DE69609363T2

DE69609363T2 - Ophthalmologisches Messgerät

Info

Publication number: DE69609363T2
Application number: DE69609363T
Authority: DE
Inventors: Masunori Kawamura; Setsuo Saitou
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 1995-02-02
Filing date: 1996-01-31
Publication date: 2001-01-04
Anticipated expiration: 2016-02-01
Also published as: DE69609363D1; US6053614A; EP0724858B1; EP0724858A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein ophtalmologisches Messgerät zur Überprüfung der Linse eines Auges und insbesondere auf Verbesserungen des Ausrichtsystems eines ophtalmologischen Messgeräts zur Überprüfung der Linse, indem ein Laserstrahl auf den Augapfel des Auges gerichtet wird, das von der Linse gestreute Laserlicht durch ein optisches Empfangssystem auf eine fotoelektrischen Transducer gerichtet und der Zustand der Linse anhand der Ausgangssignale des fotoelektrischen Transducers bestimmt wird.
Bei bekannten ophtalmologischen Messgeräten (siehe z. B. WO 94/06346 oder US 4.993.827) zum Überprüfen der Linse eines Auges wird ein Laserstrahl auf die Linse gerichtet und das von in der Linse enthaltenen Molekülen gestreute Laserlicht erfasst, um die Linse auf grauen Star zu untersuchen.
Beim Ausrichten des ophtalmologischen Messgeräts auf einen gewünschten Bereich der Linse beobachtet die untersuchende Person die Linse und den Laserstrahl durch ein optisches Beobachtungssystem, um die Position des ophtalmologischen Messgeräts bezüglich der Linse des Auges zu bestimmen, und bestimmt dann subjektiv die Position des ophtalmologischen Messgeräts relativ zu dem gewünschten Bereich der Linse. Das ophtalmologische Messgerät notiert die Positionsdaten der ungefähren relativen Position des ophtalmologischen Messgeräts in einem Vermerk und speichert die Positionsdaten, um die Position des ophtalmologischen Messgeräts bei der nächsten Untersuchung wieder relativ zu demselben gewünschten Bereich bestimmen zu können.
Da jedoch die Positionsdaten von der untersuchenden Person subjektiv durch Beobachtung der Position des Laserstrahls relativ zur Linse des Auges ermittelt werden, stellen verschiedene untersuchende Personen für denselben gewünschten Bereich unterschiedliche Positionsdaten fest. Daher ist die Wiederholbarkeit der Untersuchung desselben gewünschten Bereichs gering, so dass eine genaue Untersuchung desselben Bereichs im Altersverlauf unmöglich ist.
Beim Ausrichten eines solchen ophtalmologischen Messgeräts auf einen Messbereich wird die Positionsbeziehung zwischen dem Bild der Front des Auges und dem Laserstrahl durch das optische Beobachtungssystem betrachtet. Um eine genaue Ausrichtung und präzise Beobachtung des Messbereichs und seiner unmittelbaren Umgebung sicherzustellen, verwendet man daher eine starke Vergrößerung.
Bei Verwendung einer starken Vergrößerung ist jedoch die grobe Beobachtung des Auges unmöglich, und es ist schwierig, die Positionsbeziehung zwischen dem ophtalmologischen Messgerät und dem Auge zu finden. Infolgedessen beansprucht der Ausrichtvorgang viel Zeit, was sowohl die untersuchende Person als auch die Testperson belastet.
Die Erfindung richtet sich auf die vorstehend beschriebenen Umstände und darauf, die oben erwähnten Probleme zu überwinden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein ophtalmologisches Messgerät bereitzustellen, das quantitativ auf einen gewünschten Messbereich ausgerichtet und mit befriedigender Wiederholbarkeit nach einem gewissen Zeitablauf zur Untersuchung desselben Messbereichs relativ zu diesem positioniert werden kann.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein ophtalmologisches Messgerät bereitzustellen, das in einfacher Weise auf das Auge ausgerichtet werden kann und die Beobachtung des Messbereichs und seiner unmittelbaren Umgebung bei starker Vergrößerung erleichtert.
Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung sind zum Teil in der nachfolgenden Beschreibung dargestellt und zum Teil aus der Beschreibung ersichtlich oder werden bei praktischer Ausübung der Erfindung offenkundig. Die Aufgaben und Vorteile der Erfindung können mit den in den beiliegenden Ansprüchen besonders hervorgehobenen Mitteln und Kombinationen realisiert und erreicht werden.
Diese Aufgaben werden erfüllt durch das ophtalmologische Messgerät gemäß Anspruch 1.
Wahlweise weist eine Anzeigeeinrichtung Mittel zum Anzeigen der Verlagerung der Messeinheit gegenüber der von den Verlagerungserfassungsmitteln bei der vorhergehenden Untersuchung erfassten Referenzposition für das Auge auf. Das ophtalmologische Messgerät kann ferner in das optische Beobachtungssystem zur Beobachtung des vorderen Bereichs des Auges integrierte Mittel zur Änderung der Beobachtungsvergrößerung aufweisen.
Die Mittel zur Änderung der Beobachtungsvergrößerung weisen eine im optischen Pfad des optischen Beobachtungssystems angeordnete Zoomlinse auf.
Die Mittel zur Änderung der Beobachtungsvergrößerung sind mit einer die Vergrößerung ändernden Linse versehen, die wahlweise in den optischen Pfad des optischen Beobachtungssystems eingesetzt wird.
Das beanspruchte ophtalmologische Messgerät ist in der Lage, die Position des Messbereichs im Auge numerisch zu bezeichnen, so dass das ophtalmologische Messgerät exakt mit dem Messbereich ausgerichtet werden kann.
Außerdem ist das ophtalmologische Messgerät in der Lage, denselben Messbereich mit hoher Wiederholbarkeit zu messen, um so im Zeitablauf im Auge auftretende Veränderungen zu messen und genaue Messresultate zu erhalten.
Da die Vergrößerung des optischen Beobachtungssystems entsprechend dem Beobachtungszweck verändert werden kann, kann zum Ausrichten des ophtalmologischen Messgeräts auf den Messbereich eine schwache Vergrößerung und zur einfachen Beobachtung des Messbereichs und seiner unmittelbaren Umgebung eine starke Vergrößerung verwendet werden. Dadurch ist es möglich, die Messung rasch durchzuführen und die untersuchende Person und die Testperson zu entlasten.
Die beiliegenden Zeichnungen, die hiermit in diese Beschreibung aufgenommen werden und Bestandteil derselben sind, zeigen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Aufgaben, Vorteile und Prinzipien der Erfindung zu erläutern. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Gesamtansicht einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform eines ophtalmologischen Messgeräts;
Fig. 2 einen Schnitt durch einen zum ophtalmologischen Messgerät gemäß Fig. 1 gehörenden Bewegungsmechanismus in der Art eines Joysticks;
Fig. 3 ein teilweise schematisches Blockdiagramm eines optischen Systems und eines elektrischen Systems des ophtalmologischen Messgeräts gemäß Fig. 1;
Fig. 4(a) eine bildhafte Darstellung der auf dem Bildschirm einer Anzeigeeinrichtung angezeigten Koordinatendaten;
Fig. 4(b) eine bildhafte Darstellung der bei der vorliegenden Untersuchung erhaltenen Koordinatendaten;
Fig. 5 ein teilweise schematisches Blockdiagramm einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform eines ophtalmologischen Messgeräts;
Fig. 6(a) eine bildhafte Darstellung eines auf dem Bildschirm der Anzeigeeinrichtung bei kleiner Vergrößerung angezeigten Bildes; und
Fig. 7 ein teilweise schematisches Blockdiagramm einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform eines ophtalmologischen Messgeräts.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.

