DE3103670A1

DE3103670A1 - Messinstrument zur bestimmung von linsenparametern weicher kontaktlinsen

Info

Publication number: DE3103670A1
Application number: DE19813103670
Authority: DE
Inventors: C. Hermas 01581 Westborough Mass. Swope
Original assignee: American Optical Corp
Current assignee: Warner Lambert Technologies Inc
Priority date: 1980-02-04
Filing date: 1981-02-04
Publication date: 1981-12-24
Also published as: US4283139A; JPS56118638A; AU531868B2; FR2475222A1; CA1155679A; GB2069172A; AU6684381A; HK94684A; GB2069172B

Description

DIEHL & KRESSIN

PATENTANWÄLTE · EUROPEAN PATENT ATTORNEYS 3 ! U3O /U

Zugelassen bei den deutschen und europäischen Patentbehörden Flüggenstraße 17 · D-8000 München 19

C.

A 1628-D 4. Februar 1981

Anmelder:

American Optical Corporation, Southbridge, Mass. - USA 01550

Messinstrument zur Bestimmung von Linsenparametern weicher Kontaktlinsen

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PATENTANWÄLTE · EUROPEAN PATENT ATTORNEYS * ! U v3 V / W

Zugelassen bei den deutschen und europäischen Patentbenörderi Rüggenstraße 17 · D-8000 München 19

A 1628-D 4. Februar 1981

Anmelder:

American Optical Corporation,

Southbridge, Mass. - USA 01550

Messinstrument zur Bestimmung von Linsenparametern weicher Kontaktlinsen

Die Erfindung betrifft ein Messinstrument zur Messung von Linsenparametern weicher Kontaktlinsen gemäss dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Das Messinstrument bezweckt insbesondere die Feststellung der Linsenparameter, während die weiche Kontaktlinse in eine Flüssigkeit mit bekanntem Brechungsindex, beispielsweise eine Kochsalzlösung, eingetaucht ist.

Die weiche Kontaktlinsen herstellende Industrie sowie die Augenärzte, welche den Patienten weiche Kontaktlinsen verschreiben, waren bisher mit dem Problem konfrontiert, dass es unmöglich ist, die wesentlichen Parameter der weichen Kontaktlinsen festzustellen, nachdem diese

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hydratisiert sind. Bislang wurden meistens die Parameter der weichen Kontaktlinsen von der Industrie bestimmt, während die Linse in ihrem harten oder unhydratisierten Zustand war. Die auf diese Weise erhaltenen Werte wurden anschliessend in "erwartete Parameter" umgerechnet, basierend auf berechneten, während der Hydratation auftretenden Änderungen. Solange die Kontaktlinse in hartem Zustand ist, kann sie mittels herkömmlicher, für die Messung harter Kontaktlinsen vorgesehener Instrumente gemessen werden.

Diese bisherige Praxis, die Parameter einer weichen Kontaktlinse aufgrund von Messergebnissen zu bestimmen, die während ihres unhydratisierten oder harten Zustandes gewonnen wurden, hat sich als nachteilig erwiesen. Die meisten diesbezüglichen Nachteile beruhen auf den unvorhersehbaren und ungleichmässigen Änderungen zwischen verschiedenen Linsen, wenn diese hydratisiert werden. Da weiche Kontaktlinsen sehr rasch das Hydratationswasser verlieren und extrem flexibel und verwindbar sind, wenn sie sich in hydratisiertem Zustand befinden, lassen sich mittels Instrumenten zur Messung von harten Kontaktlinsen die Parameter einer hydratisierten, weichen Kontaktlinse nicht genau bestimmen. Für die Dickenbe-Stimmung harter Kontaktlinsen oder unhydratisierter weicher Kontaktlinsen werden normalerweise Messuhren verwendet, welche jedoch eine hydratisierte Kontaktlinse zusammenpressen und so zu ungenauen Ergebnissen führen. Auch der Brechungsindex ändert sich mit dem Wassergehalt der Linse, so dass Brechkraftmessungen ungenau und unreproduzierbar sind, falls die weiche Kontaktlinse nicht in eine Flüssigkeit eingetaucht ist.

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Es gibt einige Vorrichtungen, um näherungsweise die Parameter von hydratisierten weichen Kontaktlinsen festzustellen. Die auf diese Weise gewonnenen Werte hängen jedoch in hohem Masse von dem Geschick der Bedienungsperson ab sowie der Fähigkeit der Bedienungsperson zu interpolieren, wobei sie auf der Annahme beruhen, dass normale Brennweiten-Messgeräte die Brechkraft einer in einer Flüssigkeit eingetauchten Linse genau messen können.

