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Die Erfindung betrifft einen künstlichen Referenzkörper für die Qualitätsprüfung und/oder die Kalibrierung eines optischen Meßgerätes, dessen Arbeitsweise auf dem Prinzip der Lichtstreuung innerhalb transparenter Medien beruht.
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Die Hornhaut (Kornea) des menschlichen oder tierischen Auges besteht aus einer Struktur aus Kollagenfasern, welche schichtartig angeordnet sind. Die Transparenz des Gewebes wird hierbei durch eine Wechselwirkung der Kollagenstruktur mit der Hydratisierung und durch die lamelläre Struktur selbst erreicht. Während die Hornhaut selbst gefäßfrei ist, besteht sie doch aus lebenden Zellen, welche über die Tränen- und Kammerwasserflüssigkeit mit Nährstoffen versorgt wird. Die Zellkerne der lebenden Zellen und die Grenzstruktur der Zellen wirken als Streuzentren, welche es ermöglichen, Licht zur Vermessung der Struktur zu verwenden. Ein eingebrachter Lichtstrahl wird zu einem geringen Prozentsatz omnidirektional gestreut und das entstehende Bild kann durch eine geeignete optische Apparatur aufgenommen werden. Eines der möglichen Prinzipien zur Gewinnung derartiger Aufnahmen ist als Scheimpflug-Prinzip bekannt. Die Bestimmung der Hornhautdicke beruht hierbei auf Annahmen über die optischen Eigenschaften der Hornhaut. Im speziellen wird dabei von einem Brechungsindex n = 1.3306 (Wasser) und weiter davon ausgegangen, daß der Übergang zwischen der streuenden Hornhaut und der weitestgehend streuungsfreien Vorderkammer keinen nennenswerten Brechzahlsprung und somit auch keine Reflexion erzeugt.
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Existierende technische Verfahren sind auf diese Eigenschaften abgestimmt. Zur Kalibrierung entsprechender Meßgeräte, welche unter anderem zur Bestimmung der geometrischen Eigenschaften der Hornhaut vor visuskorrigierenden Laseroperationen eingesetzt werden und wesentlich mitverantwortlich für den Behandlungserfolg sind, können im Stand der Technik nur natürliche Augen herangezogen werden, da einerseits kein festes, technisches Material mit einer Brechzahl von n = 1,3306 existiert, und zum anderen die Streueigenschaften der Hornhaut von gewöhnlichen technischen Materialien nicht erreicht werden. Aus diesem Grund werden bei der Erstinbetriebnahme derartiger Meßgeräte die Hornhäute von Versuchspersonen, üblicherweise von Mitarbeitern des Herstellers, vermessen und die Ergebnisse mit früheren Untersuchungen verglichen. Dieses Verfahren ist bekanntermaßen unzuverlässig.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Reproduzierbarkeit von Messungen zu erhöhen, die im Zusammenhang stehen mit der Qualitätsprüfung und/oder Kalibrierung von optischen Meßgeräten, deren Arbeitsweise auf dem Prinzip der Lichtstreuung innerhalb transparenter Medien beruhen.
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Diese Aufgabe wird durch einen Referenzkörper nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die im Folgenden im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Referenzkörper erläuterten Vorteile und Ausgestaltungen gelten sinngemäß auch für ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung eines solchen Referenzkörpers.
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Eine Kernidee der Erfindung ist es, einen künstlichen Referenz- bzw. Prüfkörper für die Qualitätsprüfung und/oder die Kalibrierung optischer Meßgeräte bereitzustellen, der aus wenigstens zwei unmittelbar aneinander angrenzenden Teilelementen mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften besteht und urformend hergestellt ist. Mit anderen Worten wird aus formlosen Ausgangsstoffen mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften, insbesondere aus Ausgangsstoffen, die sich in einem körnigen oder pulverförmigen Zustand befinden, ein geometrisch bestimmter, fester Körper hergestellt. Erfindungsgemäß entsteht durch das Urformen ein Referenzkörper mit einem ersten und einem zweiten Teilelement, wobei diese Teilelemente unterschiedliche optische Eigenschaften aufweisen. Die urformende Herstellung eines solchen künstlichen Referenzkörpers mit verschiedenen optischen Eigenschaften ist gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren neu.