Erste Ausführungsform

[Allgemeiner Aufbau]

Fig. 1, in der eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform eines ophtalmologischen Messgeräts zur Untersuchung der Zusammensetzung des Proteins der Linse eines Auges dargestellt ist, zeigt einen Sockel 1, eine fest mit dem Sockel 1 verbundene Kopfauflage 2, auf die der Kopf so aufgelegt wird, dass die Position des Auges festliegt, und eine Haupteinheit 3, eine Messeinheit 4 mit im folgenden noch zu beschreibenden optischen Systemen, einen Joystick-Mechanismus 5 zum Bewegen der Haupteinheit 3 und der Messeinheit 4 und einen Bildschirm 6 zum Anzeigen von Information für die untersuchende Person und die Testperson.
Durch Betätigung des Joysticks des Joystick-Mechanismus 5 wird die Haupteinheit 3 auf dem Sockel 1 in Längsrichtung und seitlich und die Messeinheit 4 relativ zur Haupteinheit 3 vertikal bewegt. Durch das Zusammenwirken eines im Bereich des unteren Endes des Joysticks ausgebildeten kugelförmigen Abschnitts, des unteren Endes des Joysticks, einer vom unteren Ende des Joysticks bewegten Gleitplatte, einer am Sockel 1 angebrachten und mit der Gleitplatte in Kontakt stehenden Reibplatte und eines am Gehäuse 3a der Haupteinheit 3 aufgenommenen Kugellagers wird die Haupteinheit 3 präzise in horizontalen Richtungen relativ zum Sockel 1 bewegt. Die vertikale Bewegung der Messeinheit 4 relativ zur Haupteinheit 3 erfolgt durch das Zusammenwirken des am oberen Ende des Joysticks angebrachten Drehknopfs 5a, einer sich mit dem Drehknopf 5a drehenden Schlitzplatte, eines Fotodetektors mit einer Lichtquelle und einem Lichtempfangssystem, die einander gegenüberliegend an den gegenüberliegenden Seiten der Schlitzplatte angeordnet und auf der Welle des Joysticks fest gehalten sind (Fig. 2), und eines Motors, der auf der Grundlage von aus dem Ausgangssignal der Lichtempfangseinrichtung abgeleiteten Daten über Richtung und Betrag der Drehung des Drehknopfs 5a gesteuert wird. Wegen weiterer Einzelheiten des Joystick-Mechanismus 5 wird auf das dem Anmelder der vorliegenden Patentanmeldung erteilte US-Patent Nr. 5.406.076 "Joystick-Mechanismus für ophtalmologische Geräte" verwiesen.

[Aufbau der Systeme]

Das optische System

In Fig. 3 weist ein optisches System ein einen Laserstrahl aussendendes optisches System, ein optisches Fixier/Ausrichtsystem, ein optisches Beobachtungssystem, ein ein Bild des Messkreuzes projizierendes optisches System und ein optisches Streulicht-Empfangssystem auf.

(Das einen Laserstrahl aussendende optische System).

Das einen Laserstrahl aussendende optische System 10 umfasst eine Laserlichtquelle 11, die einen Laserstrahl sichtbaren He-Ne-Laserlichts auf die Linse 16 eines Auges 15 richtet, eine Strahlaufweiterlinse 12 und eine Kondensatorlinse 13 zum Bündeln des Laserstrahls in einem Messbereich der Linse 16.