In einem Artikel von L. Wray in der Zeitschrift "Ophthalmic Optician", April 1,1972, Seiten 256, 261 bis 264, und April 15, 1972, Seiten 3o1 bis 3o4 und 3o9 bis 311, wird gezeigt, dass die relativ einfache Formel zur Bestimmung der bild- oder objektseitigen Scheitelbrechkraft, welche für Luft/Linsengrenzflächen verwendet wird, nicht die benötigte Genauigkeit für die Berechnung von bildseitigen Scheitelbrechwerten von in Flüssigkeiten eingetauchten Linsen liefert. Die Linsendicke und die Brechkraft jeder Oberfläche sind wesentliche Faktoren bei der exakten Messung von in eine Flüssigkeit eingetauchten, hydratisierten Kontaktlinsen. Ohne exakte Werte für diese Faktoren kann der berechnete Brechwert einen Fehler von mehr als o,5 Dioptrien aufweisen. Die bei der Gewinnung von genauen Werten für die Dicke, die Radien und die Brechkraft bestehenden Probleme sind in diesem Artikel ebenfalls diskutiert.

Die US-Patentschrift 3 8o4 523 befasst sich mit einem herkömmlichen Radiuskop für die Messung der Dicken hydrophiler Kontaktlinsen, wobei eine spezielle Linsenhalterung verwendet wird. Die Linsen sind hierbei während der Messung nicht in die Flüssigkeit eingetaucht.

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Die US-Patentschrift 3 985 445 betrifft ein optisches Messinstrument zur Bestimmung der Brechkraft einer in eine Flüssigkeit eingetauchten hydrophilen Kontaktlinse. Die Linsenbrechkraft wird durch eine Skala bestimmt, welche die Lage eines Zielpunktes zeigt, der längs der optischen Achse durch die Linse auf eine Bezugsebene in einem Betrachtersystem projiziert ist. Bei diesem Patent wird die falsche Lehre gegeben, die Linsenbrechkraft unter Verwendung der gleichen Formel zu berechnen, ^⁰ wie sie zur Bestimmung einer in Luft befindlichen Linse verwendet wird. Es ist jedoch, wie vorstehend erwähnt, notwendig, die Linsendicke und den Vorderseitenradius der Linse zu kennen, wenn aufgrund der Messdaten, die von einer in eine Flüssigkeit eingetauchten Linsen gewonnen werden, die Linsenbrechkraft exakt bestimmt werden soll.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Voraussetzungen für eine genaue Bestimmung von Linsenparametern weicher Kontaktlinsen zu schaffen, wenn diese in eine Flüssigkeit eingetaucht und hydratisiert sind. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch den Gegenstand des Hauptanspruchs gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Mit der Erfindung gelingt es, die Schwierigkeiten zu vermeiden, die bei den bisherigen Messungen entstanden waren. Das erfindungsgemässe Messinstrument ermöglicht es, sowohl die bildseitige Scheitelbrechkraft, die Dicke und den rückwärtigen Linsenradius von hydratisierten weichen Kontaktlinsen genau zu messen.

Mit der Erfindung wird ein Messinstrument geschaffen, welches ein optisches System aufweist, das eine Lichtquelle zur Projektion eines kollimierten Lichtstrahlen-35

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bündeis parallel und in einem Abstand von der optischen Achse des Systems enthält. Bei einer Betriebsart tritt das Licht durch eine weiche Kontaktlinse hindurch, und der Strahl wird von einem Spiegel durch die Linse auf die andere Seite der optischen Achse reflektiert. Ein Detektor bestimmt den Zustand, bei dem der Strahl die Instrumenten-Mittelachse am Reflektionspunkt durchsetzt, über einen Vergleich des Abstandes zwischen der Linse und dem Spiegel mit einem Bezugsabstand wird eine Näherung für die bildseitige Scheitelbrechkraft erhalten.

Bei einer anderen Betriebsart können die Linsendicke und die sagittale Höhe gemessen werden. Eine Sammellinse wird auf der Mittellinie des Instruments zwischen der Lichtquelle und der Kontaktlinse angeordnet. Der Abstand zwischen den entsprechenden Schnittstellen des Strahlenbündels und der Mittellinie, bestimmt über die Reflexion an der Vorderfläche und an der Rückfläche der Linse, ist gleich der scheinbaren Linsendicke.

Die sagittale Höhe wird bestimmt, indem man in entsprechender Weise den Abstand zwischen den Reflektionspunkten von der rückwärtigen Fläche der Linse und der Linsenhalterung bestimmt. Der rückwärtige Radius kann aus der sagittalen Höhe berechnet werden, wenn der Durchmesser des Auflagers bekannt ist, welches die Linse haltert. Diese Werte werden gemeinsam mit dem Näherungswert für die Linsenbrechkraft verwendet, um die tatsächliche Brechkraft, die tatsächliche Dicke sowie den rückwärtigen Radius der Kontaktlinse zu berechnen.

