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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich allgemein auf Ausrüstung
zum Untersuchen von menschlichen Augen bei medizinischer Verwendung
und insbesondere auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Messen
von Abbildungsfehlern im menschlichen Auge.
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Das menschliche Auge wird als ein
optisches System angesehen, das das Bild eines betrachteten Gegenstandes
auf der Netzhaut des Auges abbildet und Bildsignale an das Nervensystem
liefert, um so einen Scheindruck zu erhalten. Ein ideales menschliches
Auge kann das Bild eines Gegenstandes scharf auf der Netzhaut bilden,
auf der der Kontrast der Oberflächenhelligkeitsverteilung
unverändert
bleibt. Das Licht, das von einem gewissen Punkt der Oberfläche des
Gegenstandes emittiert (oder reflektiert) wird, gelangt durch die
Pupille des Auges und wird auf einen entsprechenden Punkt auf der
Netzhaut fokussiert. In der Praxis ist das menschliche Auge jedoch
nicht ideal, wobei das Licht, das durch die Pupille hindurchgeht,
einen Fleck und nicht einen fokussierten Punkt bildet. Nur in wenigen
Fällen
erreicht der Fleck den idealen Punkt, während in den meisten Fällen der
Fleck dies nicht tut. Die Abweichung des optischen Weges aufgrund
des vorgenannten Fehlers des optischen Systems wird als Abbildungsfehler bezeichnet,
was bewirkt, daß das
gebildete Bild unscharf ist, wodurch das Sehen verschlechtert wird.
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Es gibt zwei Verfahren, um die Abbildungscharakteristiken
zu beschreiben. Eines beruht auf einem zweidimensionalen Abbildungsfehlerprofil,
d. h. dem Wellenabbildungsfehlerprofil, wo ein Satz von Koordinaten
mit einem Ursprung im Zentrum auf der Pupillenoberfläche des
menschlichen Auges gebildet wird.
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Die Abbildungsfehler in Bezug auf
alle Lichtstrahlen durch die Pupille werden entsprechend den Einfallspunkten
aufgezeichnet. Es ist vorteilhaft, daß das Abbildungsfehlerprofil
detailliert aufgezeichnet werden kann, es ist jedoch nachteilig,
daß es
zu kompliziert und zu ungleichmäßig zu beschreiben
ist. Die andere Lösung
besteht darin, alle einfachen unabhängigen Abbildungsfehler entsprechend
den individuellen Gewichten aufzuaddieren, um so einen Gesamtabbildungsfehler
zu erhalten. Ein solcher Gesamtabbildungsfehler wird eindeutig bestimmt,
so weit die unabhängigen
Abbildungsfehler bestimmt werden. Die gemessenen Ergebnisse, die
als "Kurzsichtigkeit" oder "Weitsichtigkeit" und "Astigmatismus" bezeichnet werden,
sind zwei unabhängige
Abbildungsfehler.
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Abbildungsfehler verschlechtern das
Sehvermögen.
Es ist daher notwendig, die Abbildungsfehler zu korrigieren, um
das Sehvermögen
zu verbessern. Da nur Kurz-/Weitsichtigkeit und Astigmatismus durch
die konventionelle Optometrietechnik bestimmt werden können, können Korrekturtechniken wie
z. 8. das Brillentragen und Laseroperationen nur auf Korrekturen
angewendet werden, bei denen unscharfe Abbildung stattfindet und
Astigmatismus vorhanden ist. Andererseits haben die Patienten mit Kurz/Weitsichtigkeit
oder Astigmatismus häufig ernsthaftere
Abbildungsfehler, die nicht vollständig bestimmt und demgemäß korri giert
werden können. Daher
kann das Sehvermögen
sogar durch Tragen von Brillen oder Laseroperation nicht stark verbessert
werden.
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Bisher sind die Abbildungsfehlermeßtechniken,
die imstande sind, das Wellenabbildungsfehlerprofil und die Analyse
einer Mehrzahl von unabhängigen
Abbildungsfehlern zu liefern, nur auf der Laborstufe erhältlich.
