EP1641382A1 - Device and method for determining the defective vision of an optical system - Google Patents

Device and method for determining the defective vision of an optical system

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Publication number
EP1641382A1
EP1641382A1 EP04740327A EP04740327A EP1641382A1 EP 1641382 A1 EP1641382 A1 EP 1641382A1 EP 04740327 A EP04740327 A EP 04740327A EP 04740327 A EP04740327 A EP 04740327A EP 1641382 A1 EP1641382 A1 EP 1641382A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
optical element
controllable
optical system
ametropia
measuring
Prior art date
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Ceased
Application number
EP04740327A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Peter Wengler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Zeiss Meditec AG
Original Assignee
Carl Zeiss Meditec AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss Meditec AG filed Critical Carl Zeiss Meditec AG
Publication of EP1641382A1 publication Critical patent/EP1641382A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/02—Subjective types, i.e. testing apparatus requiring the active assistance of the patient
    • A61B3/028—Subjective types, i.e. testing apparatus requiring the active assistance of the patient for testing visual acuity; for determination of refraction, e.g. phoropters
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/103—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for determining refraction, e.g. refractometers, skiascopes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/14—Arrangements specially adapted for eye photography

Definitions

  • the present invention relates to a device and a device for determining the ametropia of an optical system.
  • ametropia of the human eye e.g. to be subjectively determined by the patient through lens arrangements upstream in the beam path of the eye.
  • the correction of myopia, hyperopia and astigmatism can e.g. take place by the doctor offering the patient lenses in a spectacle frame, the patient being able to subjectively correct the correction of his ametropia using an eye chart. Instead of using different lenses with trial glasses, this can also be done with a phoropter.
  • an objective measurement is usually first carried out using an automatic refractometer or aberrometer, which is then subjectively confirmed or corrected. This generally requires two work steps, which can be associated with a change of location between the doctor and the patient.
  • a disadvantage of known devices and methods is that the objective determination of correction values and the subjective determination or correction of the objective measurement values take place in different work steps and sometimes also lead to significantly different results.
  • the present invention is therefore based on the object of specifying a device and a method in which the objective and the subjective determination of the correction values are more closely combined.
  • a device for determining the ametropia of an optical system comprising a controllable optical element which is controlled by a measuring and control device and whose optical properties can be changed automatically and / or manually.
  • the optical system can be the human eye itself, but it can also be a human eye, for example has been supplemented by means of a contact lens, at least one intraocular lens, glasses, a combination of these elements or the like.
  • the measuring and control device preferably comprises an automatic refractometer or aberrometer and an electronic circuit for controlling the controllable optical element.
  • the controllable optical element can preferably be an electrically controllable phoropter, or else a lens or mirror system, for example an optometer and astigmeter.
  • the controllable optical element and the measuring and control device form a control loop that minimizes the remaining ametropia of the optical system.
  • the optical system comprises a human eye and, if necessary, additionally an artificial visual aid.
  • the controllable optical element can be a lens or mirror system, e.g. an optometer and astigmeter or an electrically controllable phoropter. It is also conceivable that the controllable optical element is an adaptive optical system, e.g. a controllable membrane mirror, micro element mirror, a controllable liquid lens or liquid crystal lens. It is also conceivable within the scope of the invention to use a combination of different controllable optical elements.
  • the measuring and control unit can comprise an automatic refractometer or aberrometer, wherein this aberrometer can in particular include a Shack-Hartman sensor, a Tscherning arrangement, a Talbot interferometer, a Talbot-Moire interferometer, a confocal wavefront sensor or a point spread function sensor ,
  • this aberrometer can in particular include a Shack-Hartman sensor, a Tscherning arrangement, a Talbot interferometer, a Talbot-Moire interferometer, a confocal wavefront sensor or a point spread function sensor ,
  • the controllable phoropter can contain phase plates.
  • these can have an arbitrarily defined, locally distributed phase shift for light, which is suitable for also compensating for complex disturbances in the optical system to be examined.
  • the complex disturbances can in particular contain higher-order aberrations, which are described, for example, with the aid of a wavefront, which represents the local distribution of the phase shift or the transit time difference for the light.
  • the device for determining the ametropia of an optical system can also be designed such that dynamic processes, in particular those of accommodation, are recorded.