Der Aufbau des Messinstruments kann durch Modifikation eines Mikroskops erfolgen, welches eine günstige Ausgangsbasis für viele Bauelemente ist und darüber hinaus

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die Messung des Linsendurchmessers durch Vergleich mit einer in der Brennebene des Okulars angebrachten Messskala ermöglicht.

Die beiliegenden Zeichnungen dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Fig.1 zeigt eine Seiten-Vertikalansicht, teilweise im Schnitt, von einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig.2 zeigt eine schematische Darstellung des Strahlenganges, der bei einer bevorzugten Ausführungsform zur Anwendung kommt, wenn mit dem Gerät die Brechkraft gemessen werden soll; Fig.3 zeigt eine schematische Darstellung des

Strahlenganges, der bei einer bevorzugten Ausführungsform zur Anwendung kommt, wenn die Dicke und die sagittale Höhe gemessen werden sollen;

Fig.4 zeigt eine schematische Darstellung des Strahlenganges, aus der die Wirkung der Spiegelverschiebung ersichtlich wird; Fig.4a, 4b und 4c

zeigen drei Zustände im Bereich der öffnungsebene;

Fig.5 zeigt in schematischer Darstellung den Strahlengang, der bei einer bevorzugten Ausführungsform zur Anwendung kommt, wenn der Linsendurchmesser gemessen werden und eine Linse zentriert werden soll.

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Man erkennt aus Fig.1 ein Mikroskopstativ 1, bei dem ein Objektiv-Revolverkopf 2 von einem Scharfeinstellmechanismus 3 herabhängt. Ein Revolver 4 ist drehbar an dem Objektiv-Revolverkopf 2 befestigt und trägt Objektive 5. Eine Öffnung 6 im Revolver 4 kann selektiv in eine Lage verschwenkt werden, bei der sie mit der Mittellinie des Instruments fluchtet, so dass Licht durch den Objektiv-Revolverkopf 2 und den Revolver 4 hindurchtreten kann, ohne dass es beeinflusst wird. Ein Apertur-Betrachtungsgerät 7 (aperture viewer) ist auf dem Mikroskopstativ 1 oberhalb des Objektiv-Revolverkopfes 2 befestigt. Ein Betätigungsknopf 8 ist in einem Schlitz 9 verschiebbar gelagert, um die Optik des Betrachtungsgeräts 7 in und aus dem Strahlengang, dh. der Instrumentenmittellinie, hinein und herauszuschwenken, über dem Betrachtungsgerät 7 ist ein Tubus 1o gehaltert, der ein Okular 11 trägt. Ein verkürzter Phototubus 12 liefert einen Strahlungskanal von dem Tubus 1o zu einer Oberseite 13 eines Gehäuses 14.

Ein Verlängerungsstück 15 verbindet einen Support 16 mit dem Hebel 3 des Scharfeinstellmechanismus. Ein Spiegel 17 ist auf dem Support 16 aufgeschraubt, wodurch erreicht wird, dass er sich als Einheit mit dem Objektiv 5 bewegt.

An einem Objektträger 18 ist über Haiterungsarme 2o ein Brechkraft-Objektiv 19 gehaltert. Ein sich zwischen dem Brechkraft-Objektiv 19 und der Halterung für den Spiegel 17 erstreckender Balgen 21 verhindert einen Licht- einfall. Ein Nockenfolger 22 steht von dem Verlängerungsstück 15 ab und steht in Eingriff mit einem Nocken 23, der auf einer Welle 24 eines Schrittmotors 25 gehaltert ist. Anstelle des durch den Nockenfolger 22 und den Nocken 23 dargestellten vereinfachten Fokussiermechanis-

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mus kann jeder herkömmliche Fokussier- bzw. Scharfeinstellmechanismus verwendet werden. In entsprechender Weise ist es auch möglich, den Scharfeinstellmechanismus manuell in herkömmlicher Weise zu betätigen, anstatt ihn über einen Schrittmotor 25 anzutreiben.

