche Aufwand zur Herstellung des optischen Gitters und des­ sen exakte Einordnung in die Beleuchtungsstrahlengänge.

Die Erfindung geht deshalb von der Aufgabe aus, eine kera­ tometrische Anordnung der vorbeschriebenen Art so weiterzu­ bilden, daß der Aufbau mit geringerem Aufwand möglich ist und außerdem eine höhere Funktionssicherheit erzielt wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Axicon als reflektierendes Element ausgebildet ist, das ei­ ne zu einem Zylinder- oder einem Kegelmantel gekrümmte Spiegelfläche aufweist, wobei die Spiegelfläche so angeord­ net ist, daß ihre Krümmungsmittenachse mit der Drehachse der drehbaren optische Einheit deckungsgleich ist.

Dieses optische Element ist mit wesentlich geringerem tech­ nologischen Aufwand herstellbar als das im Hauptpatent bei­ spielhaft in den Strahlengang eingeordnete optische Gitter. Weiterhin ist der Aufwand für die Einjustierung dieses op­ tischen Elementes beim Geräteaufbau bedeutend geringer als bei der im Hauptpatent dargelegten Ausgestaltungsvariante, woraus sich zugleich der Vorteil einer erhöhten Funktions­ sicherheit ergibt, denn diese Anordnung ist gegen eine De­ justierung infolge äußerer Einflüsse weniger empfindlich.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lö­ sung besteht darin, daß das reflektierende Element aus ei­ nem Hohlzylinder besteht, dessen Innenwandung als Spiegel­ fläche ausgebildet ist. Aufgrund der einfachen geometri­ schen Formgebung sind zur Herstellung dieses optischen Ele­ mentes unkomplizierte und bewährte technologische Herstel­ lungsverfahren anwendbar.

Bevorzugt ist die Spiegelfläche im Strahlengang zweier Be­ leuchtungsstrahlengänge parallelen Lichtes angeordnet, die beide im selben Winkel symmetrisch zur Drehachse der dreh­ baren optischen Einheit geneigt sind. Mit dieser Ausgestal­ tung ist eine optimale Abtastung der Cornea mit Hilfe der durch das Axicon auf die Cornea gelenkten Beleuchtungs­ strahlengänge möglich.

Weiterhin vorteilhaft ist als photoelektrische Empfängeran­ ordnung eine CCD-Empfängerzeile mit nachgeschalteter Aus­ werteelektronik vorgesehen. Die Ermittlung des Bildpunktab­ standes auf der Empfängerzeile mit Hilfe der Auswerteelek­ tronik erfolgt wie im Hauptpatent beschrieben.

In einer alternativen Ausgestaltungsform kann vorgesehen sein, daß das reflektierende Element aus einem Hohlkegel besteht, dessen Innenwandung als Spiegelfläche ausgebildet ist. Dabei ist der Hohlkegel analog zum Hohlzylinder so in den Beleuchtungsstrahlengang eingeordnet, daß die Krüm­ mungsmittenachse mit der Drehachse der drehbaren optische Einheit deckungsgleich ist, wobei sich der Kegeldurchmesser zur Cornea hin verjüngt.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spieles näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau der erfindungsgemäßen keratometrischen Anordnung;

Fig. 2 ein Beispiel für die Ausführung des reflektie­ renden Elementes.

In Fig. 1 sind die von zwei punktförmigen Strahlungsquellen mit je einem nachgeschalteten Kollimator (beides nicht dar­ gestellt) ausgehenden Beleuchtungsstrahlengänge parallelen Lichtes 2e und 2f auf ein drehbares optisches Prisma 27 ge­ richtet. Das drehbare Prisma 27 weist zwei unter einem Win­ kel von 90° gegeneinander geneigte Reflektorflächen 27a und 27b auf, die im Winkelscheitel bzw. in ihrer gemeinsamen Schnittgeraden 35 aneinander anliegen.

Die Drehrichtung des Prisma 27 ist durch R angegeben. Die Drehachse 59 des drehbaren optischen Prisma 27 liegt inner­ halb der von den Beleuchtungsstrahlengängen 2e und 2f auf­ gespannten Ebene und bildet zugleich die Winkelhalbierende des von den beiden Beleuchtungsstrahlen 2e und 2f einge­ schlossen Winkels. Die vom Prisma 27 reflektierten Beleuch­ tungsstrahlengänge 2e' und 2f' sind auf die Spiegelfläche 57 des reflektierenden Elementes 56 gerichtet, das als Hohlzylinder mit verspiegelter Innenfläche ausgebildet ist (vgl. Fig. 2).

Aufgrund der deckungsgleich mit der Drehachse 59 angeordne­ ten Krümmungsmittenachse 58 werden die beiden mit dem Pris­ ma 27 rotierenden Beleuchtungsstrahlengänge 2e' und 2f' auf die ebenfalls in der Drehachse 59 angeordnete Cornea 13 ge­ lenkt.

