DE60027657T2

DE60027657T2 - Augenuntersuchungsgerät

Info

Publication number: DE60027657T2
Application number: DE60027657T
Authority: DE
Inventors: Masanao Toyohashi-shi Fujieda
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 2000-09-28
Publication date: 2007-05-10
Anticipated expiration: 2020-09-29
Also published as: EP1088511B1; EP1088511A1; JP2001095761A; DE60027657D1; US6361168B1; JP3798199B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine ophthalmische Vorrichtung zum Untersuchen oder Messen eines zu untersuchenden Auges.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Bei einer ophthalmischen Vorrichtung, um Daten über Eigenschaften eines zu untersuchenden Auges wie die Brechkraft des Auges oder die Form der Kornea zu erhalten, wird der Kopf eines zu Untersuchenden fest auf einer Kopfstütze oder etwas Ähnlichem gehalten. Danach wird ein Messteil (ein optisches Messsystem) auf das Auge ausgerichtet und dann die Messung durchgeführt.
In letzter Zeit wurde eine Vorrichtung vorgeschlagen, die einen Selbstausrichtungsmechanismus aufweist, der eine Ausrichtungsbedingung des Messteils mit Bezug auf das Auge erfasst und automatisch das Messteil auf der Grundlage des so erfassten Ergebnisses bewegt, um dem Untersuchenden die Schwierigkeiten der Feinjustierung zu ersparen.
Mit dieser Art einer Vorrichtung gibt es jedoch oft den Fall, in welchem der Kopf eines zu Untersuchenden mit Bezug auf eine waagerechte Bezugsfläche geneigt ist, obwohl der Kopf des zu Untersuchenden unter Verwendung einer Kopfstütze oder ähnlicher Teile gehalten ist. Es gibt außerdem die Möglichkeit, dass sich der Kopf des zu Untersuchenden zur Zeit der Bewegung des Messteils von einem Auge zum anderen nach der Beendigung der Messung am ersten Auge bewegt. Eine unter solchen Bedingungen durchgeführte Messung führt wahrscheinlich zu ungenauen Messergebnissen, insbesondere be züglich astigmatischer axialer (zylindrisch axialer) Winkel, der Brechkraft in der Hauptmeridianrichtung oder ähnlicher Daten. Insbesondere in dem Fall, in welchem Brechkraftdaten oder Kornea- bzw. Hornhautformdaten bei der keratorefraktiven Chirurgie bzw. Hornhautchirurgie zur Korrektur eines Brechungsfehlers durch Abtragen der Hornhaut unter Verwendung eines Excimer-Laserstrahls verwendet wird, ist es wünschenswert, dass die Daten des astigmatischen Axialwinkels sehr genau sind.
Weiterhin wird mit dieser Art von Vorrichtung, die einen Selbstausrichtungsmechanismus aufweist, das Messteil automatisch die Bewegung des Auges verfolgen und die Messung wird automatisch nach Beendigung der Ausrichtung durchgeführt. Daher ist es schwierig, die Bewegung des Auges aufzunehmen. Wenn das Auge nicht stabil fixiert ist, sind dadurch erzielte Messergebnisse kaum verlässlich.
Ein Beispiel einer ophthalmischen Vorrichtung aus dem Stand der Technik wird in der US 5,889,576 beschrieben, die eine ophthalmische Vorrichtung offenbart, welche eine Messvorrichtung aufweist, um ein zu untersuchendes Auge zu messen oder zu untersuchen, wobei die Reflexion eines Lichtflusses verwendet wird, der durch eine Pupille in das Auge projiziert wird, wobei die ophthalmische Vorrichtung eine Bewegungsvorrichtung aufweist, um die Messvorrichtung relativ zu dem Auge zu bewegen, eine Zielprojektionsvorrichtung, um ein Ausrichtungsziel auf eine Hornhaut des Auges zu projizieren, eine Zielerfassungsvorrichtung, um ein Bild des Ausrichtungsziels zu erfassen, eine Fotografiervorrichtung, um ein Bild eines vorderen Teils des Auges zu fotografieren, eine Vorrichtung zur Erfassung der Position der Pupille, um eine Position der Pupille mittels Signalen zu erfassen, die von der Fotografiervorrichtung übertragen werden, eine Beurteilungseinrichtung, um einen Referenzpunkt für die Ausrichtung auf der Grundlage von Information über die Position der Pupille zu bestimmen, die durch die Vorrichtung zur Erfassung der Position der Pupille und über das durch die Zielerfassungsvorrichtung bestimmte Bild des Ausrichtungsziels erfasst wird, und eine Instruktionsvorrichtung, um Instruktionen zu geben, um die Bewegungsvorrichtung dazu zu veranlassen, sich auf der Grundlage des Referenzpunkts zu bewegen, der von der Beurteilungsvorrichtung festgelegt ist.
KURZE ERLÄUTERUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der vorstehenden Umstände gemacht und hat als Aufgabe, die vorstehenden Probleme zu überwinden und eine ophthalmische Vorrichtung zu schaffen, mit welcher höchst verlässliche Messergebnisse erhaltbar sind.
Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden teilweise in der nachstehenden Beschreibung erläutert und teilweise aus der Beschreibung offensichtlich oder durch Ausführen der Erfindung erkennbar. Die Aufgaben und Vorteile der Erfindung können mittels der Instrumente und Kombinationen realisiert und erreicht werden, die insbesondere in den beigefügten Ansprüchen ausgeführt sind.