  • fixation incentives visual samples
  • the fixation incentives can include eye charts, static and / or dynamic images, 3-dimensional targets, binocular targets such as Polatest, or special geometric patterns to identify individual aspects of the ametropia optical system.
  • These various fixation incentives can advantageously be generated with electronic displays, such as liquid crystal, plasma, deformable mirror or microdisplays. These can be integrated in the device or placed outside the device (clear view arrangement).
  • defined lighting conditions are possible in order to record the behavior of the optical system to be examined under different lighting conditions.
  • it is possible in particular to determine the ametropia for day and night vision.
  • It is also advantageous to integrate a measuring system for determining the pupil diameter under different lighting conditions of the optical system.
  • the invention it is also possible to carry out the determination of the ametropia of the human eye in a binocular manner. This can be done simultaneously, alternately or sequentially, for example. It is advantageous to choose the binolular verge angle in accordance with the distance of the fixation target in order to create the most realistic visual conditions possible.
  • the invention further comprises the determination of a criterion in which the expected deviation of a purely subjective as compared to the objective determination of ametropia is determined.
  • a confidence measure is preferably determined, which can be derived from the accommodation behavior of the optical system to be examined during the measurement and / or from the magnitude of the higher order aberrations absolutely or relative to the measure of the lower orders. For example, this number can be used to define an indicator that indicates whether a further purely subjective determination of the ametropia of the optical system is additionally required.
  • a desired correction of the ametropia thus determined is achieved, among other things, by glasses of different complexity, such as purely spherical, aspherical, with cylinder and / or astigmatism correction or by correcting further higher orders.
  • Other options include the use of contact lenses or intraocular lenses as well as various laser correction options such as LASIK, LASEK, PRK, LTKP and the use of fs lasers. It is advantageous according to the invention to use the controllable optical element during the determination of the ametropia to correct it only as far as the desired correction option allows.
  • the beam path of a treatment laser or an illumination system for diagnostic or therapeutic purposes is additionally reflected in the beam path of the device.
  • the changeable optical element is, for example, a contact lens, an intraocular lens or directly the cornea and / or the lens of the eye to be treated.
  • the optical properties of the optical system are changed by the treatment laser by means of ablation or disruption or by an illumination system with the aid of thermal or photochemical effects.
  • a device which is constructed such that the ametropia of an optical system can be objectively detected and / or adjusted by means of at least one controllable optical element, at least one measuring and control device, the device further comprising means Allow subjective change of the determined values.
  • the problem mentioned at the outset is also solved by a method for determining the ametropia of an optical system with a device comprising a controllable optical element and a measuring and control device, the controllable optical element being set by the measuring and control device in a first method step that the ametropia of the optical system is compensated. It is particularly advantageous if the controllable optical element is manually set by the patient in a further method step in order to achieve a subjectively optimal compensation of the ametropia.
  • FIG. 1 shows a sketch of a first embodiment of the device according to the invention
  • FIG. 2 shows a sketch of a second embodiment of the device according to the invention
  • Fig. 3 is a sketch of a third embodiment of the device according to the invention.
  • FIG. 1 An eye 1 of a patient looks through a controllable optical element 2 and through a beam splitter 4 at a visual sample 5.
  • the human eye 1 to be examined can, for example, with additional visual aids such as a contact lens or the like and is therefore referred to as optical system 1 for the further description.
  • the controllable optical element 2 can be, for example, an electrically controlled phoropter.
  • the beam path of a preferably automatic refractometer or aberrometer is reflected by means of the beam splitter 4. This is referred to below as measuring and control device 3.
  • the measuring radiation of the measuring and control device 3 and the mirroring of the beam splitter 4 are expediently in the infrared range, so that a patient cannot recognize this radiation and only perceives the visual sample 5.
  • the measuring and control device 3 comprises an automatic refractometer or aberrometer 3.1, the measurement signals of which are processed via a processor 3.2 and a control device 3.3 such that they control a drive 7 of the controllable optical element 2. This almost compensates for the ametropia of the optical system 1.
  • the control device 3.3 can additionally be operated via a manual control 3.4. Using the manual control 3.4, the patient can make a subjective post-correction according to the visual test 5 seen. The final correction values for an eyeglass prescription can be taken from a data output 8.