Die Vorrichtungen, die konventionell für Abbildungsfehlermessungen
verwendet werden, können
nicht sowohl das Wellenabbildungsfehlerprofil und die Größen der
Komponenten von unabhängigen
Abbildungsfehlern liefern. Es wird auf ein Refraktometer des US-Patents
5 258 791 Bezug genommen, das in Applied Optics, 1992, Nr. 31, S.
3678 bis 3686 beschrieben ist. Mit einem solchen Refraktometer können nur
die refraktiven Gesamteigenschaften gemessen werden, die Übertragung
von den refraktiven Charakteristiken zum Wellenabbildungsfehlerprofil
ist jedoch nicht möglich,
so daß ein
Gesamtabbildungsfehlerprofil nicht geschaffen werden kann, und erst
recht nicht die Größen der
unabhängigen Abbildungsfehler
bestimmt werden können.
Beruhend auf einem solchen Refraktometer liefert eine verbesserte
Vorrichtung zu Messen von Abbildungsfehlern (beschrieben in He,
J. C. u. a.: Measurement of the wave-front aberration of the eye
by a fast psychophysical procedure. In: Journal of the Optical Society
of America A, Vol. 15, Sept. 1998, No. 9, S. 2449-2456) sowohl das
Wellenabbildungsfehlerprofil als auch die Größen der Komponenten der unabhängigen Abbildungsfehler
innerhalb des 7. Grades und zwar ohne Pupillenerweiterung. Diese
Vorrichtung ist leichter zu benutzen als eine andere (wie in Junzhong
Lianq u. a.: Aberrations and retinal image quality of the normal
human eye. In: Journal of the Optical Society of America A, Vol.
14, Nov. 1997, No. 11, S. 2873-2883 beschrieben), die auch sowohl
das Wellenabbildungsfehlerprofil als auch die Größen der Komponenten der unabhängigen Abbildungsfehler liefern
kann. In einer solchen Vorrichtung wird jedoch der Eingangswinkel
des einfallenden Lichtes durch ein Reflektorsteuersystem hoher Präzision verändert, das
unter einem hohen Preis und unter geringer Zuverlässigkeit
leidet. Andererseits ist der Veränderungswinkel
des Reflektors auf einen dynamischen Bereich von nur 400° begrenzt.
Der Reflektor leidet auch unter Nachteilen wie einem komplizierten
Aufbau, schlechter Zuverlässigkeit,
hohen Anforderungen an die Präzision,
hohen Herstellungskosten und darunter, daß er nicht mit konventionellen
Ausrüstungen
verwendet werden kann.
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Das Prinzip zum Messen der Abbildungsfehler
wird im folgenden beschrieben. Ein feiner Strahl von parallelen
Lichtstrahlen (mit einem Durchmesser von 0,5 mm) wird von einer
gewissen Stelle auf der Pupille in das Auge emittiert und bildet
einen Lichtpunkt, wie er durch die Person gesehen wird. Wenn die
Einfallsstelle der Lichtstrahlen auf das Auge ohne Abbildungsfehler
geändert
wird, bleibt der Lichtpunkt an der idealen Stelle stabil, und eine
Veränderung des
Lichtpunktes kann nicht beobachtet werden. Sind aber eine Mehrzahl
von Abbildungsfehlern im Auge vorhanden, wird sich der Lichtpunkt
von der idealen Stelle entsprechend der Veränderung der Einfallsstelle
der parallelen Lichtstrahlen des einfallenden Lichtes ändern. Das
Ausmaß,
in dem sich die Lichtstrahlen wegbewegen, hängt von der Charakteristik
und den Größen des
Abbildungsfehlers ab. Wird nun ein Bezugslichtstrahl zu den vorgenannten
parallelen Lichtstrahlen hinzugefügt, um ein kreuzförmiges Bild
im Auge zu erzeugen, so können
sich das Zentrum des kreuzförmigen
Bildes und die ideale Stelle des Lichtpunktes der parallelen Lichtstrahlen überlagern.