Um die Aufgaben zu lösen und in Übereinstimmung mit dem Zweck der vorliegenden Erfindung wie hier ausführlich beschrieben und dargelegt wird eine ophthalmische Vorrichtung zum Messen einer Eigenschaft eines zu untersuchenden Auges geschaffen, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist:
Eine Messeinheit, die ein Messsystem zum Messen der Eigenschaft des Auges aufweist;
eine Bewegungseinrichtung, um die Messeinheit mit Bezug auf das Auge relativ zu bewegen, um eine Ausrichtung der Messeinheit auf das Auge durchzuführen;
eine Einrichtung zur Steuerung der Messung, um sequenziell während mehrmaliger Messungen des Auges auf der Grundlage eines Ergebnisses einer Erfassung einer Ausrichtungsbedingung der Messeinheit auf das Auge eine Messung des Auges durchzuführen; und
eine Einrichtung zur Erfassung einer Position, um für jeden Messzeitpunkt einen Messpunkt der Messeinheit zu erfassen,
gekennzeichnet durch
eine Speichereinrichtung zum Speichern von Daten über den erfassten Messpunkt für jeden Messzeitpunkt in Übereinstimmung mit jedem Messergebnis; und
eine Verarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten der gespeicherten Messpunktdaten, um eine Mitte eines zulässigen Bereichs der Streuung der Messpunkte zu erhalten, und um die Fixierung des Auges während der mehrmaligen Messungen auf der Grundlage des Messpunkts für jeden Messzeitpunkt und des zulässigen Streuungsbereichs zu bestimmen.
KURZE ERÖRTERUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beigefügten Zeichnungen, die zu dieser Spezifikation gehören und einen Teil davon bilden, veranschaulichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und dienen gemeinsam mit der Beschreibung dazu, die Aufgaben, Vorteile und Grundlagen der Erfindung zu beschreiben. In den Zeichnungen sind
1A und 1B externe Ansichten, die den Aufbau einer Vorrichtung in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
2 eine schematische Ansicht, die den Aufbau von optischen Systemen zeigt, die innerhalb eines Messteils der Vorrichtung angeordnet sind;
3 ein schematisches Blockschaltbild, das ein Steuersystem der Vorrichtung zeigt;
4 eine Ansicht, die eine Anordnung von Fotodetektoren zeigt, die in einem Fotoaufnahmeteil eines optischen Systems zur Messung der Brechkraft eines Auges enthalten sind;
5 eine Ansicht, die einen Weg zur Erfassung der relativen Position des Messteils mit Bezug auf eine fixe Basis in die Richtungen nach oben, unten, rechts und links veranschaulicht;
6 eine Ansicht, die eine Historie der Anzeige der Bewegung eines Messpunkts auf einem Bildschirm zeigt;
7 eine Ansicht, die eine Vorrichtung zur Bewegung in der Y-Richtung zeigt; und
8 eine Ansicht, die eine Vorrichtung zur Bewegung in der X-Richtung und eine Vorrichtung zur Bewegung in der Z-Richtung der Vorrichtung bzw. des Geräts zeigt.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine genaue Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform einer ophthalmischen Vorrichtung, welche die vorliegende Erfindung verwirklicht, wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen gegeben. Die 1A und 1B sind externe Ansichten, die den Aufbau der Vorrichtung in Übereinstimmung mit der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen: 1A ist eine Vorderansicht von der Seite des zu Untersuchenden bzw. der Patientenseite und 1B ist eine Seitenansicht. 2 ist eine schematische Ansicht, die den Aufbau von optischen Systemen zeigt, die innerhalb eines Messteils 5 angeordnet sind. 3 ist ein schematisches Blockschaltbild, das ein Steuersystem der Vorrichtung zeigt.
Das Bezugszeichen 1 bezeichnet eine feste Basis. Die Basis 1 weist ein Kopfunterstützungsteil 2 auf, das fest daran angebracht ist, um den Kopf eines zu Untersuchenden unbeweglich zu stützen. 5 ist das Messteil, das ein optisches Messsystem, ein optisches Ausrichtungssystem und ähnliche Teile enthält, wie später beschrieben wird. Das Messteil 5 weist ein Messfenster 5a ungefähr in seiner Mitte in der Richtung nach links und rechts (X-Richtung) auf einer Seite auf, welche dem zu Untersuchenden gegenüberliegt. Ein Hauptkörper 3, an dem das Messteil 5 montiert ist, gleitet entlang der Basis 1 in der Richtung nach rechts und links (X-Richtung) und der Richtung nach vorne und hinten (Z-Richtung) über einen bekannten Gleitmechanismus, der als Antwort auf die Bedienung eines Joysticks 4 arbeitet. Zusätzlich bewegt sich das Messteil 5 in der Richtung nach oben und unten (Y-Richtung) über eine Bewegungsvorrichtung 130b für die Y-Richtung relativ zum Hauptkörper 3, die mittels eines Steuerteils 50 als Antwort auf eine Drehbewegung eines Drehknopfs 4a angetrieben wird, der an dem Joystick 4 montiert ist. Um für die Autoausrichtung vorbereitet zu sein, ist das Messteil 5 in den X-, Y- und Z-Richtungen mittels des Steuerteils 50 ebenso wie die Vorrichtung 130a zur Bewegung in der X-Richtung, der Vorrichtung 130b zur Bewegung in der Y-Richtung und einer Vorrichtung 130c zur Bewegung in der Z-Richtung relativ zum Hauptkörper 3 bewegbar.