  • Fig. 2 shows schematically an extended embodiment.
  • the controllable optical element 2 is here a contact lens, intraocular lens or phase plate, the refractive power of which is changed by material removal by means of spatially and energetically controlled laser radiation until the ametropia of the patient's eye is compensated objectively and subjectively.
  • the radiation from a laser 6 is reflected into the beam path by means of a second beam splitter 9.
  • the structure and function of the control loop otherwise correspond to the embodiment shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 shows a third embodiment of the device according to the invention, in which the controllable optical element 2 is the cornea of the patient himself compared to the embodiment shown in FIG. 2.
  • the controllable optical element 2 is the cornea of the patient himself compared to the embodiment shown in FIG. 2.
  • an immediate correction of the cornea is carried out after the objectively measured correction using known removal methods such as e.g. PRK, Lasik or Lasek performed. Immediate subjective control of the eyesight is not possible here, so instead of a visual sample 5, an insight 10 is provided for observing the eye.
  • the measurement beam path is viewed in the direction of the eye in front of the controllable optical element 2, this is done together with the defective eye measured as an overall system.
  • the feedback of the measurement and control signal to the changeable or controllable optical element 2 results in a closed control loop which adjusts the signal to zero.
  • Remaining imaging errors of the system eye correction element for example imaging errors due to accommodation, are displayed and can be analyzed and taken into account if necessary. This also applies to the prescription of reading glasses if there is a corresponding distance between the visual samples. If the measurement system is reflected in the direction of the eye after the controllable optical element 2, only the optical system of the eye is measured, the signal is retained and controls the controllable optical element 2 for the pre-calculated compensation of the ametropia.
  • the controllable optical element 2 can be a controllable phoropter or a lens or mirror system, e.g. be an optometer and astigmeter.
  • controllable material processing lasers e.g. an excimer laser
  • individually adjusted corrections are also to be carried out, for example using specially manufactured spectacle lenses (phase plates) or contact lenses or direct ablation of the cornea, which may have arisen as a result of a wavefront analysis.
  • the laser is controlled by the measuring system online or offline for processing.
  • the device according to FIG. 1 is provided with an additional reflection according to FIG. 2. It is physically and technically possible to follow the effect of corneal ablation in real time, but not subjectively by the patient at the current state of the surgical technique.

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Abstract

The invention relates to a device and method for determining the defective vision of an optical system (1), comprising a controllable optical element (2). According to the invention, the objective and subjective determination of the correction values are more greatly combined in that a measuring and controlling device (3) forms a control loop with the controllable optical element (2), and the optical characteristics of the controllable optical element (2) can be changed manually.

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR BESTIMMUNG DER FEHLSICHTIGKEIT EINES OPTISCHEN SYSTEMS DEVICE AND METHOD FOR DETERMINING THE OPPOSICITY OF AN OPTICAL SYSTEM
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Norrichtung sowie ein N erfahren zur Bestimmung der Fehlsichtigkeit eines optischen Systems.The present invention relates to a device and a device for determining the ametropia of an optical system.
Es ist bekannt, die Fehlsichtigkeit des menschlichen Auges z.B. durch in den Strahlengang des Auges vorgeschaltete Linsenanordnungen subjektiv durch den Patienten bestimmen zu lassen. Die Korrektur von Myopie, Hyperopie und Astigmatismus kann dabei z.B. erfolgen, indem der Arzt dem Patienten Linsen in einem Brillengestell anbietet, wobei der Patient subjektiv die Korrektur seiner Fehlsichtigkeit anhand einer Sehtafel bestimmen kann. Statt unterschiedliche Linsen mittels Probierbrille vorzusetzen, kann dies auch mittels eines Phoropters geschehen. Um das Verfahren bei der Vielzahl zu kombinierenden Parameter (Sphäre, Zylinder, Achse, Binokularwerte, höhere Aberrationen) zur verkürzen und zu vereinfachen, wird gewöhnlich zuerst eine objektive Messung mit einem automatischen Refraktometer oder Aberrometer durchgeführt, die anschließend subjektiv bestätigt oder korrigiert wird. Dazu sind allgemein zwei Arbeitsgänge notwendig, die mit einem Platzwechsel von Arzt und Patient verbunden sein können.It is known that the ametropia of the human eye e.g. to be subjectively determined by the patient through lens arrangements upstream in the beam path of the eye. The correction of myopia, hyperopia and astigmatism can e.g. take place by the doctor offering the patient lenses in a spectacle frame, the patient being able to subjectively correct the correction of his ametropia using an eye chart. Instead of using different lenses with trial glasses, this can also be done with a phoropter. In order to shorten and simplify the procedure for the large number of parameters to be combined (sphere, cylinder, axis, binocular values, higher aberrations), an objective measurement is usually first carried out using an automatic refractometer or aberrometer, which is then subjectively confirmed or corrected. This generally requires two work steps, which can be associated with a change of location between the doctor and the patient.
