DE4316782C1 - Ophthalmometer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ophthalmometer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, das insbesondere zur Messung der Krümmungsradien der vorderen Hornhautfläche, des Brechungsindex der Hornhaut sowie des Hornhautastigmatismus des Auges dient.

Bekanntlich werden in Ophthalmometern Bildverdoppelungen dadurch erreicht, daß in zwei parallelen Teilstrahlengängen zwei optische Mittel gegenläufig bewegt werden. Dadurch wird eine Koinzidenzeinstellung von zwei Testmarken ermöglicht und die dabei vorgenommene Verschiebung der Testmarken gemessen, siehe z. B. Bergmann-Schaefer "Lehrbuch der Experimentalphysik" Bd. 3, 9. Aufl., Walter de Gruyter Berlin, New York, 1933, S. 61. Als optische Mittel sind Planparallelplatten, Herschelprismen oder Linsen im Gebrauch.

Nachteilig ist bei der bekannten Bildverdoppelungseinrichtung, daß

• - die mechanisch gegenläufige Bewegung der optischen Mittel aufwendige Antriebsmechanismen erfordert;
• - zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen mehr oder weniger aufwendige Justiermittel vorgesehen sein müssen, siehe bspw. EP 0032394, US 3 290 927;
• - ein verbleibendes Spiel zwischen den optischen Mitteln und den mechanischen Antrieben Asymmetriefehler bei der gegenläufigen Bewegung hervorrufen und schon geringe Ungleichheiten der optischen Parameter der in den Teilstrahlengängen angeordneten optischen Mittel unmittelbar zu Meßfehlern des Ophthalmometers führen.

Es ist auch schon ein Ophthalmometer (JP 40-31501 A2) bekannt, bei dem zwischen der Bildverdoppelungseinrichtung und dem Meßobjekt ein einziges bildverschiebendes optisches Mittel vorgesehen ist und innerhalb der Bildverdoppelungseinrichtung, dem optischen Mittel nachgeordnet, in einem Teilstrahlengang eine gerade und im anderen Teilstrahlengang eine ungerade Anzahl von Reflexionsflächen angeordnet ist. Mit diesem Ophthalmometer ist nicht der Abstand der beiden Hornhautbilder, sondern der Abstand eines Hornhautbildes von der optischen Achse des Ophthalmometers meßbar. Durch zusätzliche Mittel muß die optische Achse des Ophthalmometers ständig auf das Zentrum des Meßobjektes, der Hornhaut ausgerichtet werden, damit die stochastischen Bewegungen des Auges ausgeglichen und eine exakte Messung ermöglicht werden. Abgesehen davon, daß hiermit ein erheblicher zusätzlicher Aufwand verbunden ist, läßt sich diese Forderung nur unter komplizierten Bedingungen erfüllen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Ophthalmometer zu schaffen, das einen vereinfachten Aufbau zeigt und dem die Mängel der bekannten Ophthalmometer nicht zueigen sind.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch das Kennzeichen des ersten Patentanspruchs gelöst. Dadurch, daß es möglich ist, eine Bildverdopplung und eine gegenläufige Bewegung der Teilbilder durch die gleichsinnige Bewegung (Kippen bzw. Verschieben) der entsprechenden, miteinander starr verbundenen optischen Mittel zu erreichen, können Einflüsse, die von unterschiedlichen Antriebsmitteln und Lagerungen herrühren, ebenso vermieden werden wie die aufwendigen Antriebsmittel selbst.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich, wenn für beide Teilstrahlengänge nur ein einziges optisches Mittel zur Bildverdopplung und nur ein Strahlenteiler vorgesehen sind, der der Erzeugung und Vereinigung beider Teilstrahlengänge dient und damit zu einer wesentlichen Reduzierung der optischen Bauteile des Ophthalmometers und der mit diesen verbundenen Fehlermöglichkeiten dient. Trotz der starren Verbindung zwischen den optischen Mitteln können vorteilhaft Elemente vorgesehen sein, um die optischen Mittel aufeinander auszurichten, zueinander zu justieren. Besitzt das Ophthalmometer ein entfernungsunabhängiges Meßsystem, so muß die Aperturblende des telezentrischen optischen Systems unmittelbar vor, hinter oder in dem optischen Mittel liegen. Sind die optischen Mittel als Linsen ausgebildet, so liegt die Aperturblende unmittelbar vor oder hinter ihnen. Sind die optischen Mittel zu einem einzigen ebenen Schwenkspiegel für beide Teilstrahlengänge zusammengefaßt, so befindet sich die Aperturblende in Form einer schwarzen Maske auf der Spiegelfläche.

Zur Steigerung der Bildhellligkeit im Beobachtungseinblick ist es vorteilhaft, wenn der Strahlenteiler als Polarisator wirkt.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der schematischen Zeichnung zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel mit Negativlinsen als optische Mittel und

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel mit einem Schwenkspiegel als einziges optisches Mittel.