Die Vorrichtung 130b (siehe 7) dreht eine Vorschubspindel 132b mittels eines Schrittmotors 131b, der fest am Hauptkörper 3 montiert vorgesehen ist, wodurch sie einen Innengewindeabschnitt 133b, der fest an einem Y-Tisch 136b vorgesehen ist, dazu veranlasst, auf- und abzusteigen. Als das Ergebnis bewegt sich der Y-Tisch 136b in der Vertikalen. 134b ist eine Führungswelle, die an dem Y-Tisch 136b befestigt ist. Die Vorrichtung 130a (siehe 8) dreht eine Vorschubspindel 132a über einen Schrittmotor 131a, der fest an dem Y-Tisch 136b montiert vorgesehen ist, wodurch er einen Innengewindeabschnitt 133a, der fest an einem X-Tisch 136a montiert vorgesehen ist, dazu veranlasst, sich nach rechts und links zu bewegen. Als das Ergebnis bewegt sich der X-Tisch 136a in der Querrichtung. 135a ist eine Führungsnut, die fest an dem Y-Tisch 136b vorgesehen ist, und 134a ist eine Führungsplatte, die fest an dem X-Tisch 136a montiert vorgesehen ist. Die Vorrichtung 130c (siehe 8) weist einen Aufbau 130a auf, und durch die Drehung einer Vorschubspindel 132c durch einen Schrittmotor 131c, der fest an dem X-Tisch 136a montiert vorgesehen ist, wird ein Innengewindeabschnitt 133c, der fest an dem Z-Tisch 136c montiert vorgesehen ist, nach vorne und hinten bewegt. Als das Ergebnis bewegt sich der Z-Tisch 136c nach vorne und hinten. 135c ist eine Führungsnut, die fest an dem X-Tisch 136a montiert vorgesehen ist, und 134c ist eine Führungsplatte, die fest an dem Z-Tisch 136c montiert vorgesehen ist. Jede dieser Vorrichtungen 130a, 130b und 130b erlaubt es, dass das Messteil 5, das auf dem Z-Tisch 136c montiert ist, sich in jeder der X-, Y- und Z-Richtungen bewegt.
Das Bezugszeichen 39 gehört zu einem Farbmonitor (einer Anzeige), um dem Untersuchenden verschiedene Informationen, wie ein Bild eines zu untersuchenden Auges, Ausrichtungsinformationen, Messergebnisse und Ähnliches anzuzeigen.
Die Bezugszeichen 10A und 10B bezeichnen Lichtquellen wie LEDs oder Ähnliches, die Infrarotlicht ausstrahlen. Die Lichtquellen 10A und 10B sind auf der Basis 1 auf der Seite des zu Untersuchenden mit einem vorab bestimmten Abstand dazwischen und in der X-Richtung symmetrisch zu der Mitte der Basis 1 angeordnet. 11 ist ein Fotoempfangsteil, das aus einem Schlitz 12 und einem eindimensionalen Fotodetektor (einem Positionsdetektor) 13 besteht. Der Schlitz 12 ist im Allgemeinen in der X-Richtung ungefähr in der Mitte angeordnet und weist eine Schlitzapertur 12a auf, die sich in einer Z-Richtung erstreckt. Der Fotodetektor 13 weist eine Erfassungsebene entlang der X-Richtung auf.
Licht, das von den beiden Lichtquellen 10A und 10B ausgesendet wird, beleuchtet den Schlitz 12. Danach wird jeder der Lichtstrahlen beim Durchgang durch die Lichtöffnung 12a begrenzt und erreicht den Fotodetektor 13. Auf der Grundlage von Positionen jedes durch den Schlitz auf den Fotodetektor 13 fallenden Lichts erfasst das Steuerteil 50 die relative Position des Messteils 5 in den X- und Y-Richtungen mit Bezug auf die Basis 1.
Nun wird eine Beschreibung einer Art der Positionserfassung des Messteils 5 mit Bezug auf 5 gegeben (zur Vereinfachung der Beschreibung wird angenommen, dass sich das Messteil 5 in der Z-Richtung in einer konstanten Position befindet und die zweidimensionale Position in den X- und Y-Richtungen erfasst werden muss).
Zunächst wird angenommen, dass eine Referenzposition P in der X-Richtung auf einer senkrechten Winkelhalbierenden zwischen den Lichtquellen 10A und 10B liegt, die so angeordnet sind, dass zwischen ihnen ein Abstand d liegt. Dann bewegt sich die Schlitzöffnung 12a (d.h., das Messteil 5) in eine Position P', die um einen Abstand x von der Position P in der X-Richtung entfernt ist. In der Y-Richtung wird andererseits angenommen, dass die Schlitzapertur 12a (d.h., das Messteil 5) an einer Position liegt, die um einen Abstand L von der Axiallinie der Lichtquellen 10A und 10B in einer senkrechten Richtung entfernt ist, und dass der Abstand zwischen der Schlitzapertur 12a und der Erfassungsebene der Fotodetektors 13 ein Abstand Lo (ein vorab bestimmter Abstand) ist. Bezeichnet man hier den Abstand zwischen den Einfallspositionen des Schlitzlichts, das von den Lichtquellen 10A und 10B auf den Fotodetektor 13 fällt, erhält man den Abstand L durch die nachstehende Gleichung. L = (d/D') × Lo (Gleichung 1)
Wenn man den Abstand L hat, erhält man dann den Weg x von der Referenzposition P zur Position P' durch Erfassung der Abweichung mindestens einer der Einfallspositionen auf dem Fotodetektor 13 von einem bestimmten Referenzpunkt auf dem Fotodetektor 13. Beispielsweise wird ein Punkt O auf dem Fotodetektor 13, der direkt oberhalb der Schlitzapertur 12a angeordnet ist, als der Referenzpunkt bestimmt (in der Figur wird die Richtung relativ zum Referenzpunkt O nach rechts als "+" bezeichnet, und die Richtung nach links wird als "–" bezeichnet). Wenn man berücksichtigt, dass das Schlitzlicht von der Lichtquelle 10A auf die Position P' fällt, bezeichnet man mit D'A die Größe der Abweichung zwischen der Einfallsposition des Schlitzlichts und dem Referenzpunkt O, wodurch dann unter Berücksichtigung der Figur der Weg x durch die nachstehende Gleichung zu erhalten ist. x = (L/Lo) × D'A – (d/2)
Durch Einsetzen der vorstehenden Gleichung 1 in diese Gleichung erhält man die nachstehende Gleichung. x = (D'A/D') × d – (d/2)
Wenn andererseits das Schlitzlicht der Lichtquelle 10B an der Position P' berücksichtigt wird, kann D'B die Größe der Abweichung der Einfallsposition des Schlitzlichts gegenüber dem Referenzpunkt O bezeichnen. Dann erhält man in ähnlicher Weise wie in dem Fall der Lichtquelle 10A den Weg x durch die nachstehende Gleichung. x = (D'B/D') × d + (d/2)
In Übereinstimmung damit erhält man den Weg x von der Referenzposition P zu der Position P' (bevorzugt erhält man einen Mittelwert der Größen der Abweichung D'A und D'B für die jeweilige Einfallsposition des Schlitzlichts) durch Erfassen und Berechnen des Abstands D' zwischen Einfallspositionen für jedes Schlitzlicht und der Größe der Abweichung D'A der Einfallspositionen des Schlitzlichts von der Lichtquelle 10A (oder alternativ die Größe der Abweichung D'B für das Schlitzlicht von der Lichtquelle 10B). Zu Einzelheiten dieser Positionserfassung siehe USP 5,764,341 (Japanische ungeprüfte Veröffentlichung Nr. HEI 9 (1997)-149885).