Nachteilig an bekannten Vorrichtungen und Verfahren ist, dass die objektive Bestimmung von Korrekturwerten und die subjektive Bestimmung bzw. die Korrektur der objektiven Messwerte in unterschiedlichen Arbeitsgängen erfolgt und bisweilen auch zu signifikant verschiedenen Ergebnissen führt.A disadvantage of known devices and methods is that the objective determination of correction values and the subjective determination or correction of the objective measurement values take place in different work steps and sometimes also lead to significantly different results.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, bei denen die objektive und die subj ektive Bestimmung der Korrekturwerte stärker zusammengefasst sind.The present invention is therefore based on the object of specifying a device and a method in which the objective and the subjective determination of the correction values are more closely combined.
Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, ein Kriterium anzugeben, an dem bei der objektiven Bestimmung der Korrekturwerte bereits auf den Grad der Übereinstimmung der subjektiven Bestimmung geschlossen werden kann.It is a further object of the invention to specify a criterion on which the degree of agreement of the subjective determination can already be concluded when the correction values are determined objectively.
Dieses Problem wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Bestimmung der Fehlsichtigkeit eines optischen Systems, umfassend ein steuerbares optisches Element, das von einer Mess- und Steuereinrichtung angesteuert wird und dessen optischen Eigenschaften automatisch und/oder manuell veränderbar sind. Das optische System kann das menschliche Auge selbst sein, es kann sich aber auch um ein menschliches Auge, das z.B. mittels einer Kontaktlinse, mindestens einer Intraokularlinse, einer Brille, einer Kombination dieser Elemente oder dergleichen ergänzt worden ist, handeln. Die Mess- und Steuereinrichtung umfasst vorzugsweise ein automatisches Refraktometer oder Aberrometer und eine elektronische Schaltung zur Steuerung des steuerbaren optischen Elementes. Das steuerbare optische Element kann vorzugsweise ein elektrisch steuerbarer Phoropter, oder aber ein Linsen- oder Spiegelsystem, z.B. ein Optometer und Astigmeter sein. Das steuerbare optische Element und die Mess- und Steuereinrichtung bilden einen Regelkreis, der die verbleibende Fehlsichtigkeit des optischen Systems minimiert. Das optische System umfasst ein menschliches Auge und gegebenenfalls zusätzlich eine künstliche Sehhilfe.This problem is solved by a device for determining the ametropia of an optical system, comprising a controllable optical element which is controlled by a measuring and control device and whose optical properties can be changed automatically and / or manually. The optical system can be the human eye itself, but it can also be a human eye, for example has been supplemented by means of a contact lens, at least one intraocular lens, glasses, a combination of these elements or the like. The measuring and control device preferably comprises an automatic refractometer or aberrometer and an electronic circuit for controlling the controllable optical element. The controllable optical element can preferably be an electrically controllable phoropter, or else a lens or mirror system, for example an optometer and astigmeter. The controllable optical element and the measuring and control device form a control loop that minimizes the remaining ametropia of the optical system. The optical system comprises a human eye and, if necessary, additionally an artificial visual aid.