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Der Referenzkörper umfaßt in einer Ausführungsform der Erfindung zwei Teilelemente, die aus Materialien bestehen, die sich ausschließlich durch ihre Streueigenschaften, insbesondere durch die darin enthaltenen Konzentrationen von Streukörpern voneinander unterscheiden. Dies wird vorzugsweise dadurch bewerkstelligt, daß für beide Teilelemente dasselbe Basismaterial verwendet wird. Dieses Basismaterial wird modifiziert, so daß im Ergebnis zwei Werkstoffe entstehen, deren optische Eigenschaften sich voneinander unterscheiden. Der erste Werkstoff wird dann für die Herstellung des einen Teilelements, der andere Werkstoff für die Herstellung des anderen Teilelements verwenden. Die Modifikation des Basismaterials erfolgt dabei derart, daß der Werkstoff wenigstens eines Teilelements gegenüber dem Basismaterial modifiziert ist. Es können aber auch beide Teilelemente aus gegenüber dem Basismaterial modifizierten Werkstoffen hergestellt sein.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der für das erste Teilelement verwendete Werkstoff eine Materialmischung, wobei die Materialmischung zwei Mischungskomponenten aufweist, die sich ausschließlich durch ihre Streueigenschaften, insbesondere durch die darin enthaltene Konzentration von Streukörpern, voneinander unterscheiden. Der für das zweite Teilelement verwendete Werkstoff ist hingegen keine Materialmischung, sondern mit einer der für die Mischung verwendeten Mischungskomponenten identisch. Vorzugsweise weist diejenige Mischungskomponente, aus der das zweite Teilelement besteht, im wesentlichen keine Streukörper auf, während die andere, für das erste Teilelement verwendete Mischungskomponente Streukörper aufweist, die dort in einer bestimmten Konzentration vorliegen. Dabei handelt es sich insbesondere um in das Kunststoffmaterial eingebrachte künstliche Streukörper.
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Durch einen derartigen Einsatz einer Materialmischung kann der Referenzkörper individuell auf die Anforderungen des Meßgerätes bzw. die Meßaufgabe angepaßt werden, da eine Konzentration der Streuzentren in den Teilelementen des Referenzkörpers, insbesondere in dem ersten Teilelement, und damit eine bestimmte definierte Lichtstreuung einstellbar ist.
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In einer Ausführungsform der Erfindung bestehen die Teilelemente aus einem Kunststoffmaterial. Bei einer Verwendung von Kunststoffen lassen sich die optischen Materialeigenschaften besonders einfach und in weiten Grenzen variieren.
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Die Teilelemente werden in einer Ausführungsform der Erfindung in einem gemeinsamen Urformprozeß, insbesondere in einem einzigen Arbeitsgang dieses Urformprozesses, urformend hergestellt. Dabei werden die Werkstoffe so miteinander verbunden, daß die Teilelemente unmittelbar aneinandergrenzen. Da sich die zum Einsatz kommenden Werkstoffe lediglich in ihren Streueigenschaften, insbesondere in der Konzentration von Streukörpern, voneinander unterscheiden, liegt zwar eine klar definierte geometrische Grenze zwischen den Teilelementen vor. Jedoch wird wegen der fehlenden Materialgrenze ein Brechzahlsprung zwischen den Teilelementen vermieden. Mit anderen Worten befindet sich zwischen den Teilelementen keine optische Grenzfläche. Dadurch werden die optischen Eigenschaften des natürlichen Auges, insbesondere in Bezug auf den Übergang zwischen Hornhaut und Vorderkammer, so gut wie möglich nachgeahmt.
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Insbesondere dann, wenn die Teilelemente aus Kunststoff bestehen, erfolgt das urformende Herstellen der Teilelemente durch Spritzgießen. Ein solches Mehrkomponenten-Spritzgießen findet vorzugsweise innerhalb derselben Spritzgußform, d. h. in einem einzigen Formwerkzeug, insbesondere in einem Zweikomponentenwerkzeug, statt.