Man bemerke, dass in dieser bevorzugten Ausführungsform die Lichtquellen 10A und 10B an der Basis 1 angeordnet sind, und das Empfangsteil 11 am Messteil 5 angeordnet ist. Es ist jedoch ebenfalls möglich, die Lichtquellen 10A und 10B am Messteil 5 und das Fotoempfangsteil 11 an der Basis 1 anzubringen. Weiterhin ist es ebenfalls möglich, eine Lichtquelle und ein Fotoempfangsteil mit zwei Schlitzaperturen vorzusehen (siehe USP 5,764,341 und die entsprechende ungeprüfte Japanische Veröffentlichung Nr. HEI 9 (1997)-149885).
In 2 bezeichnet das Bezugszeichen 101 ein optisches Messsystem für die Form der Hornhaut. 102 ist eine Placidoplatte, die im Allgemeinen kuppelförmig ist und eine Öffnung in ihrer Mitte aufweist, in der ein Ringmuster mit einer Anzahl von konzentrischen Kreisen von lichtdurchlässigen Abschnitten und lichtabschirmenden Abschnitten gebil det wird, wobei eine optische Achse L1 als die Mitte vorgesehen ist. 103 sind Beleuchtungslichtquellen, die Licht in einem Bereich zwischen rotem Licht und infrarotem Licht ausstrahlen, wie LEDs oder ähnliche Quellen. Licht, das aus den Lichtquellen 103 ausgesandt wird, wird durch eine reflektierende Platte 104 reflektiert und beleuchtet die Placidoplatte 102 von hinten ungefähr gleichförmig, so dass ein Bild des Ringmusters (ein Bild des Placidorings) auf der Hornhaut Ec eines Auges E eines Patienten gebildet wird. Auf einem äußeren Umfang der Placidoplatte 102 sind Beleuchtungslichter 105 für das vordere Augensegment angeordnet, die nah-infrarotes Licht aussenden.
Hinter der reflektierenden Platte 104 sind ein optisches Projektionssystem 110 für den Zielarbeitsabstand und ein optisches Projektionssystem 115 für die Zielerfassung angeordnet: das erstere weist eine Lichtquelle 111, die nahes Infrarotlicht ausstrahlt, wie eine LED, und ein Objektiv 12 auf, und das letztere weist ein Objektiv 116 und einen eindimensionalen Fotodetektor (einen Positionsdetektor) 117 auf. Von der Lichtquelle 111 ausgesandtes Licht wird durch das Objektiv 112 zu im Wesentlichen parallelem Licht gemacht und tritt durch Öffnungen, die in der reflektierenden Platte 104 und der Placidoplatte 102 vorgesehen sind, schräg in die Kornea Ec ein, wodurch die Lichtquelle 111 auf der Kornea Ec ein Zielbild bildet. Das Licht des Zielbilds, das auf der Hornhaut Ec gebildet wurde, geht durch Öffnungen, die in der Placidoplatte 102 und der reflektierenden Platte 104 vorgesehen sind, und tritt über das Objektiv 116 in den Fotodetektor 117 ein. Auf der Grundlage der Einfallsposition des Lichts vom Zielbild auf dem Fotodetektor 117 wird eine Ausrichtungsbedingung der Vorrichtung zum Auge E in einer Richtung eines Arbeitsabstands (Z-Richtung) erfasst.
Ein optisches System 20 zur Messung der Augenbrechkraft wird entlang der optischen Achse L1 in einer Richtung nach hinten vorgesehen. 120 ist ein Fotoempfangsteil, das acht Fotodetektoren 115a–115h auf seiner Fotoempfangsoberfläche aufweist, die relativ zu einem Fotoempfangsobjektiv 121 an paarweise gegenüberliegenden Positionen um die Hornhaut Ec angeordnet sind (siehe 4). Unter den acht Fotodetektoren sind die Fotodetektoren 115a–115f entlang der Linie (der optischen Achse L1) angeordnet, die durch das Zentrum der Fotoempfangsoberfläche geht, so dass die Fotodetektoren 115a und 115b, 115c und 115d, und 115e und 115f bezüglich des Zentrums der Fotoempfangsebene symmetrisch sind. Diese drei Paare von Fotodetektoren sind bezüglich ihrer Konfigurationsabstände so festgelegt, dass sie dazu fähig sind, die Brechkraft an jeder entsprechenden Position in der Richtung des Meridians auf der Hornhaut Ec zu erfassen (4 ist in der entsprechenden Größe auf der Kornea Ec gezeigt). Andererseits sind die Fotodetektoren 115g und 115h auf einer Linie senkrecht zu den Fotodetektoren 115a bis 115f angeordnet, um in Bezug auf die optische Achse L1 symmetrisch zueinander zu sein. Das optische Messsystem 20 für die Brechkraft des Auges kann von einem herkömmlichen Typ sein. In dieser Ausführungsform wird ein in der USP 5,907,388 (der ungeprüften Japanischen Patentveröffentlichung Nr. HEI 10 (1998)-108837) offenbartes System verwendet. Daher erhält man auf der Grundlage von Ausgangssignalen von den Fotodetektoren 115a–115f, welche die Phasendifferenz angeben, an einer Vielzahl von Korneaabschnitten die Brechkraft, die entlang einer Meridianrichtung variiert, und die Verteilung der Brechkraft des Auges.