Man erkennt aus Fig.2, dass Licht, welches von einem Laser 26 ausgeht, von Planspiegeln M und M auf eine Kontaktlinse 27 umgelenkt wird, welche untersucht werden soll. Das vom Spiegel M₂ ausgehende Licht ist gegen die Kontaktlinse 27 gerichtet und breitet sich längs eines Strahlenganges 28 aus, der parallel zur optischen Mittellinie 29 des Geräts verläuft und im Abstand von dieser. Ein Kontaktlinsenhalter III enthält eine Abdeckung 3o und einen Untersatz bzw. ein Auflager 31. Der Kontaktlinsenhalter III dient zur Halterung der Kontaktlinse 27 in einem in den Zeichnungen nicht dargestellten flüssigen Medium, wie beispielsweise einer physiologisch annehmbaren wässrigen Kochsalzlösung. Ein geeigneter HaI-ter ist in der US-Anmeldung o91 317 vom 5. November 197 9 beschrieben. Nach der Brechung durch die Kontaktlinse 27 wird das Licht von dem Brechkraft-Objektiv 19 in Richtung auf die Mittellinie 29 gesammelt. Das Brechkraft-Objektiv 19 enthält ein plankonvexes Düblet I und ein konvexplanes Singlet II. Ein Planspiegel M_ ist selektiv längs der Mittellinie 29 verschiebbar. Er reflektiert das Licht zurück durch das Brechkraft-Objektiv 19 und den Kontaktlinsenhalter III mit der darin befindlichen Kontaktlinse. Von dem Kontaktlinsenhalter III verläuft das Licht längs eines Strahlenganges 32, der parallel zur Mittellnie 29 verläuft. Der Abstand zwischen dem Strahlengang 32 und der Mittellinie 29 ist der gleiche wie der Abstand zwischen dem Strahlengang 28 und der Mittellinie 29, wenn der Spiegel M, im Schnittpunkt des konvergierenden Strahlenbündels 39 mit der Mittellinie 39 angebracht

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-r

ist. Eine Teleskopeinheit 34 enthält ein bikonvexes, positives Singlet IV und ein als negativer Meniskus ausgebildetes Singlet V. Die Teleskopeinheit 34 und ein Strahlenteiler BS sind in dem in Fig.1 gezeigten Tubus 1o gehaltert.

Man erkennt des weiteren aus Fig.2, dass das längs des Strahlenganges 32 erhaltene Licht mittels der Teleskopeinheit 34 abgebildet und von Planspiegeln M. und Mj. in Richtung auf die Ebene einer öffnung A abgelenkt wird. Wenn der Abstand zwischen der Mittellinie 29 und dem Strahlengang 28 der gleiche ist wie der Abstand zwischen der Mittellinie 29 und dem Strahlengang 32, tritt das Licht durch die öffnung A zu einem Detektor 35 hindurch.

Die Parameter einer bevorzugten Ausführungsform zur Bestimmung der Brechkraft einer hydratisierten Kontaktlinse sind in der folgenden Tabelle I wiedergegeben.

in der Tabelle sind die Abstände in Millimetern und in der Reihenfolge von dem als Lichtquelle dienenden Laser 26 zur öffnung A angegeben. Die Linsendicken und -radien sind ebenfalls in Millimetern angegeben, wobei ein Minuszeichen (-) eine Oberfläche bezeichnet, deren Schei-5 tel auf der dem Spiegel M_ zugekehrten Oberfläche liegt. Die Brechungsindizes und Abbe'sehen Zahlen sind Absolutwerte .

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Tabelle I

)2W. Brechungs- Abbe'sehe Spiegel Radius Dicke Abstand index Zahl

S₁ = 17,8

oo

S₂ =137,4

S₃ =164,1

III Dicke der Abdeckung=6,35 ND=1,517

Abstand zwischen Abdeckung und Auflager=4,4 Dicke des Auflagers=8,3 ND=1,517

S₄ = 29,ο

R- - ©o

II ⁵ T- =2,4 ND =1,517 4>, =64,5

R. = 64,369 ^J Ji

⁴ S₅ = 3,o4

R = -18,o7

T. =2,6 ND₀ =1,517 V_n =64,5

R = 3o,15 ^Z ^{l λ}

T₁ =1,35 ND =1,75o6 A/ =27,8

R₁ = 00 ' ' ^Ί

¹ S_c = 23,45 bis 36,15

5₇ =19o,5

R = 112,7o2

IV T. =2,o ND. =1,57 3 Va ^%=57,4

R₇ = -72,3o5

5₈ = 0,26

R = 44,2o1

V Τ_ς =2,4 ND =1,58o -V_n. =41 ,ο

R = 27,735 ³ b b

5₉ = 56,2

BS Dicke=3,2 ND=1,517 «£θ=ο, 18'

S. = 37,6

1o '