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In einer Ausführungsform der Erfindung wird das eine Teilelement dabei an das andere Teilelement angespritzt. Der Arbeitsgang des Spritzgießens umfaßt in diesem Fall zwei Teilschritte. In einem ersten Arbeitsschritt wird das erste Teilelement hergestellt. Vorzugsweise unmittelbar anschließend wird in einem zweiten Arbeitsschritt das zweite Teilelement hergestellt. Um die Bildung von die optischen Eigenschaften negativ beeinträchtigenden Phasengrenzen zwischen den Teilelementen zu vermeiden, erfolgt dieses Spritzgießen vorzugsweise „heiß in heiß“, d.h. ohne eine wesentliche Abkühlung von Spritzgußform und Teilelement. Es erfolgt keine Entnahme des Teilelements aus der Spritzgußform nach dem ersten Arbeitsschritt.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die geometrische Form des Referenzkörpers, insbesondere die geometrische Form des ersten Teilelements des Referenzkörpers, vor dem Urformen unter Berücksichtigung der spezifischen Parameter des verwendeten Meßgerätes sowie unter Berücksichtigung der Brechzahl des zur Herstellung des Referenzkörpers verwendeten Materials derart berechnet, daß diese Form, wenigstens in Teilbereichen des Referenzkörpers, ein durch Lichtstreuung hervorgerufenes Bild liefert, das einem Bild ähnelt, wie es ein natürlicher Referenzkörper liefern würde. Damit kann ein dem natürlichen Referenzkörper, insbesondere dem menschlichen Auge, weitgehend ähnlicher künstlicher Referenzkörper geschaffen werden, der für eine Vielzahl von Meß- und Auswerteverfahren verwendet werden kann.
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Es ist ersichtlich, daß es für die Durchführung von vergleichenden Messungen, beispielsweise bei einer Kalibrierung eines Meßsystems, jedoch nicht erforderlich ist, daß der künstliche Referenzkörper die Form eines natürlichen Referenzkörpers, beispielsweise die Form einer natürlichen Kornea aufweist. Auch eine vereinfachte oder sich an die Form eines natürlichen Referenzkörpers annähernde Formgebung des künstlichen Referenzkörpers ist möglich.
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In einer Ausführungsform der Erfindung weist das erste Teilelement eine konkave Form auf und das zweite Teilelement füllt die Kavität des ersten Teilelements zumindest teilweise, vorzugsweise im wesentlichen vollständig, aus. In dieser Ausführung bildet das erste Teilelement eine Kornea und das zweite Teilelement eine Augenvorderkammer nach. Ein Referenzkörper mit einem solchen Aufbau ist für viele Meßverfahren, insbesondere für die Kalibrierung von Verfahren zur Vermessung der Hornhautdicke (Pachymetrie) ausreichend, da hierbei eine vergleichende Messung der Reporduzierbarkeit ausreichend aussagekräftig für die Beurteilung der Meßgenauigkeit ist.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das zweite Teilelement an seinem nicht mit dem ersten Teilelement verbundenen freien Ende, d. h. an seiner dem ersten Teilelement gegenüberliegenden Seite, mit einer Strukturierung versehen, welche die natürliche Struktur des Auges nachahmt. In diesem Fall ist der Referenzkörper auch für weitere Messungen geeignet, ohne daß ein weiteres, beispielsweise ein drittes Teilelement zur Nachbildung eines natürlichen Referenzkörperelements erforderlich wäre. Vorzugsweise handelt es sich bei der Strukturierung um das Bild einer Iris und/oder die Vorderkontur einer natürlichen Augenlinse. In Abhängigkeit von Typ und Leistungsfähigkeit des verwendeten Meßsystems ist damit beispielsweise eine Kalibrierung und ein Test von Algorithmen zur Erkennung der Cyclotorsion durch Mustererkennung der Iris, eine Berechnung der simulierten Vorderkammertiefe etc. möglich. Die Strukturierung des zweiten Teilelements erfolgt vorzugsweise direkt abformend während des Urformprozesses durch Verwendung einer entsprechend strukturierten Preßmatrize. Die Strukturierung kann aber auch in einem sich an das Urformen anschließenden Arbeitsgang erfolgen, in diesem Fall vorzugsweise mit Hilfe eines Heißprägeverfahrens, bei dem beispielsweise eine bedruckte Farbfolie mit Hilfe eines heißen Prägestempels auf das Teilelement des Referenzkörpers aufgebracht wird. Mit einem solchen Verfahren kann besonders kostengünstig eine hohe Wiederholgenauigkeit der Strukturierung erreicht werden.