In Fig. 1 sind die erfindungswesentlichen Teile eines Ophthalmometers 1 mit einem durch eine optische Achse O₁-O₁ festgelegten Strahlengang von einem Beobachtungseinblick B zu einem Meßobjekt M dargestellt, der zwischen zwei Strahlenteilerprismen 2, 3 in zwei Teilstrahlengänge 4, 5 geteilt ist. Die Teilstrahlengänge weisen je eine parallel und je zwei rechtwinklig zur optischen Achse O₁-O₁ gerichtete Abschnitte 41 bzw. 51 und 42, 43 bzw. 52, 53 auf. Im Teilstrahlengang 4 befinden sich zwischen den Strahlenteilerprismen 2, 3 drei Umlenkprismen (oder Umlenkspiegel) 6, 7, 8, die die Abschnitte 41, 42, 43 des Teilstrahlengangs 4 festlegen und von denen das Umlenkprisma 6 fest mit dem Strahlenteilerprisma 2 verbunden ist, sowie eine Bikonkavlinse 9 in dem Abschnitt 42, die an einem Träger 10 über Justiermittel 11 parallel und rechtwinklig zur Zeichenebene verstellbar ist. Im Teilstrahlengang 5 sind weitere drei Umlenkprismen (oder Umlenkspiegel) 12, 13, 14 vorgesehen, die die Abschnitte 51, 52, 53 festlegen und von denen das Umlenkprisma 14 mit dem Strahlenteilerprisma 3 fest verbunden ist. Eine Bikonkavlinse 15 befindet sich in dem Abschnitt 52 und ist über Justiermittel 16 am Träger 10 befestigt, die in gleicher Weise wirken wie die Justiermittel 11. Die Bikonkavlinsen 9, 15 sind optisch in derselben Entfernung von der Eintrittsfläche 17 des Strahlenteilerprismas 2 angeordnet und haben beide dieselben optischen Parameter. In ihrer Nähe befinden sich, dem Strahlenteilerprisma 2 zugewandt, Aperturblenden 19, 20. Der Träger 10 mit den an ihm befestigten Linsen 9, 15 ist in Richtungen verschiebbarr, die durch einen Doppelpfeil 18 angegeben sind. An Stelle der Bikonkavlinsen 9, 15 können auch Bikonvexlinsen verwendet werden.

Vom Strahlenteilerprisma 2 werden die Teilstrahlengänge 4, 5 über die Umlenkprismen 6, 7, 8 bzw. 12, 13, 14 unter Einhaltung gleicher optischer Weglängen zum Strahlenteilerprisma 3 geführt und dort zur gemeinsamen Beobachtung zusammengefügt. Sind die Linsen 9, 15 exakt zu den optischen Achsen der Abschnitte 42, 52 zentriert und alle planoptischen Elemente (Umlenkelemente) 2, 3, 6, 7, 8, 12, 13, 14 richtig justiert, so überdecken sich die beobachteten optischen Teilbilder vollständig. Wird der Träger 10 mit den Linsen 9, 15 in einer Richtung des Doppellpfeils 18 verschoben, so kippen die optischen Achsen der Teilstrahlengänge 4, 5 gegeneinander, und die beobachteten Teilbilder verschieben sich für den Beobachter gegenläufig.

In Fig. 2 sind wieder die erfindungswesentlichen Teile eines Ophthalmometers 21 dargestellt, dessen Strahlengang durch die optischen Achse O₂-O₂ festgelegt ist, durch ein Strahlenteilerprisma 22 in zwei Teilstrahlengänge 23, 24 geteilt wird, die gegenläufig über einen Schwenkspiegel 25 verlaufen, im wesentlichen zueinander entgegengesetzt gerichtet sind, und danach im Strahlenteilerprisma 22 wieder vereinigt werden. Für die beiden Teilstrahlengänge 23, 24 wirkt die Strahlenteilerschicht des Strahlenteilerprismas 22 auch als Reflektor. Der Schwenkspiegel 25 ist um eine Achse X-X schwenkbar, die rechtwinklig zur Zeichenebene und zu der zur Zeichenebene parallelen Hauptspiegelungsebene des Ophthalmometers 21 gerichtet ist. Er ist in seinem inneren Teil 26 oberflächenverspiegelt und in seinem peripheren Teil 27 geschwärzt. Der geschwärzte Teil 27 dient als Aperturblende. Mit dem Strahlenteilerprisma 22 sind Umlenkprismen 28, 29, 30 verbunden, die die Teilstrahlengänge 23, 24 zum Schwenkspiegel 25 und von diesem zurück zum Strahlenteilerprisma 22 und als zusammengefügten Strahlengang durch das Umlenkprisma 30 sowie weitere Umlenkprismen 31, 32 in eine Richtung lenken, die das Ophthalmometer 21 geradsichtig sein läßt. Die im wesentlichen zueinander entgegengesetzt gerichteten Abschnitte der Teilstrahlengänge 23, 24 befinden sich am Schwenkspiegel 25. Im Teilstrahlengang 23 sind nach dem Schwenkspiegel 25 fünf optische Umlenkelemente 28, 22, 30, 31, 32 und im Teilstrahlengang 24 vier optische Umlenkelemente 29 bis 32 vorgesehen. Allgemein gilt, daß sich in einem Teilstrahlengang 23 eine ungerade und im anderen Teilstrahlengang 24 eine gerade Anzahl von optischen Umlenkelementen befinden muß.