M₄ 00

S₁₁ = 55,9

M- ©O

ς = 1 ^ 7

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Fig.4 zeigt den Einfluss der Lage des Spiegels M- auf den Durchmesser und die Lage des in Richtung auf das Objektiv 19 zurückreflektierten Lichts für drei Stellungen des Spiegels M_, die mit M. , M_. und M wiedergegeben sind. Wenn der Spiegel M_ die Lage M- einnimmt, entspricht dies dem Zustand, bei dem ein konvergierendes Strahlenbündel 33 die Gerätemittellinie 29 in der Reflektionsebene des Spiegels M schneidet. Dies erzeugt, wie vorstehend erwähnt, ein reflektiertes Strahlenbündel, das sich längs des Strahlenganges 32 ausdehnt, der im gleichen Abstand von der Mittellinie 2 9 verläuft wie der Strahlengang 28. Das Bild 39 des Lichtstrahls hat aber die gleiche Grosse und liegt am gleichen Ort wie die öffnung A, was aus Fig.4a hervorgeht. Wenn der Spiegel die Lage M₃. einnimmt, wird das längs des Strahlenganges 33 sich ausbreitende Licht reflektiert, bevor es die Mittellinie 29 geschnitten hat. Das reflektierte Strahlenbündel hat einen grösseren Durchmesser und ist in Richtung auf die Mittellinie 29, wie aus den strichlierten Linien 4o hervorgeht, verschoben. Dieser Zustand führt zu einem vergrösserten Bild 39', das gegenüber der öffnung A, v/ie aus Fig.4b hervorgeht, verschoben ist. In entsprechender Weise wird auch dann, wenn die Reflektion bei der durch M- dargestellten Lage des Spiegels nach dem Schnitt des Strahlenbündels mit der Mittellinie 29 stattfindet, ein reflektiertes Strahlenbündel erzielt, dessen Durchmesser grosser ist und das, wie durch die strichlierten Linien 41 angedeutet, von der Mittellinie 29 hinwegverschoben ist. Dieser Zustand erzeugt ein vergrössertes Bild 39", das ebenfalls gegenüber der öffnung A verschoben ist.

In Fig.3 sind die Abstände, die Radien und die Dicken, welche den entsprechenden Werten von Fig.1 entsprechen, mit Bezugszeichen versehen, welche sich aus den ent-

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sprechenden Bezugszeichen von Fig.2 zuzüglich 1oo ergeben. Diejenigen Abstände, Radien und Dicken, welche sich von den entsprechenden Werten von Fig.1 unterscheiden, sind fortlaufend mit Bezugszeichen, beginnend bei der Nr. 121, versehen. Anstelle des Spiegels M werden als Oberflächen, an denen das Licht reflektiert wird, bei dem Betriebszustand von Fig.3 die Vorderfläche 36 und die rückwärtige Fläche 37 der Kontaktlinse 27 sowie die Oberseitenfläche 38 des Auflagers 31 verwendet. Bei der bevorzugten Ausführungsform von Fig.3 kommt ein Objektiv 5 zur Verwendung, das aus einer Sammellinse VI mit positivem Meniskus und einer bikonvexen Sammellinse VII besteht. Das Objektiv 5 ist selektiv längs der Mittellinie 2 9 des Geräts verschiebbar, um den Schnittpunkt des konvergierenden Strahlenbündels 33 mit der Mittellinie 29 selektiv auf die Vorderfläche 36, die Rückfläche 37 und die Oberseitenfläche 38 zu bringen. Das von jeder dieser Flächen reflektierte Licht tritt längs eines Strahlenganges 32 zur öffnung A und in den Detektor 35 in entsprechender Weise, wie dies anhand von Fig.2 gezeigt war.

Parameter einer bevorzugten Ausführungsform für die Bestimmung der Dicke und der sagittalen Höhe der hydratisierten Kontaktlinse ergeben sich aus folgender Tabelle II.

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Tabelle II

Linse

bzw.

Spiegel

Radius

Dicke Abstand

1
^M2

VII

VI

III

IV

BS

oo

OO

R₁₂₅= -19,800 R₁₂₄= 12,84o R₁₂₃= 96,3oo

R₁₂₂= -14,37o R₁₂₁=-6o7,6oo

^S1o1^{= 17}'⁸

^S1o2=¹³⁷'⁴

^T123⁼³'⁹ ^T122⁼³'° Brechungs- Abbe'sehe index Zahl

(NDT

= 9,o

= o,5 bis 13,2

₃=I,62oo

^ND122⁼¹'⁷⁵°⁶

₁=I,6o55

Dicke der Abdeckung=6,35 ND=1,517

Abstand zwischen Abdeckung und Auflager=4,4 Dicke des Auflagers=8,3 ND=1,517

₆= 112,7o2

^R1o7⁼ -

R₁₀₈= 44,2o1 ^R1o9= ²⁷'⁷³⁵ ^S124⁼¹²⁷'⁶-^S123 ^S1o8⁼ °'²⁶

₃=Oo,3

^T1o5=²'⁴

Dicke=3,2 ^S1o9= ⁵⁶'² ND=1,517

S₁₁ = 37,6

=I,573 V_1o4=57,4

_1o4

=I,

<1θ=ο,18·

OO

!= 55,9 ,= 15,7

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-λ/· 2ο.

Bei dem Betrieb wird eine erste Näherung des bildseitigen Scheitelbrechwerts (fv..) erhalten, indem man die Lage des Spiegels M^ bei der in Fig.2 dargestellten Betriebsart des Instruments feststellt, wenn ein Maximum bzw. Peak von dem Signaldetektor 35 ermittelt wird.