(Das optische Fixier/Ausrichtsystem)

Das optische Fixier/Ausrichtsystem umfass eine Ausrichtlichtquelle 17, die Infrarotlicht zum Ausrichten aussendet, eine punktförmige Lichtquelle 18, die einen sichtbaren Lichtstrahl zum Fixieren aussendet, einen Kaltlichtspiegel 19, der Infrarotlicht durchlässt und sichtbares Licht reflektiert, eine Kollimatorlinse 20 und einen Strahlteiler 21.
Das von der Ausrichtlichtquelle 17 ausgesandte Ausrichtlicht passiert den Kaltlichtspiegel 19 und wird von der Kollimatorlinse 20 zu einem Lichtstrahl gebündelt, der dann vom Strahlteiler 21 auf das Auge 15 reflektiert wird. Das von der Fixierlichtquelle 18 ausgesandte Fixierlicht wird vom Kaltlichtspiegel 19 reflektiert und dann von der Kollimatorlinse 20 und dem Strahlteiler 21 auf den Augenhintergrund gerichtet.

(Das optische Beobachtungssystem)

Das optische Beobachtungssystem umfasst eine Abbildungslinse 22, einen Strahlteiler 23 zum Ausrichten der optischen Achse des optischen Beobachtungssystems auf die Achse des optischen Projektionssystems für das Bild des Messkreuzes, eine Fernsehkamera 24 und Beleuchtungs-Lichtquellen 25a und 25b, die nahes Infrarotlicht zur Beleuchtung des vorderen Bereichs des Auges 15 aussenden.
Die Fernsehkamera 24 nimmt ein Bild der Front des Auges 15 auf, und der Bildschirm 6 zeigt das Bild des vorderen Bereichs des Auges 15 an.
(Das optische Projektionssystem für das Bild des Messkreuzes) Das optische Projektionssystem für das Bild des Messkreuzes umfasst eine das Bild des Messkreuzes projizierende Lichtquelle 26, eine Messplatte 27 mit einem - nicht dargestellten - kreisförmigen Messkreuz, dessen Mittelpunkt sich auf der Messplatte 27 in einer der optischen Achse der Bildprojektion entsprechenden Position befindet, und eine Projektionslinse 28. Wenn die das Bild des Messkreuzes projizierende Lichtquelle 26 eingeschaltet und die Messplatte 27 beleuchtet wird, bilden der Strahlteiler 23 und die Projektionslinse 28 ein Bild des Messkreuzes auf der Bildaufnahmeeinrichtung der Fernsehkamera 24 aus, und das Bild des Messkreuzes wird auf dem Bildschirm 6 angezeigt.

(Das optische Streulicht-Empfangssystem)

Das optische Streulicht-Empfangssystem 30 umfasst eine Abbildungslinse 31, eine Blende 32 zum Begrenzen des Lichtflusses im Messbereich und einen fotoelektrischen Transducer 33.