Daher kann die Größe der Verschiebung, die
dem idealen Punkt aufgrund von Abbildungsfehlern der parallelen
Lichtstrahlen entspricht, gemessen werden, indem die Veränderung
der Stelle des Lichtpunktes vom Zentrum des kreuzförmigen Bildes erhalten
wird. Auf diese Weise kann die Verschiebung gemessen werden, indem
die Messung von Abbildungsfehlern übertragen wird.
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Die Größe der Verschiebung des Bildes
im Auge ist jedoch schwer direkt zu messen und kann nur indirekt
erhalten werden. Wird z. B. der Einfallswinkel des einfallenden
Lichtes geändert,
während der
Einfallsort des einfallenden Lichtes auf der Pupille des Auges festgehalten
wird, so wird sich der Ort des Lichtpunktes entsprechend dem Einfallswinkel des
Lichtes ändern.
Wenn der Lichtpunkt zum Mittelpunkt des kreuzförmigen Bildes unter Verwendung der
Steuereinrichtungen bewegt wird, wird die Veränderung proportional zu den
Größen des
Abbildungsfehlers des Lichtes durch die Pupille sein. Auf ähnliche
Weise kann eine solche Messung an anderen Orten der Pupille durchgeführt werden,
um so das Profil der Veränderung
des Einfallswinkels zu erhalten, d. h. das Gesamtrefraktionsprofil.
Entsprechend dem Gesamtrefraktionsprofil können das Gesamtwellenabbildungsfehlerprofil
und die Größen der
unabhängigen
Komponenten unter Verwendung der kleinsten mittleren Fehlerquadrate
(LMS) erhalten werden.
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In den Versuchen, die das zuvor erwähnte Prinzip
zum Messen der Abbildungsfehler verwendeten, werden der Einfallsort
und der Einfallswinkel der einfallenden Lichtstrahlen unter Verwendung
von mechanischen Steuermitteln gemessen, wie z. B. einem Schrittmotor,
um genau zu steuern und zu arbeiten mit den pupillenbegrenzenden
Mitteln und die Stelle auszuwählen.
Die Genauigkeit des Schrittmotors ist wesentlich, was zu höheren Herstellungskosten
führt.
Außerdem
haben solche Komponenten schlechte Schwingungs- und Temperatureigenschaften
und sind daher nicht für
die Verwendung in Meßgeräten geeignet.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Vor- richtung und ein Verfahren zum Messen von Abbildungsfehlern
in menschlichen Augen zu schaffen, die sowohl das Gesamtabbildungsfehlerprofil
als auch eine Mehrzahl von unabhängigen
Abbildungsfehlern eines menschlichen Auges bestimmen können. Eine
solche Vorrichtung hat Vorteile wegen ihres einfachen Aufbaus, guter
Zuverlässigkeit
und niedriger Herstellungskosten.
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Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, schafft
die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Messen von Abbildungsfehlern
im menschlichen Auge, mit
- – einer Messlichtquelle, die
aus einem Satz von lichtemittierenden Dioden (LEDs) besteht, die
in einer zweidimensionalen Matrix angeordnet sind;
- – einer
Lichtquelle für
Beleuchtung;
- – einem
optischen System, umfassend:
- – einen
optischen Messweg, der aus einer ersten Linse, einem ersten Reflektor,
einer durchsichtigen visuellen Markierung auf einer Flüssigkristallanzeige
und einem ersten lichtdurchlässigen
reflektierenden Element besteht,
- – einen
optischen Bezugsweg, der aus einer dritten Linse und einer festen
visuellen Markierung zwischen der Beleuchtungslichtquelle und dem ersten
lichtdurchlässigen
reflektierenden Element besteht, und
- – einen
gemeinsamen optischen Weg, der aus einem zweiten Reflektor, einem
zweiten lichtdurchlässigen
reflektierenden Element, einer zweiten Linse und einem dritten Reflektor
zwischen der zweiten Linse und der Pupille des Auges be steht;
- – Mitteln
zum Ändern
der Einfallsstelle des einfallenden Lichts, die eine LED-Treiberschaltung
zum Einschalten einer der LEDs in der Matrix der Messlichtquelle
enthalten;
- – Mittel
zum Ändern
des Einfallswinkels des einfallenden Lichtes, die eine Maus zum
Steuern der Bewegung der durchsichtigen visuellen Markierung in
einer Ebene senkrecht zur Lichtausbreitungsrichtung einschließen; und
- – einen
Steuercomputer, der mit der LED-Treiberschaltung, der Maus und der
Flüssigkristallanzeige
verbunden ist.