Wenn der Spiegel M_ manuell bewegt wird, kann der Schrittmotor 25 durch einen Verschiebungsanzeiger ersetzt sein. Bei einer elektrischen Verschiebung des Spiegels kann die Anzahl der Schritte zu dem Maximum bestimmt werden. Das Gerät wird anschliessend in die in Fig.3 dargestellte Betriebsart gebracht, indem man den Revolver 4 gemäss Fig.1 so dreht, dass das Objektiv 5 in die optische Achse bzw. Mittellinie 29 des Instruments eingebracht wird. Bei dieser Betriebsart werden drei Signalmaxima festgehalten, während das Objektiv in Richtung auf die Kontaktlinse 27 verschoben wird. Der Abstand, um den sich das Objektiv 5 zwischen den ersten beiden Maxima bewegt, liefert die scheinbare Dicke (T¹) der Kontaktlinse, während der Abstand, um den sich das Objektiv zwischen dem zweiten und dritten Maximum bewegt, der scheinbaren sagittalen Höhe (s¹) entspricht. Eine erste Näherung für die Dicke (t.) ergibt sich durch folgende Formel:

t. = At¹
'

Hierin bedeutet A eine empirische Zahl.

Eine erste Näherung der sagittalen Höhe (S₁) ergibt sich durch folgende Formel:

. 2_Ö

_ , η -sin Θ

¹ 1 -sin θ

worin η der Brechungsindex der Kontaktlinse und θ der Konvergenzwinkel des Strahlenbündels 33' ist.

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Die erste Näherung für den rückwärtigen Radius Cr₁) ergibt sich durch folgende Formel:

= (1/2 P)

Hierin bedeutet P den Durchmesser des Auflagers und B eine empirische Zahl.

Die ersten Näherungen der Dicke Ct₁), der sagittalen Höhe (S₁), des rückwärtigen Radius (r..) und des bildseitigen Scheitelbrechwerts (fv..) werden zur Gewinnung exakterer Werte unter Verwendung der folgenden Formeln verwendet, die zumindest einmal wiederholt werden:

1-Q

f₂ -

Brechkraft der Rückfläche

¹I

(fv₁-f₂)t₁ 1+ —

n.

T

Brechkraft der Vorderfläche

Dicke

Fv » fν +

1-

n-n

n-1

T(fj)

S +

^sl

(Fv-f₂)[nJ ΙBildseitige
Scheitelbrechkraft

Fagittale Höhe

+ 1 +. S₁FvCn-Ii₁)

Ε =»

2S

Rückv;ärtiger Radius

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Die neuen Werte für die Dicke, die bildseitige Scheitelbrechkraft, die sagittale Höhe und den rückwärtigen Radius werden anstelle der Näherungswerte verwendet, wenn der jeweilige Wert abermals berechnet wird. 5

Bei Verwendung der in den Fig.1 und 2 dargestellten Ausführungsform nimmt A vorzugsweise einen Wert von 1,5 ein, B vorzugsweise einen Wert von 1,7 und der Durchmesser P des Auflagers beträgt vorzugsweise 1o mm. Während der Justierung jedes Instruments werden Eichkurven von den erhaltenen Daten aufgetragen. Diese Kurven können die Notwendigkeit für eine Korrektur von Fv und/oder T für die Erhaltung einer noch höheren Präzision notwendig machen. Die notwendigen Korrekturen ergeben sich durch folgende Formeln:

F = bFv + a

worin b die Steigung der Brechkraft-Eichkurve und a den y-Abschnitt bei χ = O für die justierte bildseitige Scheitelbrechkraft bedeuten, und

T = b'T + a¹

wobei b die Steigung der Dicken-Eichkurve und a¹ der y-Abschnitt dieser Kurve sind.

Im folgenden wird auf Fig.5 Bezug genommen, bei der ein Ausführungsbeispiel für die Messung des Durchmessers hydratisierten Kontaktlinse und/oder für deren Zentrierung gezeigt ist. Das von einem Lampenkolben 42 kommende Licht wird von einem Planspiegel M längs der Instru-

menten-Mittellinie 29 in Richtung auf das Objektiv 19 abgelenkt, welches die Linsen I und II enthält. Das Objektiv 19 richtet ein divergierendes Strahlenbündel auf die Kontaktlinse 27, um einen hellen Lichtring an der Kante der Linse 27 zu erzeugen, der durch Dispersion

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-2/45,

hervorgerufen ist. Das Apertur-Betrachtungsgerät 7 wird in die Instrumenten-Mittellinie 29 hineingebracht, um die beleuchtete Kontaktlinse 27 im Zusammenwirken mit der Teleskopeinhext 34, dem Strahlenteiler BS und dem Spiegel M_ in die Brennebene des Okulars 11 abzubilden. Das Okular 11 enthält Linsen X und XI, wobei ein Fadenkreuz bzw. eine Messmarke R in dessen Brennebene angebracht ist. Die Messmarke kann irgendeine herkömmliche Teilung oder konzentrische Kreise mit vorbestimmten Ab™ ständen haben, welche zur Bestimmung des Linsendurchmessers dienen. Konzentrische Kreise sind bevorzugt, da sie in praktischer Weise die Zentrierung der Kontaktlinse 27 bezüglich der Mittellinie 29 unterstützen.