Das steuerbare optische Element kann ein Linsen- oder Spiegelsystem, z.B. ein Optometer und Astigmeter oder ein elektrisch steuerbarer Phoropter sein. Es ist auch denkbar, dass das steuerbare optische Element ein adaptiv optisches System, z.B. ein steuerbarer Membranspiegel, Mikroelementespiegel, eine steuerbare Flüssigkeitslinse oder Flüssigkristalllinse ist. Auch ist es im Rahmen der Erfindung denkbar, eine Kombination verschiedener steuerbarer optischer Elemente einzusetzen. Die Mess- und Steuereinheit kann ein automatisches Refraktometer oder Aberrometer umfassen, wobei dieses Aberrometer insbesondere einen Shack-Hartman Sensor, eine Tscherning-Anordnung, ein Talbot Interferometer, ein Talbot-Moire Interferometer, ein konfokaler Wellenfrontsensor oder ein Point Spread Function - Sensor beinhalten kann.The controllable optical element can be a lens or mirror system, e.g. an optometer and astigmeter or an electrically controllable phoropter. It is also conceivable that the controllable optical element is an adaptive optical system, e.g. a controllable membrane mirror, micro element mirror, a controllable liquid lens or liquid crystal lens. It is also conceivable within the scope of the invention to use a combination of different controllable optical elements. The measuring and control unit can comprise an automatic refractometer or aberrometer, wherein this aberrometer can in particular include a Shack-Hartman sensor, a Tscherning arrangement, a Talbot interferometer, a Talbot-Moire interferometer, a confocal wavefront sensor or a point spread function sensor ,
Der steuerbare Phoropter kann dabei Phasenplatten enthalten. Diese können insbesondere eine beliebig definierte örtlich verteilte Phasenverschiebung für Licht aufweisen, die geeignet ist, auch komplexe Störungen des zu untersuchenden optischen Systems zu kompensieren. Die komplexen Störungen können insbesondere Aberrationen höherer Ordnung enthalten die beispielsweise mit Hilfe einer Wellenfront beschrieben werden, welche die örtliche Verteilung der Phasenverschiebung oder des Laufzeitunterschieds für das Licht darstellt.The controllable phoropter can contain phase plates. In particular, these can have an arbitrarily defined, locally distributed phase shift for light, which is suitable for also compensating for complex disturbances in the optical system to be examined. The complex disturbances can in particular contain higher-order aberrations, which are described, for example, with the aid of a wavefront, which represents the local distribution of the phase shift or the transit time difference for the light.
Die Vorrichtung zur Bestimmung der Fehlsichtigkeit eines optischen Systems kann auch so ausgeführt sein, dass dynamische Vorgänge, insbesondere die der Akkommodation erfasst werden. Zu diesem Zweck werden dem optischen System Fixationsanreize (Sehproben) angeboten, die verschiedenen Entfernungen entsprechen oder diese simulieren. So können die Fixationsanreize beispielsweise Sehtafeln, statische und/oder dynamische Bilder, 3-dimensionale Targets, Binokulartargets wie z.B. Polatest, oder spezielle geometrische Muster zur Identifikation einzelnen Aspekte der Fehlsichtigkeit des optischen Systems sein. Diese verschiedenen Fixationsanreize können vorteilhafter Weise mit elektronischen Displays, wie Liquid Crystal-, Plasma-, Deformable Mirror- oder Mikrodisplays erzeugt werden. Diese können im Gerät integriert oder auch außerhalb des Geräts (Freisichtanordnung) platziert sein.The device for determining the ametropia of an optical system can also be designed such that dynamic processes, in particular those of accommodation, are recorded. For this purpose, fixation incentives (visual samples) are offered to the optical system, which correspond to different distances or simulate them. For example, the fixation incentives can include eye charts, static and / or dynamic images, 3-dimensional targets, binocular targets such as Polatest, or special geometric patterns to identify individual aspects of the ametropia optical system. These various fixation incentives can advantageously be generated with electronic displays, such as liquid crystal, plasma, deformable mirror or microdisplays. These can be integrated in the device or placed outside the device (clear view arrangement).
Des Weiteren sind definierte Beleuchtungsbedingungen möglich, um das Verhalten des zu untersuchenden optischen Systems unter verschienen Lichtverhältnissen zu erfassen. Mit einer solchen Vorrichtung ist es insbesondere möglich, die Fehlsichtigkeit für Tag- und Nachtsehens zu ermitteln. Es ist auch vorteilhaft ein eßsystem zur Erfassung des Pupillendurchmessers unter verschiedenen Beleuchtungsverhältnissen des optischen Systems zu integrieren.Furthermore, defined lighting conditions are possible in order to record the behavior of the optical system to be examined under different lighting conditions. With such a device, it is possible in particular to determine the ametropia for day and night vision. It is also advantageous to integrate a measuring system for determining the pupil diameter under different lighting conditions of the optical system.