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Das System weist vorteilhafterweise
weiter einen optischen Weg für
die Abbildung der Pupille auf, der aus einer Infrarotlichtquelle,
dem dritten Reflektor, der zweiten Linse, dem zweiten lichtdurchlässigen reflektierenden
Element, einer vierten Linse, einer Kamera mit ladungsgekoppelter
Einrichtung (CCD) und einem Monitor besteht, der mit der CCD-Kamera
verbunden ist, wobei die vierte Linse, die CCD-Kamera und der Monitor
auf der dem gemeinsamen optischen weg abgewandten Seite des zweiten
lichtdurchlässigen
reflektierenden Element angeordnet sind.
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Die feste visuelle Markierung in
dem optischen Bezugsweg ist vorteilhafterweise ein transparenter
Film mit einem kreuzförmigen
Bild.
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Das zweite lichtdurchlässige reflektierende Element
ist vorteilhafterweise ein selektives Element, das für sichtbares
Licht vollständig
reflektiert und für Infrarot
vollständig
durchlässig
ist.
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Der Satz von lichtemittierenden Dioden
in der Lichtquelle für
die Messung schließt
vorteilhafterweise 37 lichtemittierende Dioden ein, die in einer
oktogonalen Matrix angeordnet sind.
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Die vorliegende Erfindung weist weiter
eine eindimensionale Mikrobewegungsstation und Refraktionseinstellmittel
auf, die aus manuellen Einstellmitteln zum Bewegen der Bewegungsstation
entlang der Richtung der Lichtfortpflanzung aufgebaut sind, wobei
der zweite Reflektor und das zweite lichtdurchlässige reflektierende Element
auf der eindimensionalen Mikrobewegungsstation angeordnet sind.
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Die vorliegende Erfindung schafft
auch ein Verfahren zum Messen von Abbildungsfehlern im menschlichen
Auge, das dadurch gekennzeichnet ist, daß
- (i)
die Mittel zum Ändern
der Einfallsstelle des einfallenden Lichts selektiv einzelne der
Dioden einschalten,
- (ii) durch Bewegung der Maus die durchsichtige visuelle Markierung
in der Flüssigkristallanzeige so
bewegt wird, dass das Bild der durchsichtigen visuellen Markierung
mit dem Bild der kreuzförmig ausgebildeten
festen visuellen Markierung auf der Netzhaut zusammenfällt, und
- (iii) die Größe der Verschiebung
der durchsichtigen visuellen Markierung aufgezeichnet wird, um so
die Veränderung
des Einfallswinkels zu berechnen und um das gesamte Wellenabbildungsfehlerprofil
und mehr als einen der unabhängigen Abbildungsfehler
durch die Methode der kleinsten mittleren Quadrate zu bestimmen.