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Mit der Erfindung wird eine Möglichkeit geschaffen, die Reproduzierbarkeit von Messungen zu erhöhen, die auf dem Prinzip der Lichtstreuung innerhalb transparenter Medien beruhen. Der künstliche Referenzkörper ist reproduzierbar herstellbar und langzeitstabil. Qualitätsprüfung und/oder Kalibrierung sind daher nicht mehr länger von mehr oder weniger willkürlich ausgewählten Augen von Versuchspersonen abhängig, deren optische Eigenschaften sich unter Umständen mit der Zeit verändernd.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:
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1 einen Schnitt durch einen natürlichen Referenzkörper (Stand der Technik),
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2 einen Schnitt durch einen künstlichen Referenzkörper.
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Sämtliche Figuren zeigen die Erfindung nicht maßstabsgerecht, dabei lediglich schematisch und nur mit ihren wesentlichen Bestandteilen.
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Gleiche Bezugszeichen entsprechen dabei Elementen gleicher oder vergleichbarer Funktion.
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Mehrere Meßaufgaben, darunter die ophthalmologischen Untersuchungsmethoden mittels einer sogenannten Spaltlampe, beruhen auf der Lichtstreuung innerhalb transparenter Medien. Im Beispiel der Ophthalmologie wird ein schmaler Lichtfächer durch eine Spaltlampe erzeugt und auf die Hornhaut des Auges geworfen. Die Lichtstreuung innerhalb der Kornea erzeugt in einem geeigneten Aufnahmesystem, beispielsweise einem Beobachtungsmikroskop oder einer Videokamera, ein Bild, welches zur Beurteilung der Hornhautdicke herangezogen wird. Die automatisierte Auswertung einer Sequenz derartiger Bilder wird als Scheimpflug-Videokeratometrie bezeichnet und liefert als eines der wenigen bekannten Verfahren eine ortsaufgelöste Karte der Hornhautdicke.
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Das Verfahren ist seit Jahrzehnten in der Ophtahlmologie etabliert. Geräte, die nach diesem Prinzip arbeiten, werden derzeit unter Zuhilfenahme von Produktionsmitarbeitern kalibriert. Deren Hornhautgeometrien sind durch wiederholte Messungen bekannt und werden zur Beurteilung der Genauigkeit der Geräte herangezogen.
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Dies ist notwendig, da bisher kein künstlich hergestellter Referenzkörper existierte, der mit einem natürlichen Auge vergleichbare optische Eigenschaften besaß und als verläßlicher Referenzstandard zur objektiven Beurteilung der Geräte dienen konnte.
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Die Erfindung betrifft die Konstruktion und Herstellung eines solchen künstlichen Referenzobjektes, auch als „Phantom“ bezeichnet, zur Verwendung mit optischen Meßsystemen, insbesondere mit solchen Meßsystemen, die auf der Auswertung von Bildern beruhen, welche durch Lichtstreuung entstehen, hervorgerufen durch die Projektion von Lichtmustern.