Zusätzlich ist ein Strahlteiler 25 auf der optischen Achse L1 vorgesehen. Auf einer optischen Achse L2, die zur optischen Achse L1 mittels des Strahlteilers 25 koaxial gemacht wird, sind halbdurchlässige Spiegel 26 und 27, ein Objektiv 28, eine Fixierungszielplatte 29 und eine Beleuchtungslichtquelle 30, die sichtbares Licht ausstrahlt, angeordnet. Die Fixierungszielplatte 29 weist einen Fixierungspunkt in der Mitte auf, und ein den Fixierungspunkt umge bender Bereich überträgt sichtbares Licht. Das Objektiv 28 ist entlang der optischen Achse L2 so beweglich, das die Sichtbarkeit des Fixierungspunkts geändert wird, auf den das Auge E fixiert ist.
Auf einer optischen Achse L3, die durch den Halbspiegel 27 koaxial zu der optischen Achse L2 gemacht wird, sind ein Objektiv 33 und eine Lichtquelle 34, die nah-infrarotes Licht aussendet, angeordnet. Licht, das von der Lichtquelle 34 ausgesendet wird, wird durch das Objektiv 33 zu im Wesentlichen parallelem Licht und dringt von der Vorderseite über die Halbspiegel 26 und 27 und den Strahlteiler 25 in die Kornea Ec ein, wodurch mittels der Lichtquelle 34 ein Zielbild auf der Kornea Ec gebildet wird. Das Licht des Zielbilds, das auf der Kornea Ec gebildet wird, tritt über den Strahlteiler 25, den Halbspiegel 26 und ein Objektiv 35 in eine CCD-Kamera 38 ein.
Auf einer optischen Achse L4, die mit der optischen Achse L2 über den Halbspiegel 26 koaxial gemacht wird, sind das Objektiv 35 und die CCD-Kamera 38 angeordnet, die als ein fotographisches Element dienen. Die Ausgabe von der Kamera 38 wird direkt oder über das Steuerteil 50 in den Monitor 39 eingegeben. Ein von der Kamera 38 aufgenommenes vorderes Augensegment des Auges E wird auf dem Monitor 39 angezeigt. Außerdem wird von dem Steuerteil 50 für ein Bild des Placidorings und ein Zielbild aus der Lichtquelle 34 eine Bildverarbeitung durchgeführt, um die Form der Hornhaut und die Ausrichtungsbedingung in den Richtungen nach oben und unten und nach links und rechts (X- und Y-Richtungen) zu erhalten.
Als Nächstes wird eine Beschreibung des Betriebs der Vorrichtung gegeben. Zunächst wird eine Beschreibung der Messung der Brechkraft des Auges gegeben. Ein Modus zur Messung der Augenbrechung wird durch Verwendung eines Moduswahlschalters 40 ausgewählt.
Die Messung wird beispielsweise am rechten Auge gestartet. Während er ein vorderes Augensegment des rechten Auges, das auf dem Monitor 39 angezeigt ist, betrachtet, betätigt der Untersuchende den Joystick 4 und den Drehknopf 4a, um den Hauptkörper 3 in den X- und Y-Richtungen zu verschieben und das Messteil 5 in der Y-Richtung bzw. Z-Richtung zu bewegen, wodurch er eine ungefähre Ausrichtung durchführt. Wenn die Kamera 38 dann ein Zielbild fotografiert, welches die Lichtquelle 34 auf der Kornea Ec gebildet hat, erhält das Steuerteil 50 die Koordinaten des Zielbilds, um die Ausrichtungsbedingung in der X- und Y-Richtung zu erfassen. Auf der Grundlage des Ergebnisses der Erfassung bewegt danach das Steuerteil 50 das Messteil 5 relativ zu dem Auge E weiter. In anderen Worten treibt das Steuerteil 50 die Vorrichtung 130a zur Bewegung in X-Richtung und die Vorrichtung 130b zur Bewegung in Y-Richtung an, um das Messteil 5 relativ zum Hauptkörper 3 automatisch in den X- und Y-Richtungen zu bewegen (um eine Selbstausrichtung durchzuführen). Das Steuerteil 50 erfasst auch die Ausrichtungsbedingung in der Z-Richtung aus Signalen, die von dem Fotodetektor 117 ausgegeben werden, und bewegt das Messteil 5 weiterhin auf der Grundlage des Ergebnisses der Erfassung. In anderen Worten treibt das Steuerteil 50 die Vorrichtung 130c zur Bewegung in Z-Richtung an, um das Messteil 5 relativ zum Hauptkörper 3 automatisch in der Z-Richtung zu bewegen (um eine Selbstausrichtung durchzuführen).