Tabelle III gibt die Parameter eines bevorzugten Ausführungsbeispiels wieder. Die Abstände und Parameter bei diesem Ausführungsbeispiel, die mit denen des Ausführungsbeispiels von Fig.2 übereinstimmen, tragen die gleichen Bezugszeichen wie im Falle von Fig.2, jedoch um 2oo erhöht, während die anderen Bauelemente fortlaufend, von dem Lampenkolben 42 beginnend, mit Bezugszeichen bzw. Indizes versehen sind, die mit der Nr. 231 beginnen.

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Tabelle III

Linse

bzw.

Spiegel

Radius

TR)

Dicke (T)

Abstand

TST

Brechungs- Abbe¹sehe index Zahl

(ND)

= 9

II

OO

■2ο1~ ™ ^R2o2^{= 3O}'¹⁵

R₂₀₄= 64,369 ^R2o5^{= OO}

^S232^{= 21}

^Τ2οΓ¹'³⁵

^T2o3=²'⁴

^S2o5^{= 3}'°⁴

^S2o4 ^{= 29}'°

^ND2o3⁼¹'⁵¹⁷

Dicke der Abdeckung=6,35 ND=1,517

Abstand zwischen Abdeckung und Auflager=4,4 Dicke des Auflagers=8,3 ND=1,517

VIII

IX

IV

R₂₃₁= -14,355 R₂₃₂= oo

R₂₃₃= 67,341 R₂₃₄= 18,926 R₂₃₅= -25,792

R= 112,7o2 ^2O6

^R2o7⁼ -⁷²

^T231⁼²'⁵

^T232=¹'⁵ T₂₃₃=2,5

^T2o4=²'⁵

= 1o,3

S₂₃₅= 56,9

^S2o8⁼ °'²⁶

=I,498 V₂₃₁=66,94

=I,75o6 -V₂₃₂=27,8 =I,6176 V₂₃₃=49,8

2o4⁼¹'⁵⁷³

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Fortsetzung Tab.Ill

Linse bzw. Spiegel	Radius	(R)	80,15 -36 ,o5	Dicke	4	^S2O9	Abstand	2
		44,2o1 27,735	19,13 -29,57	(T)		^S236	(S)	3
V	^R2o8⁼ ^R2o9⁼		^T2o5=²'		^S237	= 56,	1
BS	OO				^S238	= 33,	1
^M7	OO	Messmarke		6	^S239	= 74,
	^R23 6⁼ ^R237⁼		00 LD		= 25,
X	^R23 8⁼ ^R239⁼	^T234⁼⁴'		= 0,
XI	^T235⁼⁶' ^T236=²'

Brechungs- Abbe'sehe index Zahl

(NDT

ND₂₀₅=I, 58o Λ

ND₂₃₅=I,517

^R24o~

OO

=I,517 V₂₃₄=64,5

=I,786 *₂₃₆-25_f5

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Bei den vorstehend beispielshalber beschriebenen Ausführungsformen wurden das Objektiv 5 und der Spiegel M als Einheit relativ zur Kontaktlinse 27 bewegt und das Objektiv 19 stationär gehalten. Da herkömmliche Mikroskope auch eine Scharfeinstellung über eine Beilegung des Objekttisches vorsehen, ist es für den Fachmann selbstverständlich, dass umgekehrt auch das Objektiv und der Spiegel M stationär gehalten werden können, während die Kontaktlinse 27 und das Objektiv 19 als Einheit verschiebbar sind. Es ist des weiteren möglich, auch wenn dies nicht die bevorzugte Ausführungsform darstellt, das Objektiv 5 und den Spiegel M,. unabhängig voneinander zu bewegen und nicht als Einheit.