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Die Erfindung ist dabei sowohl bei der Qualitätsprüfung, als auch bei der Kalibrierung solcher Meßsysteme anwendbar. Dabei wird unter einer Qualitätsprüfung eine beispielsweise vor dessen Auslieferung erfolgende Überprüfung eines Meßgerätes auf Übereinstimmung mit den Spezifikationen verstanden, hier insbesondere hinsichtlich der Meßgenauigkeit. Unter einer Kalibrierung wird ein Meßvorgang an einem Objekt mit bekannten Eigenschaften, hier an einem Referenzkörper mit bekannter Geometrie, verstanden. Eine Kalibrierung umfaßt darüber hinaus einen Vergleich des erhaltenen Ergebnisses mit der bekannten Eigenschaft. Abweichungen zwischen dem Meßergebnis und den bekannten Eigenschaften können dann als mathematischer Korrekturfaktor verwendet werden, um die Messung an die als bekannte vorausgesetzten Sollwerte anzugleichen.
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Der erfindungsgemäße Referenzkörper wird also sowohl zum Zweck der Qualitätsprüfung, als auch zum Zweck der Kalibrierung als Normalobjekt mit bekannter Geometrie verwendet. Die Qualitätsprüfung gilt dabei als bestanden, wenn das Meßergebnis in festzulegenden Grenzen mit der angenommenen Geometrie übereinstimmt. Bei der Kalibrierung wird ein abweichendes Meßergebnis mathematisch unter Verwendung der bekannten Geometrie korrigiert, so daß eine möglichst gute Übereinstimmung erreicht wird.
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In 1 ist die Form einer natürlichen Kornea 1 schematisch im Schnitt dargestellt. Hinter der Kornea 1 befindet sich die Augenvorderkammer 2, an die sich die Iris 3 und die Linse 4 anschließt (beides nur angedeutet). Die zentrale Dicke der natürlichen Kornea 1 beträgt beispielsweise 550 µm.
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Ein künstlicher Referenzkörper 10 gemäß der Erfindung ist in 2 abgebildet. Er umfaßt ein erstes und ein zweites Teilelement 11, 12 mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften und ist in einem einzigen Urformprozeß hergestellt. Die beiden Teilelemente 11, 12 grenzen unmittelbar aneinander an und bestehen aus Kunststoffmaterialien, die sich ausschließlich durch die darin enthaltene Konzentration von Streukörpern voneinander unterscheiden.
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Das erste Teilelement 11 bildet die Kornea nach. Es weist eine konkave Form auf. Im Unterschied zu der Form der natürlichen Kornea 1 weist das erste Teilelement 11, zumindest teilweise, insbesondere in einem zentralen Bereich des Teilelements 11, eine die abweichende Brechzahl berücksichtigende, korrigierte Form auf. Die durchschnittliche Dicke des ersten Teilelements 11 beträgt vorzugsweise zwischen 400 und 700 µm. Das erste Teilelement 11 ist somit als reales Volumenelement ausgebildet und beschränkt sich bewußt nicht auf eine Art Oberflächenmodifikation eines Trägerkörpers, beispielsweise in Form einer Oberflächenschicht oder -beschichtung.
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Das zweite Teilelement 12 bildet die Augenvorderkammer 2 nach und füllt die Kavität 13 des ersten Teilelements 11 im wesentlichen vollständig aus. Die beiden Teilelemente 11, 12 grenzen unmittelbar aneinander und sind miteinander zu einem einteiligen Referenzkörper 10 verbunden.
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Beide Teilelemente 11, 12 sind aus Kunststoffmaterial spritzgegossen. Dabei wurde innerhalb eines einzigen Urformprozesses oder mit anderen Worten in einem einzigen Arbeitsgang zunächst in einem ersten Herstellungsschritt das erste Teilelement 11 spritzgegossen, bevor in einem sich an den ersten Herstellungsschritt anschließenden zweiten Herstellungsschritt das zweite Teilelement 12 spritzgegossen wird. Das Spritzgießen findet als Zweikomponenten-Spritzgußverfahren innerhalb derselben Spritzgußform (nicht dargestellt) statt.
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Das erste Teilelement 11 besteht dabei aus einer Materialmischung (compound). Die verwendete Materialmischung „AB“ weist zwei Mischungskomponenten „A“ und „B“ auf, die sich ausschließlich durch die darin enthaltene Konzentration von Streukörpern voneinander unterscheiden. Das zweite Teilelement 12 ist aus einer dieser Mischungskomponenten, der Mischungskomponenten „B“, gefertigt. Über das Mischungsverhältnis der beiden Komponenten „A“, „B“ kann der Streuindex des ersten Teilelements 11 in weiten Grenzen eingestellt werden, unter anderem auch auf den Wert der gesunden Kornea 1.