Das elektrische System

In Fig. 3 weist ein elektrisches System Potentiometer 40a und 40b zum Erfassen der horizontalen Position der Haupteinheit 3 relativ zum Sockel 1, ein Potentiometer 40c zum Erfassen der vertikalen Position der Messeinheit 4 relativ zur Haupteinheit 3, Analog/Digital-Wandler 41a, 41b und 41c zum Verarbeiten der Ausgangssignale der Potentiometer 40a, 40b bzw. 40c, eine Steuerschaltung 42, die die Ausgangssignale der AlD-Wandler 41a, 41b und 41c empfängt und die allgemeinen Abläufe des ophtalmologischen Messgeräts steuert, eine Rechenschaltung 43, die Rechenoperationen zur Bestimmung der Autokorrelationsfunktion der Streulichtintensität für die Untersuchung der Zusammensetzung des Proteins der Linse 16 ausführt, eine Eingabeeinheit 44 mit Schaltern für die Eingabe von Daten, wie der ID-Nummer, des Alters und dergl. der Testperson, einen Rückstellschalter für die Referenzposition und Befehlsschalter, eine Speichereinrichtung 45, zum Beispiel eine Speicherschaltung oder eine Diskette, zum Speichern der Messdaten und der Koordinaten des Messbereichs sowie eine Bildgenerierschaltung 46 auf. Die Steuerschaltung 42 verarbeitet die Signale auf bekannte Weise und ermittelt aus einer gegebenen Referenzposition, die später noch beschrieben wird, die horizontalen und vertikalen Verlagerungen der Messeinheit 4.
Anstelle der Potentiometer 40a, 40b und 40c und der A/D-Wandler 41a, 41b und 41c können auch Encoder bzw. Zähler vorgesehen sein, oder die relativen Positionen der Haupteinheit 3 und der Messeinheit 4 können durch optische Mittel erfasst werden.
Im folgenden soll nun die Arbeitsweise unter besonderer Bezugnahme auf die Ausrichtvorgänge des so aufgebauten ophtalmologischen Messgeräts beschrieben werden.
Das ophtalmologische Messgerät ist an eine Stromquelle angeschlossen, der Kopf der Testperson liegt auf der Kopfauflage 2 auf, und die Testperson wurde veranlasst, mit ihrem Auge 15 die Fixierlichtquelle 18 zu fixieren. Die untersuchende Person betätigt jetzt den Joystick-Mechanismus 5 zum Zwecke der Ausrichtung. Das Bild des durch die Lichtquellen 25a und 25b (das von den Lichtquellen ausgesandte Licht) beleuchteten vorderen Bereichs des Auges 15 wird durch das optische Beobachtungssystem zusammen mit dem von dem optischen Messkreuz- Projektionssystem erzeugten Bild des Messkreuzes von der Fernsehkamera 24 empfangen, und die entsprechenden Bilder des vorderen Bereichs des Auges 15 und des Messkreuzes werden auf dem Bildschirm 6 angezeigt. Das von der Ausrichtlichtquelle 17 ausgesandte Licht wird von der Kollimatorlinse 20 zu einem Ausrichtlichtstrahl gebündelt, und der Ausrichtlichtstrahl wird vom Strahlteiler 21 zum Auge 15 reflektiert. Der Ausrichtlichtstrahl bildet an einer Position in einem Abstand, der etwa der Hälfte des Krümmungsradium der Hornhaut des Auges 15 entspricht, ein virtuelles Bild (einen hellen Ausrichtpunkt) ab. Ein den hellen Ausrichtpunkt repräsentierender Lichtstrahl passiert den Strahlteiler 21 und die Abbildungslinse 22 und fällt auf die Abbildungsoberfläche der Bildaufnahmeeinrichtung der Fernsehkamera 24, und das Bild des hellen Ausrichtpunkts wird den entsprechenden Bildern des vorderen Bereichs des Auges 15 und des Messkreuzes auf dem Bildschirm des Monitors 6 überlagert. Die untersuchende Person betätigt den Joystick-Mechanismus 5, wobei sie die auf dem Bildschirm 6 angezeigten Bilder beobachtet, und bewegt die Messeinheit 4 derart relativ zum Auge 15, dass das Bild des hellen Ausrichtpunkts mit dem Mittelpunkt des Bildes des Messkreuzes zusammenfällt und das Bild des hellen Ausrichtpunktes fokussiert ist.
Nachdem der helle Ausrichtpunkt so positioniert ist, dass eine vorbestimmte Positionsbeziehung zwischen dem Auge 15 und dem hellen Ausrichtpunkt gegeben ist, wird der Referenzpositions-Einstellschalter der Eingabeeinheit 44 betätigt, um Daten über die Referenzposition für das Auge 15 relativ zur Messeinheit 4 in die Steuerschaltung 42 und die Rechenschaltung 43 einzugeben.
Nach der Festlegung der Referenzposition wird die Messeinheit 4 mit dem Messbereich ausgerichtet. Zum Ausrichten der Messeinheit 4 mit einem gewünschten Messbereich auf der Linse 16 wird der Joystick-Mechanismus 5 betätigt. Wenn die Haupteinheit 3 und die Messeinheit 4 bewegt werden, liefern die Potentiometer 40a, 40b und 40c der Steuerschaltung 42 Signale, die den Positionen der Haupteinheit 3 und der Messeinheit 4 entsprechen. Die Steuerschaltung 42 führt auf der Grundlage der Eingangssignale vorbestimmte Rechenoperationen aus und be stimmt Koordinatendaten für die Koordinaten (x, y, z) der Messeinheit 4 relativ zur Referenzposition. Die Koordinatendaten werden numerisch im Realzeitmodus auf dem Bildschirm 6 angezeigt, wie dies in Fig. 4(a) dargestellt ist, wo bei 50 das Bild des von der Hornhaut reflektierten hellen Ausrichtpunkts, bei 51 das Bild des Messkreuzes, bei 52 der die Linse 16 passierende Laserstrahl und bei 53 die Koordinatendaten zu erkennen sind.
Nachdem der Messbereich so bestimmt ist, wird zum Starten des Messvorgangs die Taste eines am Joystick des Joystick-Mechanismus 5 vorgesehenen Messschalters gedrückt. Ein von der Laserlichtquelle 11 ausgesandter Laserlichtstrahl wird von der Aufweiterlinse 12 aufgeweitet und dann von der Kondensatorlinse 13 auf der Linse 16 des Auges 15 gebündelt. Durch die kristallinen Partikel im Messbereich wird der Laserstrahl gestreut, und das gestreute Laserlicht wird von der Abbildungslinse 31 des optischen Streulicht- Empfangssystems 30 auf die Blende 32 gebündelt; das gebündelte Laserstreulicht passiert die Blendenöffnung 32 und fällt auf den fotoelektrischen Transducer 33. Der fotoelektrische Transducer 33 sendet ein der Intensität des gestreuten Lichts entsprechendes elektrisches Signal an die Rechenschaltung 43. Dann führt die Rechenschaltung 43 auf der Grundlage des Eingangssignals vorbestimmte Rechenoperationen durch, erzeugt eine die Intensitätsschwankung des gestreuten Laserlichts im Zeitverlauf repräsentierende Korrelationsfunktion und leitet daraus Messdaten über die Zusammensetzung des Proteins der Linse 16 ab. Die die Intensitätsschwankung des Streulichts im Zeitverlauf repräsentierende Korrelationsfunktion lässt sich zum Beispiel durch folgende, in der internationalen Veröffentlichung Nr. WO 92111799 mit dem Titel "Verfahren zum Erkennen von grauem Star und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens" erwähnte Formel ausdrücken:
C(τ) = α(If · e-r/rf + Is)² + (If +'Is + Iimm)²
worin:
τf eine die Größe der nicht zusammengeballten Partikel betreffende Konstante,
τs eine die Größe der zusammengeballten Partikel betreffende Konstante,
If die Intensität des durch nicht zusammengeballte Partikel gestreuten Lichts,
Is die Intensität des durch zusammengeballte Partikel gestreuten Lichts,
Iimm die Intensität des durch in Ruhe befindliche Partikel gestreuten Lichts und
α eine für das optische System spezifische Konstante ist.
Die Zusammensetzung des Proteins der Linse wird aus dem Verhältnis (Quantität) zwischen der Intensität If des durch nicht zusammengeballte Partikel gestreuten Lichts und der Intensität Is des durch zusammengeballte Partikel gestreuten Lichts berechnet.
Die Messdaten werden an die Steuerschaltung 42 übermittelt, die Bildgenerierschaltung 46 liefert Anzeigedaten, der Bildschirm 6 zeigt ein Bild der Messdaten an, und die Speichereinrichtung 45 speichert die Messdaten. Die die Verlagerungen des Messbereichs gegenüber der Referenzposition repräsentierenden Koordinatendaten sowie die Eingabedaten, einschließlich der ID-Nummer und des Alters der Testperson, werden in der Speichereinrichtung 45 gespeichert. Wird dasselbe Auge 15 später nochmals gemessen, um die Veränderung des Zustandes der Linse 16 im Zeitverlauf zu überprüfen, werden die ID-Nummer und dergleichen durch Betätigung der Eingabeeinheit 44 eingegeben, die bei der vorherigen Untersuchung ermittelten Koordinatendaten über die Position des Messbereichs werden aus der Speichereinrichtung 45 aufgerufen und über die Büdgenerierschaltung 46 dem Bildschirm 6 zugeführt, der die in der vorausgegangenen Untersuchung gewonnenen Koordinatendaten 54 wie in Fig. 4(b) dargestellt anzeigt.
Bei der dann folgenden Untersuchung werden dieselben Arbeitsgänge wie bei der vorausgegangenen Untersuchung durchgeführt, um das Bild des hellen Ausrichtpunktes im Mittelpunkt des Bildes des Messkreuzes auszurichten, und der Referenzpositions-Einstellschalter wird betätigt, um die Referenzposition neu festzulegen und die auf dem Bildschirm des Monitors 6 angezeigten Koordinatendaten 53 wieder auf die ursprünglichen Daten zurückzusetzen. Jetzt betätigt die untersuchende Person den Joystick-Mechanismus 5, während sie die auf dem Bildschirm 6 angezeigten Bilder beobachtet, um die Position der Messeinheit 4 derart einzustellen, dass die Messeinheit 4 mit demselben Messbereich ausgerichtet ist, der bei der vorausgegangenen Untersuchung untersucht wurde.
Während der dann folgenden Untersuchung können die Richtungen, in denen die Messeinheit 4 zu bewegen ist, und die Strecken, um die die Messeinheit 4 zu bewegen ist, auf der Grundlage der Verlagerung der Messeinheit 4 gegenüber der in der vorausgegangenen Untersuchung bestimmten Referenzposition und der Verlagerung derselben gegenüber der in der darauffolgenden Untersuchung bestimmten Referenzposition festgelegt werden, und zur Erleichterung des Ausrichtvorgangs können Pfeile oder dergleichen, die die Richtungen und Abstände anzeigen, auf dem Bildschirm 6 angezeigt werden.
Die Referenzposition kann auch mittels Bildverarbeitungstechniken automatisch eingestellt werden. Als Referenzposition kann die Position der Messeinheit 4 zu dem Zeitpunkt verwendet werden, an dem das Bild des hellen Ausrichtpunkts an einer vorbestimmten Position auf der Bildaufnahmeeinrichtung der Fernsehkamera 24 in einer vorbestimmten Größe (oder in einer vorbestimmten Helligkeit) ausgebildet ist.