Nachdem die Ausrichtung beendet wurde, stoppt das Steuerteil 50 den Antrieb jeder der Befestigungsvorrichtungen 130a, 130b und 130c und gibt dann automatisch ein Trigger- bzw. Startsignal aus, um eine Messung der Augenbrechkraft durchzuführen. Ein Teil 52 zur Berechnung der Augenbrechkraft erhält die Verteilung der Augenbrechkraft aus der Phasendifferenz der Ausgangssignale von dem Fotodetektor, der in dem Fotoempfangsteil 120 angeordnet ist. Um dieses Ziel zu erreichen wird zunächst eine vorläufige Messung wie in dem Fall des herkömmlichen Phasendifferenzverfahren durchgeführt, um die Brechkraft zu erhalten. Auf der Grundlage des so erhaltenen Ergebnisses wird das Objektiv 28 bewegt, um das Auge E verschwimmen zu lassen. Danach erhält das Teil 52 zur Berechnung der Augenbrechkraft auf der Grundlage der Ausgangssignale von den Fotodetektoren 115g und 115h, die sich als Antwort auf die Bewegung des Schlitzbildes auf dem Fotoempfangsteil 120 verändern, die Mitte der Hornhaut in der Meridianrichtung, in welcher die Fotodetektoren 115a–115f angeordnet sind. Als Nächstes erhält man die Brechkraft an einer Vielzahl von Hornhautabschnitten, denen je ein Fotodetektor zugeordnet ist, auf der Grundlage der Phasendifferenz der Ausgangssignale von jedem der Fotodetektoren 115a–115f mit Bezug auf das so erhaltene Zentrum. Während ein optisches System 21 zur Schlitzlichtprojektion und das Fotoempfangsteil 120 in einem vorab bestimmten Winkelschritt (1 Grad) um die optische Achse gedreht wird, wird die Berechnung zum Erhalten der Brechkraft bei jedem Winkelschritt für jeden Meridian durchgeführt, wodurch man die Verteilung der Brechkraft erhält, die sich in der Richtung des Meridians ändert (bezüglich der Einzelheiten siehe USP 5,907,388 (Japanische ungeprüfte Veröffentlichung Nr. HEI 10 (1998)-108837)). Man bemerke hier, dass man Werte der Augenbrechkraft mit Bezug auf den Scheitel der Kornea als Referenz erhält. Die erhaltenen Daten über die Verteilung der Augenbrechkraft werden in einer Festplatte 55a oder einem Speicher 55b gespeichert.
Wenn das Messergebnis der ersten Messung erhalten wird, führt das Steuerteil 50 auf der Grundlage von Positionsinformation über die Zielbilder, die durch die Kamera 38 und den Fotodetektor 117 erhalten werden, wieder eine Selbstausrichtung durch (bewegt das Messteil 5). Nach Beenden der Selbstausrichtung wird eine Messung der Augenbrechung in gleicher Weise wie bei der ersten Messung durchgeführt.
Die Messung der Augenbrechkraft wird so programmiert, dass sie automatisch wiederholt wird, bis eine vorab bestimmte Anzahl (beispielsweise fünf) Messergebnisse von einem Auge vorliegt. Wenn die Messung für die vorab bestimmte Anzahl von Malen an dem rechten Auge wiederholt wird, wird die Messung am linken Auge für die vorab bestimmte Anzahl von Malen ähnlich wie am rechten Auge durchgeführt.
Jedes Mal, wenn die Messung wie vorstehend beschrieben durchgeführt wird, nimmt ein Teil 51 zur Berechnung der Positionserfassung, das zu dem Steuerteil 50 gehört, die relative Position (nachstehend als ein Messpunkt bezeichnet) des Messteils 5 in der X- und Y-Richtung auf der Grundlage von Information auf, die vom Fotodetektor 13 in einer vorstehend beschriebenen Weise erhalten wird. Der so erhaltene Messpunkt wird im Speicher 55b als eine Bewegungshistorie in Übereinstimmung mit der Reihenfolge gespeichert, in welcher der Messpunkt erhalten wurde. Wenn die vorab bestimmte Anzahl von Messergebnissen an einem Auge oder an beiden Augen erhalten wurde, wird die Bewegungshistorie der Messpunkte graphisch auf dem Monitor 39 angezeigt.
6 zeigt einen Monitorbildschirm, der die Bewegungshistorie der Messpunkte anzeigt. 6 zeigt ein Beispiel des Falls, in welchem eine Messung fünf Mal am rechten Auge und nochmals fünf Mal am linken Auge durchgeführt wurde. Die Zahlen, welche die Reihenfolge der Messungen anzeigen, sind nahe jedem Messpunkt 61 angezeigt, und diese Messpunkte 61 werden durch Pfeile 62 in der Reihenfolge der Messung verbunden (in der Figur erscheinen die Nummern und Pfeile als ➀→➁→➂→➃→➄). Zusätzlich zeigt 63 einen zulässigen Streuungs- bzw. Abweichungsbereich der Messpunkte. In dem in 6 gezeigten Beispiel wird der zulässige Streuungsbereich auf ⌀ 2 mm festgelegt. Hier kann der zulässige Streuungsbereich 63 je nach Absicht des Untersuchenden geändert werden. Der zulässige Streuungsbereich 63 wird so festgelegt, dass er seinen Mittelpunkt im Schwerpunkt der Messpunkte 61 hat. Ähnlich wird der Ursprung nach oben und unten ebenso wie nach rechts und links (XY-Koordinaten) so festgelegt, dass er im Schwerpunkt der Messpunkte 61 liegt. Wenn die Anzahl von Messpunkten 61 auf zwei Punkte, drei Punkte und so weiter steigt, ändert sich folglich der Schwerpunkt.