Erfindungsgemäß ist es auch möglich, die Bestimmung der Fehlsichtigkeit des menschlichen Auges auch binokular auszuführen. Dies kann beispielsweise simultan, alternierend oder sequentiell erfolgen. Dabei ist es vorteilhaft, den binolularen Vergenzwinkel in Übereinstimmung mit der Entfernung des Fixati onstargets zu wählen, um möglichst realitätsnahe Sehbedingungen zu schaffen.According to the invention, it is also possible to carry out the determination of the ametropia of the human eye in a binocular manner. This can be done simultaneously, alternately or sequentially, for example. It is advantageous to choose the binolular verge angle in accordance with the distance of the fixation target in order to create the most realistic visual conditions possible.
Die Erfindung umfasst des Weiteren die Ermittlung eines Kriteriums, bei dem die zu erwartende Abweichung einer rein subjektiven gegenüber der objektiven Fehlsichtigkeitsbestimmung ermittelt wird. Vorzugsweise wird erfindungsgemäß eine Konfidenzmeßzahl ermittelt, die aus dem Akkommodationsverhalten des zu untersuchenden optischen Systems während der Messurig und/oder aus der Größe der Aberrationen höherer Ordnung absolut oder relativ zum Maß der niedrigen Ordnungen abgeleitet werden kann. So kann beispielsweise mit dieser Zahl ein Indikator definiert werden, der angibt, ob eine weitere rein subjektive Bestimmung der Fehlsichtigkeit des optischen Systems zusätzlich erforderlich ist.The invention further comprises the determination of a criterion in which the expected deviation of a purely subjective as compared to the objective determination of ametropia is determined. According to the invention, a confidence measure is preferably determined, which can be derived from the accommodation behavior of the optical system to be examined during the measurement and / or from the magnitude of the higher order aberrations absolutely or relative to the measure of the lower orders. For example, this number can be used to define an indicator that indicates whether a further purely subjective determination of the ametropia of the optical system is additionally required.
Eine gewünschte Korrektur der so ermittelten Fehlsichtigkeit wird nach dem Stand der Technik unter anderem durch Brillen unterschiedlicher Komplexität, wie z.B. rein sphärisch, asphärisch, mit Zylinder- und/oder Astigmatismuskorrektur oder durch Korrektur weiterer höherer Ordnungen erzielt. Weitere Möglichkeiten sind der Einsatz von Kontaktlinsen oder Intraokularlinsen sowie verschiedene Laserkorrekturmöglichkeiten, wie LASIK, LASEK, PRK, LTKP und der Einsatz von fs-Lasern. Dabei ist es erfindungsgemäß vorteilhaft, mit dem steuerbar optischen Element während der Bestimmung der Fehlsichtigkeit diese nur so weit zu korrigieren, wie es die gewünschte Korrekturmöglichkeit zulässt. In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass in dem Strahlengang der Vorrichtung zusätzlich der Strahlengang eines Behandlungslasers oder eines Beleuchtungssystems zu diagnostischen oder therapeutischen Zwecken eingespiegelt ist. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn das veränderbare optische Element beispielsweise eine Kontaktlinse, eine Intraokularlinse oder direkt die Cornea und/oder die Linse des zu behandelnden Auges ist. In diesem Fall werden die optischen Eigenschaften des optischen Systems durch den Behandlungslaser mittels Abtragung oder Disruption beziehungsweise durch ein Beleuchtungssystem mit Hilfe thermischer oder photochemischer Effekte verändert.According to the prior art, a desired correction of the ametropia thus determined is achieved, among other things, by glasses of different complexity, such as purely spherical, aspherical, with cylinder and / or astigmatism correction or by correcting further higher orders. Other options include the use of contact lenses or intraocular lenses as well as various laser correction options such as LASIK, LASEK, PRK, LTKP and the use of fs lasers. It is advantageous according to the invention to use the controllable optical element during the determination of the ametropia to correct it only as far as the desired correction option allows. In a development of the device according to the invention It is provided that the beam path of a treatment laser or an illumination system for diagnostic or therapeutic purposes is additionally reflected in the beam path of the device. This is particularly advantageous if the changeable optical element is, for example, a contact lens, an intraocular lens or directly the cornea and / or the lens of the eye to be treated. In this case, the optical properties of the optical system are changed by the treatment laser by means of ablation or disruption or by an illumination system with the aid of thermal or photochemical effects.