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Die vorliegende Erfindung bringt
Vorteile mit sich, indem
- (1) die Genauigkeit
der abgetasteten Position auf der Pupillenebene von der Herstellungsgenauigkeit
der Matrix von lichtemittierenden Dioden abhängt, die leicht zu erzielen
ist;
- (2) bei Beendung der Herstellung der Matrix von lichtemittierenden
Dioden die Genauigkeit ewig bestehen bleibt, was die Probleme aufgrund
der Verschlechterung der Genauigkeit vermeidet, die auf der Alterung
von mechanischen Teilen beruht;
- (3) die Ausbildung des optischen Systems die Lichtquelle in
größtmöglichstem
Ausmaß ausnutzt;
- (4) lichtemittierende Dioden anstelle von Laserquellen oder
anderen intensiven Lichtquellen verwendet werden, um den Aufbau
der Lichtquelle zu vereinfachen und um die Herstellungskosten zu verringern;
- (5) die elektrischen Schaltungen schnell und leicht bei der
Computerbearbeitung zu benutzen sind;
- (6) die integrierte Vorrichtung, die aus Steuerschaltungen und
lichtemittierenden Dioden aufgebaut ist, leicht standardisiert und
hergestellt werden kann;
- (7) die durchsichtige visuelle Markierung auf der Flüssigkristallanzeige
durch Bewegen der Maus gesteuert wird, um so die Veränderung
des Einfallswinkels ohne Veränderung
des Einfallsortes zu ändern
und um den dynamischen Bereich auf 1000 Grad mit derselben Genauigkeit
zu vergrößern; und
- (8) die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß optische
Wege verwendet werden, die vier Linsen enthalten, die im optischen
Meßweg,
dem optischen Bezugsweg, dem optischen Weg zum Abbilden der Pupille
und dem gemeinsamen optischen Weg angeordnet sind, wodurch eine
einfachere, aber bessere Konstruktion der optischen Wege als beim
Stand der Technik geschaffen wird.
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In der Vorrichtung und einem Verfahren
zum Messen von Abbildungsfehlern im menschlichen Auge der Erfindung
können
die Abbildungsfehler des menschlichen Auges dadurch gemessen werden, daß die Verfolgung
von Lichtstrahlen zum Messen benutzt wird. Die Verschiebung des
einfallenden Lichtes in bezug auf die ideale Punktstelle auf die
Pupille des Auges wird dadurch korrigiert, daß der Einfallswinkel des Einfallslichtes
geändert
wird, um Überlagerung
mit dem idealen Lichtpunkt herzustellen. Die Veränderung des einfallenden Lichtes
wird durch kleinste mittlere Fehlerquadrate analysiert, um so das
zweidimensionale Wellenabbildungsfehlerprofil und die Größe der unabhängigen Abbildungsfehler
zu erhalten.
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Einzelheiten der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung werden aufgrund der beigefügten Zeichnungen und detaillierten
Beschreibungen erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung, die die Vorrichtung der Erfindung zum
Messen von Abbildungsfehlern im menschlichen Auge zeigte und
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2 eine
schematische Darstellung, die eine Matrix von lichtemittierenden
Dioden zeigt, wie sie in 1 gezeigt
ist.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Anfangs wird auf 1 Bezug genommen, die eine schematische
Zeichnung zeigt, die eine Vorrichtung der Erfindung zum Messen von
Abbildungsfehlern im menschlichen Auge darstellt. In der Zeichnung
weist die Vorrichtung eine Treiberschaltung 1 für lichtemittierende
Dioden (LED), eine LED-Matrix 2, eine erste Linse 3,
einen ersten Reflektor 4, eine durchsichtige visuelle Markierung 5,
eine Flüssigkristallanzeige 6,
ein erstes lichtdurchlässiges
reflektierendes Element 7, einen zweiten Reflektor 8,
ein zweites lichtdurchlässiges
reflektierendes Element 9, eine zweite Linse 10,
einen dritten Reflektor 11, einen Okularrahmen 12,
eine Lichtquelle für
Beleuchtung 14, eine dritte Linse 15, eine feste
visuelle Markierung 16, eine vierte Linse 17,
eine CCD-Kamera 18 (ladungsgekoppelte Einrichtung), einen
Monitor 19, eine Infrarotlichtquelle 20, einen
Steuercomputer 21 und eine Maus 22 auf. Die Nummer
13 deutet das zu untersuchende menschliche Auge an.
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Die LED-Treiberschaltung 1 wird
dazu verwendet, den optischen Meßweg mit Lichtquellen zu versorgen.
Sie schaltet auch eine lichtemittierende Diode in der LED-Matrix 2 an.