Wirkt das Strahlenteilerprisma 22 mit seiner Strahlenteilerschicht auf den durchgelassenen und reflektierten Strahlengang 23 bzw. 24 unterschiedlich polarisierend, so erhöht sich beim Zusammenfügen der Teilstrahlengänge 23 und 24 die Bildhelligkeit in der Beobachtungsrichtung.

Wird der Schwenkspiegel 25 um die Achse X-X in einer der durch einen Doppelpfeil 33 angezeigten Richtungen geschwenkt, so verkippen die Achsen der beiden Teilstrahlengänge 23, 24 und die beobachteten Teilbilder verschieben sich gegenläufig. Die Verwendung nur eines optischen Mittels, des Schwenkspiegels 25, für das Verkippen der Achsen der beiden Teilstrahlengänge 23, 24 beseitigt die durch Ungleichheit der optischen Parameter bedingten Meßfehler. Außerdem ergibt sich ein einfaches, kompakt gebautes Ophthalmometer.

Bezugszeichenliste

1, 21 Ophthalmometer
2, 3, 22 Strahlenteilerprismen
4, 5, 23, 24 Teilstrahlengänge
6, 7, 8, 12, 13, 14, 28, 29, 30, 31, 32 Umlenkprismen
9, 15 Bikonkavlinsen
10 Träger
11, 16 Justiermittel
17 Eintrittsfläche
18, 33 Doppelpfeile
19, 20 Aperturblende
25 Schwenkspiegel
26 innerer Teil
27 peripherer Teil
41, 42, 43, 51, 52, 53 Abschnitte der Teilstrahlengänge
O₁-O₁, O₂-O₂ optische Achsen
X-X Achse
B Beobachtungseinblick
M Meßobjekt

Claims (9)

1. Ophthalmometer mit einem Strahlengang zwischen einem Beobachtungseinblick und einem zu vermessenden Objekt, der im Bereich einer Bildverdopplungseinrichtung in zwei Teilstrahlengänge geteilt ist, von denen jeder ein optisches Mittel zur Bildverschiebung aufweist, wobei die Bildverschiebungen in beiden Teilstrahlengängen gegenläufig erfolgen, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Mittel (9, 15; 25) in beiden Teilstrahlengängen (4, 5 bzw. 23, 24) gleichsinnig bewegt werden und in solchen Abschnitten der Teilstrahlengänge (42, 52; 23, 24) angeordnet sind, in denen die beiden Teilstrahlengänge im wesentlichen in zueinander entgegengesetzten Richtungen verlaufen.

2. Ophthalmometer gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziges optisches MIttel (25) für beide Teilstrahlengänge (23, 24) vorgesehen ist.

3. Ophthalmometer gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Teilen des Strahlengangs und zum Zusammenführen der Teilstrahlengänge nur ein einziger Strahlenteiler (22) vorgesehen ist.

4. Ophthalmometer gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Mittel (9, 15; 25) in oder nahe einer Aperturblende (19, 20; 27) des Ophthalmometersystems angeordnet und dieses Ophthalmometersystem telezentrisch ausgebildet ist.

5. Ophthalmometer gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Mittel in jedem Teilstrahlengang (4, 5) eine verschiebbare Negativlinse (9, 15) ist.

6. Ophthalmometer gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Mittel in jedem Teilstrahlengang (23, 24) ein Spiegel (25) ist, der um eine im wesentlichen rechtwinklig zur optischen Achse O₂-O₂ gerichteten Achse X-X schwenkbar angeordnet ist.

7. Ophthalmometer gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Spiegel (25) in einem Teilstrahlengang (24) eine gerade Anzahl von optischen Umlenkelementen (29, 30, 31, 32) und im anderen Teilstrahlengang (23) eine ungerade Anzahl von optischen Umlenkelementen (28, 22, 30, 31, 32) angeordnet ist.

8. Ophthalmometer gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Justiermittel (11, 16) zur Justierung der optischen Mittel (9, 15) in den Teilstrahlengängen (4, 5) vorgesehen sind.

9. Ophthalmometer gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlenteiler (2; 22) als Polarisator wirkt.