Zweite Ausführungsform

Fig. 5 zeigt das optische System und das elektrische System eines ophtalmologischen Messgeräts gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform zum Messen der Zusammensetzung des Proteins der Linse eines Auges. Das optische System umfasst ein einen Laserstrahl aussendendes optisches System, ein optisches Fixier/Ausrichtsystem, ein optisches Beobachtungssystem und ein optisches Streulicht-Empfangssystem.

Das optische System

Das optische System zum Aussenden eines Laserstrahls, das optische Fixier/Ausrichtsystem (17 bis 21) und das optische Streulicht-Empfangssystem 30 (31 bis 33) sind mit den Systemen des in Fig. 1 dargestellten ophtalmologischen Messgeräts identisch; daher sind die Komponenten dieser optischen Systeme mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet und hier nicht weiter beschrieben. (Das optisches Beobachtungssystem)
Das optische Beobachtungssystem 60 weist eine Zoomlinse 61 mit einer Objektivlinse 62 und einer konkaven Linse 63 auf. Eine Zoomlinsen-Antriebseinheit 67 bewegt die Zoomlinse 61 entlang der optischen Achse und verändert den Zwischenraum zwischen der Objektivlinse 62 und der konkaven Linse 63 und damit die Beobachtungsverstärkung. In Fig. 5 ist mit 64 eine Blende, mit 65 eine CC-Kamera bezeichnet.