Der optische Meßweg beginnt
von der LED-Matrix 2 durch die erste Linse 3, den
ersten Reflektor 4, das transparente Loch der transparenten
visuellen Markierung 5, die Flüssigkristallanzeige 6,
das erste lichtdurchlässige
reflektierende Element 7, den zweiten Reflektor 8,
das zweite lichtdurchlässige
reflektierende Element 9, die zweite Linse 10,
den dritten Reflektor 11 und den Okularrahmen 12 zum Auge 13.
Da die Endoberfläche
der LED-Matrix 2 in der vorderen Brennebene der ersten
Linse 3 angeordnet ist, werden die Lichtstrahlen von jeder
lichtemittierenden Diode parallel, nachdem sie durch die erste Linse 3 hindurchgegangen
sind. Die Pupillenebene des menschlichen Auges 13 befindet
sich in der hinteren Brennebene der zweiten Linse 10. Die
zweite Linse 10 fokussiert daher die parallelen Lichtstrahlen
auf die Pupillenebene. Auf diese Weise ist die Endoberfläche der LED-Matrix 2 konjugiert
zur Pupillenebene des Auges 13. Wenn eine lichtemittierende
Diode selektiv eingeschaltet wird, gelangt das Licht durch eine
gewisse Stelle auf der Pupillenebene in das menschliche Auge 13.
Auf diese Weise kann die Stelle des einfallenden Lichtes verändert werden.
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Jede der lichtemittierenden Dioden
in der LED-Matrix 2 hat vorzugsweise einen Durchmesser von
0,5 mm. Die erforderliche Anzahl der lichtemittierenden Dioden kann
durch die Meßgenauigkeit
bestimmt werden und beträgt
vorzugsweise 37 lichtemittierende Dioden. Die Brennweite der ersten
Linse 3 und die Brennweite der zweiten Linse 10 können gleich
sein oder auch nicht. Der Durchmesser des Bildes der Endoberfläche der
LED-Matrix 2, der auf der Pupille des menschlischen Auges 13 gebildet
ist, sollte aber im Bereich von 6 bis 8 mm gehalten werden. Das
durchsichtige Loch der durchsichtigen visuellen Markierung 5 hat
einen Durchmesser von 0,5 mm und ist in der vorderen Brennebene
der zweiten Linse 10 angeordnet, um so mit dem menschlichen Auge 13 konjugiert
zu sein.
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Die durchsichtige visuelle Markierung 5 ist auf
der Flüssigkristallanzeige 6 angeordnet.
Die durchsichtige visuelle Markierung 5 ist senkrecht zur Richtung
der Lichtfortpflanzung und kann in der zweidimensionalen Ebene unter
manueller Steuerung unter Verwendung der Computersteuermittel 21 und
der Maus 22 bewegt werden. Die Größe der Verschiebung der transparenten
visuellen Mar kierung 5 kann durch die Computersteuermittel 21 erhalten
werden. wenn der Inhaber des untersuchten Auges die Maus 22 bewegt,
wird die durchsichtige visuelle Markierung 5 angetrieben,
um sich in der zweidimensionalen Ebene zu bewegen. Anders gesagt,
sieht, wenn der Einfallswinkel des einfallenden Lichts an einer Stelle
geändert
wird, der Inhaber des untersuchten Auges die Verschiebung des Bildes
des Lichtpunktes, der durch das durchsichtige Loch der durchsichtigen
visuellen Markierung 5 gebildet wird. Die Größe der Verschiebung
des Bildes des Lichtpunktes in bezug auf den idealen Lichtpunkt
ist der gemessene Abbildungsfehler. Die durch die Computersteuermittel 21 aufgezeichnete
Größe der Verschiebung
wird in die Veränderung
des Einfallswinkels übertragen und
wird weiter durch die Methode der mittleren kleinsten Quadrate analysiert,
um das Gesamtabbildungsfehlerprofil und wenigstens 30 unabhängige Abbildungsfehler
zu erhalten.
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Der optische Bezugsweg beginnt bei
der Lichtquelle für
Beleuchtung 14 und wird in parallele Lichtstrahlen durch
die dritte Linse 15 auf die feste visuelle Markierung 16 übertragen.