Im Strahlengang des von der Cornea 13 reflektierten Be­ leuchtungslichtes sind eine Linse 28 sowie eine telezentri­ sche Blende 29 angeordnet. Im weiteren Strahlenverlauf ist ein Strahlenteiler 30 vorgesehen, an dessen Teilerfläche zunächst ein Beobachtungsstrahlengang 36 ausgeblendet und über eine Linse 31 in eine CCD-Kamera 32 abgebildet wird.

Der nicht abgelenkte Teil des von der Cornea 13 kommenden Strahlenganges erreicht das drehbare Prisma 27, wird dort wieder in Richtung auf den Strahlenteiler 30 reflektiert und von dessen Teilerfläche auf die CCD-Empfängerzeile 34 abgebildet, der eine Zylinderlinse 33 und ein Filter 34 vorgeordnet sind.

Wie im Hauptpatent 196 36 472.8 beschrieben, ist der Ab­ stand der Lichtquellenbilder auf der CCD-Empfängerzeile 34 ein Maß für den Krümmungsradius in der von den Beleuch­ tungsstrahlengängen aufgespannten Ebene.

Wird beim Betreiben dieser Anordnung das Prisma 27 um seine Achse gedreht, erfolgt sowohl eine Drehung der Beleuch­ tungsebene wie auch des Bildes auf der CCD-Empfängerzeile 34 um die optische Achse 12. Somit kann die Krümmungsmes­ sung über die gesamte Cornea 13 erfolgen, da sich mit einer Änderung des Krümmungsradius auf der Cornea 13 auch der Ab­ stand der in Bildpunkten dargestellten Beleuchtungsstrah­ lengänge in der Meßebene ändert, die durch die Beleuchtung und die CCD-Empfängerzeile 34 aufgespannt ist. Aus dem Ab­ stand der Bildpunkte auf der CCD-Empfängerzeile 34 wird der jeweilige Krümmungsradius bestimmt.

Die elektronische Auswertung kann dabei wie im Hauptpatent mit der dort dargestellten, der CCD-Empfängerzeile 34 nach­ geschalteten Auswerteelektronik erfolgen.

Bezugszeichenliste

2

e,

2

f,

2

e',

2

f' Beleuchtungsstrahlung

12

optische Achse

13

Cornea

27

drehbares Prisma

27

a,

27

b Reflektorflächen

28

Linse

29

telezentrische Blende

30

Strahlenteiler

31

Linse

32

CCD-Kamera

33

Zylinderlinse

34

CCD-Empfängerzeile

35

Schnittgerade

36

Beobachtungsstrahlengang

56

reflektierendes Element

57

Spiegelfläche

58

Krümmungsmittenachse

59

Drehachse
R Drehrichtung

Claims (7)

1. Keratometrische Anordnung, bei der Beleuchtungsstrahlen parallelen Lichtes, die von einer drehbaren optischen Einheit kommen, unter Verwendung eines Axicon auf die Cornea (13) gerichtet sind und eine Abbildung der von der Cornea (13) reflektierten Beleuchtungsstrahlung auf eine photoelektrische Empfängeranordnung erfolgt, nach Patentanmeldung 196 36 472.8, dadurch gekennzeichnet, daß das Axicon als reflektierendes Element (56) ausge­ bildet ist, das eine zu einem Zylinder- oder einem Ke­ gelmantel gekrümmte Spiegelfläche (57) aufweist.

2. Keratometrische Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Spiegelfläche (57) so angeordnet ist, daß ihre Krümmungsmittenachse (58) mit der Dreh­ achse (59) der drehbaren optische Einheit deckungs­ gleich ist.

3. Keratometrische Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß das reflektierende Element (56) aus einem Hohlzylinder besteht, dessen Innenwan­ dung als Spiegelfläche (57) ausgebildet ist.

4. Keratometrische Anordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelflä­ che (57) im Strahlengang zweier Beleuchtungsstrahlen­ gänge parallelen Lichtes (2e', 2f') angeordnet ist, die beide symmetrisch zur Drehachse (59) der drehbaren op­ tischen Einheit geneigt sind.

5. Keratometrische Anordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Beleuch­ tungsstrahlengängen (2e, 2f) vor der drehbaren opti­ schen Einheit optische Baugruppen zur Korrektur der Strahlungsverläufe vorgesehen sind.

6. Keratometrische Anordnung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Korrektur der Strahlungsverläufe in jedem der Beleuchtungsstrahlengänge (2e, 2f) eine Zylinderlinse angeordnet ist.

7. Keratometrische Anordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als drehbare op­ tische Einheit ein drehbares Prisma (27) und als photo­ elektrische Empfängeranordnung eine CCD-Empfängerzeile (34) mit nachgeschalteter Auswerteelektronik vorgesehen ist.