Das elektrische System

Eine Bildverarbeitungsschaltung 70 verarbeitet von der CCD-Kamera 65 gelieferte Bildsignale nach einem vorbestimmten Verfahren und übermittelt die Ergebnisse der Verarbeitung an einen Steuercomputer 71. Eine Bildgenerierschaltung 46 kom kombiniert Zeichen und dergleichen mit einem von der CCD-Kamera 65 erzeugten Bild, ein Bildschirm 6 zeigt die Ausgangssignale der Bildgenerierschaltung 46 an. Eine Rechenschaltung 43 verarbeitet die Ausgangssignale eines fotoelektrischen Transducers 33 zur Zweck der Überprüfung der Zusammensetzung des Proteins der Augenlinse. Eine Eingabeeinheit 44 und eine Speichereinheit 45 weisen dieselben Funktionen auf wie bei dem in Fig. 1 dargestellten ophtalmologischen Messgerät. Die Zoomlinsen-Antriebseinheit 67 umfasst einen Motor, eine Antriebsschaltung und dergleichen.
Im folgenden soll nun die Arbeitsweise des ophtalmologischen Messgeräts beschrieben werden. Der Kopf der Testperson liegt auf der Kopfauflage 2 auf, und die Testperson wird veranlasst, mit ihrem Auge 15 die Fixierlichtquelle 18 zu fixieren. Der vordere Bereich des Auges 15 wird durch die Beleuchtungslichtquellen 25a und 25b beleuchtet, auf der Abbildungsoberfläche der CCD-Kamera 65 wird von der Zoomlinse 61 und der Blende 64 eine Bild des vorderen Bereichs des Auges 15 ausgebildet. Die von der CCD-Kamera gelieferten, das Bild des vorderen Bereichs des Auges 15 repräsentierenden Bildsignale werden von der Bildverarbeitungsschaltung 70 und der Bildgenerierschaltung 46 verarbeitet, und das Bild des vorderen Bereichs des Auges 15 wird auf dem Bildschirm 6 angezeigt. Während dieses Vorgangs ist die Zoomlinse 61 auf eine geringe Vergrößerung eingestellt, damit die untersuchende Person das Auge 15 zur groben Ausrichtung vollständig beobachten kann.
Das von der Ausrichtlichtquelle 17 emittierte Licht passiert den Kaltlichtspiegel 19 und die Kollimatorlinse 20, und der Ausrichtlichtstrahl wird vom Strahlteiler 21 zum Auge 15 reflektiert. Das von der Oberfläche der Hornhaut reflektierte Ausrichtlicht fällt auf das optische Beobachtungssystem. Das Ausrichtlicht passiert die Zoomlinse 61 und die Blende 64 und bildet einen hellen Punkt, d. h. ein Bild des von der Hornhaut reflektierten Ausrichtlichts, auf der Abbildungsoberfläche der CCD- Kamera 65 aus. Fig. 6(a) zeigt das Bild, das auf dem Bildschirm 6 angezeigt wird; wenn die Linse 61 auf geringe Vergrößerung eingestellt ist. In Fig. 6(a) ist bei 75 ein Bild des vorderen Bereichs des Auges 15, bei 76 ein heller Ausrichtpunkt und bei 77 eine von der Bildgenerierschaltung 46 erzeugte Ausrichtmarkierung dargestellt. Die Ausrichtmarkierung kann durch optische Mittel erzeugt werden. Die untersuchende Person bewegt durch Betätigung des - nicht dargestellten - Joysticks das optische System so, dass der helle Ausrichtpunkt 76 in die Ausrichtmarkierung 77 bewegt wird, dabei aber die kleinstmögliche Größe des hellen Punktes 76 beibehalten wird.
Die Bildverarbeitungsschaltung 70 erfasst die Position (und die Größe oder Helligkeit) des hellen Punktes 76, und der Steuercomputer 71 entscheidet, ob der helle Ausrichtpunkt 76 auf der Grundlage des Detektionsergebnisses in die Ausrichtmarkierung 77 bewegt wurde. Wird entschieden, dass der helle Punkt 76 in die Ausrichtmarkierung 77 bewegt wurde, betätigt der Steuercomputer 71 die Zoomlinsen-Antriebseinheit 67, so dass sich die Vergrößerung der Zoomlinse 61 für die Beobachtung mit starker Vergrößerung erhöht. Fig. 6(b) zeigt das Bild, das auf dem Bildschirm 6 angezeigt wird, wenn die Zoomlinse 61 auf starke Vergrößerung eingestellt ist.
Ein von der Laserlichtquelle 11 ausgesandter Laserlichtstrahl wird durch die Aufweitlinse 12 aufgeweitet, von der Kondensatorlinse 13 gebündelt und fällt schräg auf die Linse 16 des Auges 15. Das bei starker Vergrößerung angezeigte Bild, wie dieses in Fig. 6(b) dargestellt ist, ermöglicht die genaue Beobachtung der vom Laserstrahl angestrahlten Linse 16, so dass das ophtalmologische Messgerät präzise auf den Messbereich ausgerichtet werden kann.
Nachdem der Messbereich bestimmt ist, wird durch Betätigen des Mess- Startschalters der Eingabeeinheit 44 die Messung eingeleitet. Das auf die Linse 16 des Auges 15 gerichtete Laserlicht wird durch Proteinpartikel in der Linse 16 zu Streulicht gestreut. Das gestreute Laserlicht passiert die Abbildungslinse 31 und die Blende 32 zur Begrenzung des Messbereichs und fällt auf den fotoelektrischen Transducer 33.
Der fotoelektrische Transducer 33 sendet ein der Intensität des einfallenden gestreuten Laserlichts entsprechendes elektrisches Signal an die Rechenschaltung 43. Die Rechenschaltung 43 erzeugt auf der Grundlage des Eingangssignals eine die Intensitätsschwankung des gestreuten Laserlichts im Zeitverlauf repräsentierende Korrelationsfunktion. Der Steuercomputer 71 stellt anhand der Korrelationsfunktion die Zusammensetzung des Proteins der Linse 16 fest. Die Messresultate werden von der Bildgenerierschaltung 46 verarbeitet, zusammen mit dem von der CCD-Kamera 65 gelieferten Bild auf dem Bildschirm 6 dargestellt und in der Speichereinrichtung 45 gespeichert.
Die Beobachtungsvergrößerung kann stufenweise durch Steuerung der Zoomlinsen-Antriebseinheit 67 geändert werden, so dass nach Lokalisierung des Auges 15 die Position der Zoomlinse 61 schrittweise verändert wird.
Zwar macht diese Ausführungsform für die Bestimmung des ausgerichteten Zustands von dem hellen Ausrichtpunkt Gebrauch, diese Entscheidung kann jedoch auch mit jedem anderen geeigneten Mittel getroffen werden; zum Beispiel ist es möglich, die durch Verarbeitung des Bildes ermittelte Position des äußeren Randes der Iris zu verwenden.