Wenn die Messung wiederholt mehrfach an einem Auge durchgeführt wird, bestimmt das Steuerteil 50 hier, ob der Messpunkt 61 innerhalb des zulässigen Streuungsbereichs 63 ist. D.h., wenn der Messpunkt 61 außerhalb des zulässigen Streuungsbereichs ist, wird diese Situation auf dem Monitor 39 angezeigt, um den Untersuchenden zu informieren. Die Situation kann auch mittels eines Stimmgenerators 49 angezeigt werden. Auf diese Weise kann der Untersuchende sehen, ob der Kopf des zu Untersuchenden durch das Kopfunterstützungsteil 2 nicht geeignet fixiert ist, so dass das Auge bewegt wird, oder ob sich das Auge selbst bewegt, so dass der Blick nicht stabil bzw. starr ist.
Wenn über eine solche Situation informiert wird, führt der Untersuchende notwendige Schritte durch, um zu verhindern, dass die Verlässlichkeit der Messergebnisse kleiner wird, wie dem zu Untersuchenden zu sagen, dass er seinen Kopf nicht bewegen dürfe, und wiederholt dann die Messung. Dies eliminiert die Möglichkeit, Messergebnisse zu verwenden, die ohne geeignete Fixierung des Auges erhalten werden, so dass man genaue Messergebnisse erhält. Hier ist es das Steuerteil 50, das bestimmt, ob die Vorrichtung aus dem zulässigen Streuungsbereich geht oder nicht. Es ist jedoch auch vorstellbar, dass der Untersuchende diese Bestimmung auf der Grundlage der Bewegungshistorie der Messpunkte durchführt, die graphisch auf dem Monitor 39 angezeigt ist.
In dem Fall der Selbstausrichtung bewegt sich das Messteil 5 hier als Antwort auf die Bewegung des Auges, ohne den Untersuchenden zu benötigen, um eine Feinjustierung durchzuführen. Daher muss der Untersuchende die Bewegung des Auges nicht erkennen. In Übereinstimmung damit ist es wünschenswert, die Bewegungshistorie der Messpunkte anzuzeigen oder über die Feststellung bezüglich der Stabilität der Fixierung des Auges zu informieren. Es ist selbstverständlich, dass ein gleicher Effekt auch in dem Fall erzielt wird, in dem man die Ausrichtung manuell durchführt.
In 6 wird die vorab bestimmte Anzahl von Messpunkten innerhalb des zulässigen Streuungsbereichs jeweils für das rechte und das linke Auge gemessen, ein Abweichungswinkel θ von einer horizontalen Referenzlinie unter der Bedingung der Messung wird auf der Grundlage dessen erhalten, ob die jeweiligen Schwerpunkte der Messpunkte 61 für das rechte Auge und für das linke Auge festgelegt sind. Auf der Grundlage dieses Abweichungswinkels θ wird der astigmatische axiale Winkel korrigiert, den man bei der Messung erhalten hat. In 6 erhält man den Abweichungswinkel θ aus einem Abstand in den X- und Y-Richtungen von den jeweiligen Schwerpunkten der Messpunkte für das rechte und das linke Auge. D.h., wenn der Kopf des zu Untersuchenden auf dem Kopfunterstützungsteil geneigt ist, wird der astigmatische axiale Winkel auf der Grundlage der Bedingung festgelegt, bei welcher der Kopf geneigt ist. Durch Korrektur des Winkels mit dem Abweichungswinkel θ wird der astigmatische axiale Winkel dennoch genau sein. In dem Fall, in welchem der astigmatische axiale Winkel in keratorefraktiver Chirurgie verwendet wird, um eine Fehlsichtigkeit des Auges zu korrigieren, müssen die Messergebnisse hochgenau sein. Daher ist die Korrektur des astigmatischen axiale Winkels sehr nützlich. Zusätzlich ist es ebenfalls möglich, einen Abstand zwischen den Pupillen unter Verwendung der jeweiligen Schwerpunkte der Messpunkte 61 für das rechte Auge und das linke Auge zu erhalten.
Wenn eine Messung der Form der Hornhaut durchgeführt wird, wird unter Verwendung des Schalters 40 ein Modus zur Messung der Form der Hornhaut ausgewählt. Ähnlich dem Fall der Messung der Brechkraft des Auges wird die Lichtquelle 103 für einen vorab bestimmten Zeitabschnitt beleuchtet und ein Bild des Ringmusters wird fotografiert, wenn die Ausrichtung unter Verwendung des Selbstausrichtungsmechanismus vervollständigt ist. Ein Teil 53 zur Berechnung der Form der Hornhaut führt eine vorab bestimmte Bildverarbeitung für das fotografierte Ringmusterbild durch, um den Rand des Bildes zu erfassen. Indem man mit Bezug auf das Zentrum der Hornhaut jeden Rand in einem vorab bestimmten Winkelschritt (1 Grad) erhält, erhält man die Verteilung der Krümmung der Hornhaut. Die Daten über die Verteilung der Krümmung der Hornhaut werden in der HDD 55a oder dem Speicher 55b gespeichert.
Außerdem erhält man bei der Messung der Form der Hornhaut die vorab bestimmte Anzahl von Messpunkten, und diese werden in Übereinstimmung mit der Reihenfolge, in welcher die Messpunkte gemessen (fotografiert) wurden, als Bewegungshistorie gespeichert. Die Bewegungshistorie wird graphisch auf dem Monitor 39 angezeigt. Weiterhin wird die Beständigkeit des Auges bestimmt. Danach erhält man den Abweichungswinkel θ von der horizontalen Referenzlinie aus dem Schwerpunkt der Messpunkte für das rechte Auge und dem Schwerpunkt der Messpunkte für das linke Auge, wobei der Anstiegswinkel mit Bezug auf die Daten über die Verteilung der Krümmung der Hornhaut (der Winkel des Anstiegs in der Richtung des Meridians) korrigiert ist.