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Als Basismaterial für beide Teilelemente 11, 12 kommt in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel Polymethylmethacrylat (PMMA) zur Anwendung, das auch unter der Bezeichnung Plexiglas bekannt ist. PMMA wird aufgrund seiner mechanischen Eigenschaften sowie seiner Langzeitbeständigkeit verwendet. Die Materialpaarung während des Spritzgießens ist daher PMMA/PMMA. Anstelle von PMMA können auch andere Kunststoffe als Basismaterial verwendet werden, beispielsweise Polystyrol (PS). Wichtig ist lediglich, daß geeignete technische Compoundierungen mit entsprechenden Graden an Transparenz und Streueigenschaften existieren.
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Die Mischung, aus der das erste Teilelement 11 hergestellt ist, umfaßt die beiden Komponenten „A“ und „B“, nämlich gewöhnliches PMMA einerseits (Komponente „A“) sowie speziell auf Lichtstreuung optimiertes PMMA andererseits (Komponente „B“). Dabei weist PMMA Typ A im wesentlichen keine Streukörper auf, während PMMA Typ B eine definierte Anzahl in das Kunststoffmaterial eingebrachte Streukörper aufweist. Die Art der Streukörper ist dabei zweckmäßig gewählt. Die gewünschten Streueigenschaften können beispielsweise durch eine Festkörperdotierung oder eine chemische Ausrüstung des PMMA-Materials erreicht werden. Die Streukörper, die in 2 durch Punkte 14 angedeutet sind, sind in dem ersten Teilelement 11 vorzugsweise gleichmäßig verteilt, um den gewünschten Streueffekt zu erzielen. Bei der Herstellung der Mischung wird das streuende Material (Komponente „B“) mit dem nichtstreuenden Material (Komponente „A“) verdünnt, bis die gewünschte Streuwirkung eingestellt ist. Vorzugsweise beträgt das Mischungsverhältnis von PMMA Typ A zu PMMA Typ B zwischen 1:2 und 2:1. Je nach den verwendeten Basismaterialien können die Mischungsverhältnisse stark variieren.
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Das zum Spritzgießen verwendete weitere Material, aus der das zweite Teilelement 12 hergestellt ist, ist mit der ersten Mischungskomponente PMMA Typ A für das erste Teilelement 11 identisch und weist im wesentlichen keine Streukörper auf.
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Das zweite Teilelement 12 ist auf seiner dem ersten Teilelement 11 gegenüberliegenden, planen Seite 15 mit einer Strukturierung versehen, welche die natürliche Struktur des Auges, insbesondere Iris und/oder Linse nachahmt. Die Position dieser Strukturierung ist in 2 mit einer durchbrochenen Linie 16 angedeutet.
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Die geometrische Form des Referenzkörpers 10, insbesondere die geometrische Form des ersten Teilelements 11 und daraus automatisch resultierend auch die geometrische Form des mit dem ersten Teilelement 11 verbundenen zweiten Teilelements 12, insbesondere in dem Übergangsbereich zwischen den beiden Teilelementen 11, 12, wird vor dem Urformen unter Berücksichtigung der Brechzahl des zur Herstellung des Referenzkörpers 10 verwendeten gemeinsamen Kunststoff-Basismaterials derart berechnet, daß diese Form ein durch Lichtstreuung hervorgerufenes Bild liefert, das einem Bild entspricht, wie es ein natürlicher Referenzkörper 1 liefern würde. Mit anderen Worten wird der von der Brechzahl n = 1,3306 von Wasser abweichenden Brechzahl des künstlichen Referenzkörpers 10, die bei PMMA beispielsweise n = 1,42 beträgt, dadurch begegnet, daß die in allen Algorithmen als feste Eingangsgröße vorausgesetzte Brechzahl des natürlichen Gewebes, welche von dem künstlichen Material nicht erreicht wird, zur Berechnung einer geometrischen Form des Referenzkörpers 10 verwendet wird, welche unter Berücksichtigung der Brechzahl des künstlichen Materials sowie unter Berücksichtigung der gerätespezifischen Algorithmik nach Durchlaufen der üblichen Berechnungsschritte, beispielsweise durch inverses Raytracing, ein Bild liefert, das einem von einer natürlichen Kornea 1 gelieferten Bild ähnelt.