Dritte Ausführungsform

Fig. 7 zeigt eine schematische Ansicht eines ophtalmologischen Messgeräts gemäß einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform.
Bei der dritten Ausführungsform wird anstatt der Zoomlinse 61 eine Abbildungslinse 80 und eine Vergrößerungs-Veränderungslinse 81 und anstatt der Zoomlinsen- Antriebseinheit 67 eine Antriebseinheit 82 zum Verschieben der Vergrößerungs- Änderungslinse 81 in den vom Beobachtungslicht zwischen der Abbildungslinse 80 und einer Blende 64 durchlaufenen optischen Beobachtungspfad hinein und zum Zurückziehen aus diesem Pfad verwendet. Das optische Beobachtungssystem wird zur Beobachtung des gesamten Auges 15 auf eine geringe Vergrößerung eingestellt, indem die Vergrößerungs-Änderungslinse 81 aus dem optischen Beobachtungspfad zurückgezogen wird, bzw. wird für die Beobachtung eines lokalen Bereichs des Auges 15 mit einer starken Vergrößerung eingestellt, indem die Vergrößerungs-Änderungslinse 81 in den optischen Beobachtungspfad hineinbewegt wird. Hierzu steuert ein Steuercomputer 71 die Antriebseinheit 82 derart, dass sie die Vergrößerungs-Änderungslinse 81 in den optischen Beobachtungspfad vorschiebt oder sie aus diesem zurückzieht, wenn die Ausrichtung des ophtalmologischen Messgeräts mit dem Auge 15 von der Bildverarbeitungsschaltung 70 erkannt wurde.
Wenn die Vergrößerung in mehreren Schritten geändert werden soll, wird das ophtalmologische Messgerät mit einer Vielzahl optischer Linsen 81 mit jeweils einem anderen Vergrößerungsfaktor ausgestattet, und der Steuercomputer 71 steuert die Antriebseinheit 82 dann derart, dass sie diese optischen Linsen der Reihe nach einsetzt, wenn die Ausrichtung des ophtalmologischen Messgeräts mit dem Auge 15 erkannt wurde.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform entscheidet das ophtalmologische Messgerät auf der Grundlage von Daten, die es durch Verarbeitung eines von der CCD-Kamera 65 gelieferten Bildes erhalten hat, ob die Messeinheit mit dem Auge ausgerichtet ist, und ändert die Beobachtungsvergrößerung automa tisch. Natürlich kann die Beobachtungsvergrößerung auch durch Steuerung der Zoomlinse 61 oder der Vergrößerungs-Änderungslinse 81 über Schalter oder dergleichen verändert werden, während die untersuchende Person das auf dem Bildschirm 6 angezeigte Bild beobachtet. Die Zoomlinse 61 und die Vergrößerungs- Änderungslinse 81 können auch von Hand betätigt werden.
Die vorstehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung soll der Erläuterung und Darstellung dienen. Sie ist nicht als erschöpfend zu verstehen und beschränkt die Erfindung auch nicht auf die dargestellte Form; vielmehr sind Modifikationen und Änderung vor dem Hintergrund des vorstehend Offenbahrten möglich oder aus der praktischen Ausübung der Erfindung ableitbar. Die Ausführungsformen, die hier zur Erläuterung der Prinzipien der Erfindung und ihrer praktischen Anwendung ausgewählt und beschrieben wurden, um dem Fachmann die Anwendung der Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen und mit verschiedenen Modifikationen zu ermöglich, sind für ihre jeweiligen vorgesehenen Verwendungszwecke geeignet. Der Umfang der Erfindung soll durch die beiliegenden Ansprüche definiert werden.

Claims

1. Ophtalmologisches Messgerät zur Überprüfung der Linse (16) eines zu prüfenden Auges (15) mit einer Messeinheit (4), die mit einem projektierenden optischen System (10) zur Projektierung eines Lichtmessstrahles auf die Linse und mit einem optischen Empfangssystem (30) versehen ist, das das von der Linse gestreute Licht empfängt, mit einem Detektiermittel (33) für die Intensität des Streulichtes zur Bestimmung der Intensität des von dem optischen Aufnahmesystem empfangenen Streulicht, mit Messmitteln zur Messung einer Charakteristik der Linse auf der Basis der durch die Streulichtintensitätdetektiermittel festgestellten Intensität des Streulichtes und mit Bewegungseinrichtungen (5) zur Bewegung der Messeinheit relativ zum Auge,

gekennzeichnet durch Einstellmittel (44, 17-21) für eine Referenzposition, mit denen eine Referenzposition der Messeinrichtung relativ zum Auge festlegbar ist und mit Mitteln (40a, b, c) zur Erfassung der Verlagerung zur Festlegung einer Verlagerungsinformation der Messeinheit, die durch die Bewegungseinrichtung aus der Referenzposition bewegt wurde.

2. Ophtalmologisches Messgerät nach Anspruch 1, bei dem die Verlagerungsinformation der Betrag der Verlagerung und die Verlagerungsvorrichtung aus der Referenzposition ist.