Weiterhin kann unter Verwendung des Schalters 40 zur Modusänderung ein kontinuierlicher Modus der Augenbrechkraftmessung und Hornhautformmessung gewählt werden. In diesem Modus werden die Augenbrechkraftmessung und die Hornhautformmessung kontinuierlich an einem Auge durchgeführt. Auch in diesem Fall werden die in jeder Messung erhaltenen Messpunkte als Bewegungshistorie gespeichert. Auf der Grundlage der Anzeige der Bewegungshistorie oder der Bestimmung, ob der Messpunkt außerhalb des zulässigen Streuungsbereichs liegt, wird eine Verlässlichkeit der zu verwendenden Messergebnisse bestimmt. Zusätzlich wird der Axialwinkel (der Winkel der Neigung) der beiden Messungen korrigiert, so dass die Axialdaten genau sein können, selbst wenn der Kopf des zu Untersuchenden geneigt ist.
Unter Verwendung einer Maus 57 oder einer Tastatur 58 können die so erhaltenen Messergebnisse über eine FDD 59a (und FD bzw. Diskette 59c) und einen Kommunikationsanschluss 59b an eine Hornhautchirurgievorrichtung bzw. Korneachirurgievorrichtung 90 übertragen werden. Die Korneachirurgievorrichtung 90 berechnet aus den ihr übermittelten Daten Ablationsdaten (wie die Ablationsgröße und einen Ablationsbereich).
In der vorstehend beschriebenen Messung kann der Untersuchende die Messergebnisse auf der Grundlage der Bewegungshistorie der Messpunkte auswählen, die bei jeweiligen Messungen für das rechte Auge und das linke Auge erhalten wurden. Beispielsweise können die Daten ausgeschlossen werden, wenn ein Messpunkt eine vergleichsweise große Abweichung aufweist. Alternativ sind Daten, die man erhält, wenn die Messpunkte vergleichsweise stabil sind, dazu geeignet, bei der Berechnung des Korrekturwerts für den astigmatischen Axialwinkel (den Neigungswinkel) genützt zu werden. Selbstverständlich kann dieser Ausschluss und die Bestimmung durch das Steuerteil 50 durchgeführt werden.
Wie vorstehend beschrieben erhält man in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung höchst verlässliche Messergebnisse.

Claims

Eine ophthalmische Vorrichtung zum Messen einer Eigenschaft eines zu untersuchenden Auges (E), wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: eine Messeinheit (5), die ein Messsystem (20, 101) zum Messen der Eigenschaft des Auges aufweist; eine Bewegungseinrichtung (130a, 130b, 130c), um die Messeinheit mit Bezug auf das Auge relativ zu bewegen, um eine Ausrichtung der Messeinheit auf das Auge durchzuführen; eine Einrichtung (50) zur Steuerung der Messung, um sequenziell mehrmals eine Messung des Auges auf der Grundlage eines Ergebnisses einer Erfassung einer Bedingung für die Ausrichtung der Messeinheit auf das Auge eine Messung des Auges durchzuführen; und eine Einrichtung (10a, 10b, 11, 51) zur Erfassung der Position, um einen Messpunkt (61) der Messeinheit für jeden Messzeitpunkt zu erfassen, gekennzeichnet durch eine Speichereinrichtung (55b) zum Speichern von Daten über den erfassten Messpunkt für jeden Messzeitpunkt in Übereinstimmung mit jedem Messergebnis; und eine Verarbeitungseinrichtung (50) zum Verarbeiten der gespeicherten Messpunktdaten, um eine Mitte eines zulässigen Bereichs (63) der Streuung der Messpunkte zu erhalten, und um die Fixierung des Auges während der mehrmaligen Messungen auf der Grundlage des Messpunkts für jeden Messzeitpunkt und des zulässigen Streuungsbereichs zu bestimmen.
Die ophthalmische Vorrichtung nach Anspruch 1, die weiterhin eine Anzeigevorrichtung (39) aufweist, und wobei die Verarbeitungseinrichtung (50) dazu angepasst ist, zu veranlassen, dass die Anzeigevorrichtung (39) graphisch auf einem Bildschirm den erfassten Messpunkt für jeden Messzeitpunkt zusammen mit dem zulässigen Streuungsbereich anzeigt.
Die ophthalmische Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Verarbeitungseinrichtung (50) dazu angepasst ist, die Anzeigevorrichtung (39) dazu zu veranlassen, den erfassten Messpunkt (61) für jeden Messzeitpunkt zusammen mit einer Reihenfolge der Erfassung anzuzeigen.
Die ophthalmische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die weiterhin eine Informationsvorrichtung (39, 49) aufweist, um visuell (39) oder hörbar (49) zu informieren, und wobei die Verarbeitungseinrichtung (50) dazu angepasst ist, die Informationsvorrichtung (39, 49) dazu zu veranlassen, darüber zu informieren, dass mindestens einer der erfassten Messpunkte (61) für jede Messung außerhalb des zulässigen Streuungsbereichs (63) liegt.
Die ophthalmische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Verarbeitungseinrichtung (50) dazu angepasst ist, mindestens eines der Messergebnisse auf der Grundlage der gespeicherten Messpunktdaten auszuwählen.
Die ophthalmische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Verarbeitungseinrichtung (50) dazu angepasst ist, mindestens eines der Messergebnisse auf der Grundlage der gespeicherten Messpunktdaten zu korrigieren.
Die ophthalmische Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Verarbeitungseinrichtung (50) dazu angepasst ist, zumindest entweder einen astigmatischen Axialwinkel oder einen Neigungswinkel auf der Grundlage der gespeicherten Messpunktdaten zu korrigieren.
Die ophthalmische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die weiterhin Folgendes aufweist: eine Einrichtung (50) zur Erfassung einer Ausrichtung, um die Exaktheit der Ausrichtung der Messeinheit (5) auf das Auge zu erfassen; und eine Bewegungssteuereinrichtung (50), um die Bewegungseinrichtung (130a, 130b, 130c) auf der Grundlage des Ergebnisses der Erfassung der Ausrichtung zu steuern.