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Bisherige Lösungsansätze konzentrierten sich auf die Herstellung einer einzelnen Kugelschale. Die hier vorgestellte Lösung besteht aus einer in einem ersten Formschritt hergestellten konkaven Form, beispielsweise einer Kugelkalotte oder einer Form mit zwei quadrischen Oberflächen als Grenzflächen (nicht abgebildet), mit lichtstreuenden Eigenschaften vergleichbar zu denen der Kornea 1, sowie einer in einem zweiten Bearbeitungsschritt hinzugefügten Hinterspritzung der erzeugten Kalotte mit einem identischen Basismaterial, insbesondere mit gleicher Brechzahl, ohne lichtstreuende Beimengungen. Auf diese Weise werden die optischen Verhältnisse am physiologischen Übergang Hornhaut-Kammerwasser weitestgehend und für ein Meßsystem ununterscheidbar nachgebildet. Da die Berechnung der Hornhautdicke im physiologischen Fall durch alle Meßgeräte auf der Detektion des Übergangs zwischen streuender Kornea und nicht streuendem Kammerwasser beruht, liefert dies ein hinreichendes Modell, das reproduzierbar herstellbar und insbesondere langzeitstabil ist.
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Der besondere Vorteil der Anwendung eines urformenden Verfahrens bei der Herstellung des künstlichen Referenzkörpers 10 besteht in der Schaffung einer qualitativ hochwertigen optischen Oberfläche des Körpers. Im Gegensatz dazu gelangen bei Anwendung eines formgebenden, insbesondere spanenden Verfahrens stets Streuzentren an die Oberfläche des Körpers, so daß die sich ergebende Oberfläche den optischen Anforderungen nicht genügt. Zudem läßt sich das Entstehen einer Phasengrenze zwischen verschiedenen Kunststoffmaterialien bei nicht-urformenden Verfahren nicht vermeiden, so daß stets eine Oberflächen-Restrauhigkeit besteht, die zur Folge hat, daß die Teilelemente des Referenzkörpers 10 nicht perfekt aneinanderpassen. Mit dem vorgeschlagenen, in einem einzigen Urformprozeß durchgeführten urformenden Verfahren läßt sich die Bildung von störenden Übergangsbereichen und Rauhigkeiten an den Oberseiten der Teilelemente, insbesondere an den aneinandergrenzenden Stellen, hingegen vermeiden, so daß es zu keinen störenden optischen Effekten in diesen Bereichen kommt.
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Besonders vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang eine Ausführungsform der Erfindung, bei der „heiß in heiß“, d. h. ohne Abkühlphase gespritzt wird, so daß die beiden die Materialpaarung für das Spritzgießen bildenden Materialien eine beständige molekulare Bindung eingehen und das Entstehen von Schlieren, Lunkern und anderen Imperfektionen vermieden wird. Im Ergebnis bildet sich eine klare Grenze zwischen den beiden scharf getrennten, aber dennoch fest miteinander verbundenen Spritzgußkomponenten, hier also zwischen dem ersten und dem zweiten Teilelement 11, 12, ohne daß diese ineinander verlaufen.
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Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den Zeichnungen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln, als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kornea
- 2
- Augenvorderkammer
- 3
- Iris
- 4
- Linse
- 10
- Referenzkörper
- 11
- erstes Teilelement
- 12
- zweites Teilelement
- 13
- Kavität
- 14
- Streukörper
- 15
- Rückseite
- 16
- Strukturierung
- A
- erste Mischungskomponente
- B
- zweite Mischungskomponente