3. Ophtalmologisches Messgerät nach Anspruch 1, bei dem die Mittel zur Festlegung der Referenzposition vorgesehen sind, um die Referenzposition der Messeinheit im dreidimensionalen Raum festzulegen und bei dem die Bewegungsmittel vorgesehen sind, um die Messeinheit dreidimensional zu verschieben und bei dem Verlagerungserfassungsmittel vorgesehen sind, um die Verlagerungsinformation der Messeinheit im dreidimensionalen Raum festzustellen.

4. Ophtalmologisches Messgerät nach Anspruch 1, mit einer Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der Verlagerungsinformation, die durch die Verlagerungserfassungsmittel festgestellt wurden und/oder der Ergebnisse, die durch die Messeinrichtung gemessen wurden.

5. Ophtalmologisches Messgerät nach Anspruch 1, mit einem Speicher zur Speicherung der Verlagerungsinformation, die durch die Verlagerungserfassungsmittel festgestellt worden ist oder zur Speicherung der von der Messeinrichtung gemessenen Ergebnisse.

6. Ophtalmologisches Messgerät nach Anspruch 5, mit Eingabemitteln zur Eingabe von Informationen über eine Testperson, wobei die Speichermittel die Verlagerungsinformation speichern, die durch die Verlagerungserfassungsmittel festgestellt wurden und/oder die Resultate, die durch die Messeinrichtung gemessen worden sind und zwar jeweils in Verbindung mit der Information über die Testperson, die durch Betätigung der Eingabemittel eingegeben worden ist.

7. Ophtalmologisches Messgerät nach Anspruch 6, mit einer Sucheinheit zum Ablesen der Verlagerungsinformation und/oder der Messergebnisse, die im Speicher in Verbindung mit der Information über die Testperson gespeichert und durch die Eingabemittel erneut eingegeben worden sind, sowie mit Anzeigeeinrichtungen zum Anzeigen der Verlagerungsinformation und / oder der Messergebnisse, die von der Sucheinheit ausgelesen worden sind.

8. Ophtalmologisches Messgerät nach Anspruch 1, bei dem die Einstellmittel für die Referenzposition, die mit einem optischen Ausrichtsystem versehen sind, das ein Ausrichtziel auf die Hornhaut des Auges projiziert und die Ausrichtbedingungen auf der Basis eines Bildes auf dem Ausrichtziel feststellt, das auf der Hornhaut abgebildet ist, sowie mit Einstellmitteln zum Einstellen einer Position zu der Zeit, zu der die vom optischen Ausrichtsystem festgestellte Ausrichtbedingung innerhalb eines vorbestimmten Rahmens als Referenzposition festgestellt ist.

9. Ophtalmologisches Messgerät nach Anspruch 1 mit einem optischen Beobachtungssystem zur Beobachtung des vorderen Bereiches des Auges und mit Mitteln zur Änderung der Vergrößerung und zur Änderung der Beobachtungsvergrößerung des optischen Beobachtungssystems.

10. Ophtalmologisches Messgerät nach Anspruch 9, bei dem die Einstellmittel für die Vergrößerung mit einer Zoomlinse versehen sind, die in einem optischen Pfad des optischen Beobachtungssystems angeordnet ist.

11. Ophtalmologisches Messgerät nach Anspruch 9, bei dem die Mittel zur Änderung der Vergrößerung mit einer die Vergrößerung ändernden Linse versehen sind, die wahlweise im optischen Pfad des optischen Beobachtungssystems eingesetzt ist.

12. Ophtalmologisches Messgerät nach Anspruch 9, bei dem das optische Beobachtungssystem aus einem Bildaufnehmer zur Bildung eines Bildes des vorderen Bereiches des Auges sowie mit einer Monitoranzeige zur Anzeigung dieses durch den Bildaufnehmer erzeugten Bildes versehen ist, wobei das ophtalmologische Messgerät weiter eine Bildentwicklungseinrichtung zur Entwicklung des vom Bildaufnehmer gebildeten Bildes aufweist, sowie Entscheidungsmittel für die Entscheidung, ob das Auge an einer vorbestimmten Beobachtungsposition steht, die auf der Basis der Ergebnisse festgelegt ist, die durch die Bildentwicklungseinrichtung entwickelt wurden, sowie aus einer Steuerung zum gesteuerten Betrieb eines Antriebes zum Antrieb der die Vergrößerung ändernden Mittel auf der Basis der Entscheidung, die durch die Entscheidungsmittel vorgegeben ist.

13. Ophtalmologisches Messgerät nach Anspruch 12, bei dem die Entscheidungsmittel ein optisches Ausrichtsystem umfassen, das ein Ausrichtziel auf die Hornhaut des Auges projiziert und eine Ausrichtkondition feststellt, die auf einem Bild des Ausrichtziels basiert, das auf der Hornhaut gebildet ist, sowie aus Einstellmitteln zur Einstellung einer Position zu der Zeit, zu der die vom optischen Ausrichtsystem festgestellte Ausrichtbedingung innerhalb eines vorbestimmten Rahmens als Beobachtungsposition festgestellt ist.

14. Ophtalmologisches Messgerät nach Anspruch 1, bei dem die Verlagerungserfassungsmittel entweder mit einem Potentiometer oder einem Encoder versehen sind.

15. Ophtalmologisches Messgerät nach Anspruch 1, bei dem das optische Projektierungssystem ein optisches Laserstrahlsystem zur Bestrahlung der Linse mit einem konvergenten Laserstrahl ist und bei dem die die Intensität des Streulichtes feststellenden Mittel mit einem photoelektrischen Transducer versehen sind und die Messeinrichtungen ein arithmetisches Mittel zum Berechnen der Zusammensetzung des Proteins in der Linse aufweisen, die auf der Basis eines Ausgangssignales des photoelektrischen Transducers erfolgt.