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Claims

310367Q

Patentansprüche

1. Messinstrument zur Bestimmung von Linsenparametern weicher Kontaktlinsen (27), welche auf einem Auflager

(31) gehaltert und in eine Flüssigkeit eingetaucht sind, gekennzeichnet durch eine Lichtquelle (26), die kollimiertes Licht aussendet; Mittel (M₁, ^M2^' mittels derer Licht von der Lichtquel-Ie (26) auf eine Seite der Linse (27) längs eines ersten Strahlenganges (28) geleitet wird, der parallel und im Abstand von einer Mittellinie (29) des Geräts verläuft; ein erstes Objektiv (5), um Licht auf die Mittellinie (29) abzubilden, wobei das erste Objektiv (5) selektiv auf die Mittellinie (29) zwischen den Mitteln (M , M₃) und der Linse (27) einbringbar ist; ein zweites Objektiv (19) , um Licht auf die Mittellinie (29) abzubilden, wobei das zweite Objektiv (19) auf der anderen Seite der Linse (27) angebracht ist; reflektierende Mittel (M₃), um das vom zweiten Objektiv (19) erhaltene Licht längs eines zweiten Strahlenganges (32) zu. reflektieren, und zwar in einer Ebene, welche den ersten Strahlengang (28) , den zweiten Strahlengang (32) und die Mittellinie (29) enthält, wobei die Mittellinie (29) zwischen dem ersten Strahlengang (28) und dem zweiten Strahlengang (32) verläuft und wobei ein Teil des zweiten Strahlenganges (32) parallel zur Mittellinie verläuft; und
Nachweismittel (34, A, 35) zur Ermittlung des Zustandes, bei dem der parallel zur Mittellinie (29) verlaufende Bereich (32) des Strahlenganges von der Mittellinie (29) den gleichen Abstand aufweist wie der erste Strahlengang (28) .

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2. Messinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachweiseinrichtung eine Teleskopeinheit (34)/ eine Öffnung (A) in der Brennebene der Teleskopeinheit (34) und einen auf Licht ansprechenden Detektor (35) enthält, der ein Signal über das in die Öffnung (A) abgebildete Licht abgibt.

3. Messinstrument nach einem der vorstehenden An-Sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, um eine Relativbewegung zwischen einer ersten und einer zweiten Einheit hervorzurufen, wobei die ersten Einheit das erste Objektiv (5) und die reflektierenden Mittel (M ) und die zweite Einheit die Linse (27) und das zweite Objektiv (19) enthält.

4. Messinstrument nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Einheit beweglich und die zweite Einheit stationär gehalten ist.

5. Messinstrument nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Objektiv (5) ein zehnfaches Mikroskopobjektiv ist.

6. Messinstrument nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Lichtquel-Ie (42), Mittel (M,., 19), um die andere Seite der Linse

(27) mit einem divergenten Strahlenbündel von der zusätzlichen Lichtquelle (42) zu beleuchten; eine Abbildungsoptik (7), um ein Randbild der beleuchteten Linse (27) auf einer Skala (R) zu erzeugen, und durch Anzeige-35

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mittel auf der Skala (R) zur Messung des Linsendurchmessers , sowie durch ein Okular (11) zur Betrachtung des auf der Skala (R) erzeugten Bildes.

7. Messinstrument nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Linsenhalterung (III) mit einem Deckel (3o), einem Auflager (31) sowie einem festen Abstand zwischen dem Deckel (3o) und dem Auflager (31).

8. Messinstrument nach einen der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (26) ein Laser ist.

9. Messinstrument nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (M., M_), welche Licht von der Lichtquelle (26) auf die eine Seite der Linse (27) längs des Strahlenganges (28) auftreten lassen, zwei Spiegel (M , M) enthalten.

1o. Messinstrument nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Objektiv (5) ein Singlet VI in Form eines positiven Meniskus sowie ein sammelndes, bikonvexes Düblet VII enthält, und/ oder dass das zweite Objektiv (19) ein plankonvexes, sammelndes Düblet I und ein konvexplanes Singlet II enthält.

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11. Messinstrument nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als reflektierende Mittel (M_) ein Planspiegel verwendet ist.

12. Messinstrument nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teleskopeinheit (34) ein bikonvexes, sammelndes Singlet VI und ein als Meniskus ausgebildetes, zerstreuendes Singlet V enthält.

13. Messinstrument nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachweiseinrichtung einen Strahlenteiler (BS), zwei Spiegel (M., M₅) und eine Öffnung (A) enthält.

14. Messinstrument nach einem der Ansprüche 7 bis 13, insbesondere zur Bestimmung der Brechkraft einer Linse, dadurch gekennzeichnet, dass das in ihm verwendete optische System die in Tabelle I aufgeführten Parameter aufweist.

15. Messinstrument nach einem der Ansprüche 7 bis 14, insbesondere zur Bestimmung der Linsendicke und der sagittalen Höhe der Linse,

dadurch gekennzeichnet, dass das in ihm verwendete optische System die in Tabelle II aufgeführten Parameter erfüllt.

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16. Messinstrument nach einem der Ansprüche 7 bis 15, insbesondere zur Bestimmung des Linsendurchmessers, dadurch gekennzeichnet, dass das in ihm verwendete optische System die Parameter der Tabelle III aufweist.

17. Messinstrument nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spiegel (M_fi), die Abbildungsoptik (7) und das erste Objektiv (5) in und aus dem Strahlengang schwenkbar sind.

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