Die feste visuelle Markierung 16 ist ein durchsichtiger
Film mit einem kreuzförmigen
Bild. Die feste visuelle Markierung 16 bleibt fest stehen.
Das Zentrum des kreuzförmigen Bildes
stellt einen idealen Lichtpunkt für Abbildungsfehlermessungen
dar. Der Inhaber des untersuchten Auges muß nur die durchsichtige visuelle
Markierung 5 unter Verwendung der Maus 22 bewegen,
um so den Einfallswinkel des einfallenden Lichtes an irgendeiner
Stellung zu ändern
und um den Lichtpunkt zur Mitte des Kreuzes zu bewegen.
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Der optische Bezugsweg und der optische Meßweg gehen
nach dem Durchgang durch den Strahlaufspalter 7 ineinander über.
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Der optische Weg zum Überwachen
der Pupille schließt
eine Infrarotlichtquelle 20, eine vierte Linse 17,
eine Kamera 18 mit ladungsgekoppelter Einrichtung (CCD)
und einen Monitor 19 ein. Die Infrarotlichtquelle 20 ist
auf dem Okularrahmen 12 angeordnet. Die Infrarotlichtquelle 20 beleuchtet
die Pupille des menschlichen Auges 13, um so ein Bild auf der fotoempfindlichen
Oberfläche
der CCD-Kamera durch die zweite Linse 10 und die vierte
Linse 17 nach Reflektion durch den Reflektor 11 zu
bilden. Der optische weg für
die Pupillenüberwachung
tritt in den integrierten optischen Weg durch das zweite lichtdurchlässige reflektierende
Element 9 ein. Das lichtdurchlässige reflektierende Element 9 ist
ein selektives Element, das für
sichtbares Licht vollständig
reflektierend ist und für
Infrarotlicht vollständig
durchlässig
ist. Das lichtdurchlässige
reflektierende Element und die Kamera in dem optischen Pfad für die Pupillenüberwachung
erzeugen eine Konfiguration für
Scharfeinstellung und Überwachung.
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Bei einer Ausführungsform steuert der Inhaber
des untersuchten Auges, von Hand die Bewegung und die Änderungen
des nicht fokussierten Zustandes des Systems, um die visuelle Markierung deutlich
zu machen, wobei der Reflektor 8 und das lichtdurchlässige reflektierende
Element 9 auf einer eindimensionalen Bewegungsstation (nicht
gezeigt) angeordnet sind, so daß sie
sich parallel mit der Richtung der Lichtfortpflanzung bewegen können, um
so kontinuierliche Einstellung innerhalb eines Bereiches von 400
Grad zu ermöglichen.
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Außerdem können Linsen unterschiedlicher Brennweiten
zum Okularrahmen 12 hinzugefügt werden, um Deutlichkeitskompensation
durchzuführen, um
so das Ziel zu erreichen, die Brennweite innerhalb eines großen Bereiches
einzustellen.
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Bezugnehmend auf 2 zeigt diese eine schematische Darstellung,
die eine Matrix von lichtemittierenden Dioden darstellt, wie sie
in 1 gezeigt ist. In
der Zeichnung bildet die Endoberfläche der 37 lichtemittierenden
Dioden eine zweidimensionale Matrix eines regelmäßigen Achtecks. Die Matrix ist
konjugiert zum entsprechenden Bild, das durch die Linse gebildet
wird. Die Computersteuermittel 21 schalten eine oder mehrere
der lichtemittierenden Dioden über
die LED-Treiberschaltung 1 ein.
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Wie dies bisher diskutiert wurde,
werden in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren
zum Messen von Abbildungsfehlern im menschlichen Auge geschaffen,
das anwendbar ist für
Laseroperationen am Auge, wissenschaftliche Forschung über Kurz-/Weitsichtigkeit
und allgemeine Sehuntersuchungen. Als Ergebnis hiervon wurde die
Erfindung untersucht und dabei als fortschrittlich festgestellt.
Weiter wurde festgestellt, daß sie
ein großes
Potential bei kommerziellen Anwendungen hat.