Im Rahmen der Erfindung ist auch eine Vorrichtung, die so aufgebaut ist, dass die Fehlsichtigkeit eines optischen Systems mittels mindestens eines steuerbaren optischen Elements, mindestens einer Mess- und Steuereinrichtung objektiv erfasst und/oder abgeglichen werden kann, wobei die Vorrichtung weiterhin Mittel enthält die eine subjektive Veränderung der ermittelten Werte erlauben.Also within the scope of the invention is a device which is constructed such that the ametropia of an optical system can be objectively detected and / or adjusted by means of at least one controllable optical element, at least one measuring and control device, the device further comprising means Allow subjective change of the determined values.
Das eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch ein Verfahren zur Bestimmung der Fehlsichtigkeit eines optischen Systems mit einer Vorrichtung umfassend ein steuerbares optisches Element sowie eine Mess- und Steuereinrichtung, wobei das steuerbare optische Element durch die Mess- und Steuereinrichtung in einem ersten Verfahrensschritt so eingestellt wird, dass die Fehlsichtigkeit des optischen Systems ausgeglichen wird. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das steuerbare optische Element durch den Patienten in einem weiteren Verfahrensschritt zur Erzielung eines subjektiv optimalen Ausgleichs der Fehlsichtigkeit manuell eingestellt wird.The problem mentioned at the outset is also solved by a method for determining the ametropia of an optical system with a device comprising a controllable optical element and a measuring and control device, the controllable optical element being set by the measuring and control device in a first method step that the ametropia of the optical system is compensated. It is particularly advantageous if the controllable optical element is manually set by the patient in a further method step in order to achieve a subjectively optimal compensation of the ametropia.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden weiter in den Zeichnungen erläutert. Hierbei zeigen:Advantageous embodiments of the invention are further explained in the drawings. Here show:
Fig. 1 eine Skizze einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorichtung;1 shows a sketch of a first embodiment of the device according to the invention;
Fig. 2 eine Skizze einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;2 shows a sketch of a second embodiment of the device according to the invention;
Fig. 3 eine Skizze einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.Fig. 3 is a sketch of a third embodiment of the device according to the invention.
Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Ein Auge 1 eines Patienten blickt durch ein steuerbares optisches Element 2 und durch einen Strahlteiler 4 auf eine Sehprobe 5. Das zu untersuchende menschliche Auge 1 kann beipsielsweise mit zusätzlichen Sehhilfen wie einer Kontaktlinse oder dergleichen ausgestattet sein und wird daher für die weitere Beschreibung als optisches System 1 bezeichnet. Das steuerbare optische Element 2 kann beispielsweise ein elektrisch gesteuerter Phoropter sein. Mittels des Strahlteilers 4 wird der Strahlengang eines vorzugsweise automatischen Refraktometers oder Aberrometers eingespiegelt. Dieses wird im Folgenden als Mess- und Steuereinrichtung 3 bezeichnet. Die Messstrahlung der Mess- und Steuereinrichtung 3 sowie die Verspiegelung des Strahlteilers 4 liegen zweckmäßig im infraroten Bereich, so dass ein Patient diese Strahlung nicht erkennen kann und nur die Sehprobe 5 wahrnimmt. Die Mess- und Steuereinrichtung 3 umfasst ein automatisches Refraktometer oder Aberrometer 3.1, dessen Messsignale über einen Prozessor 3.2 und eine Steuerungseirnichtung 3.3 so aufbereitet werden, dass sie einen Antrieb 7 des steuerbaren optischen Elementes 2 steuern. Damit wird die Fehlsichtigkeit des optischen Systems 1 annähernd ausgeglichen. Die Steuerungseinrichtung 3.3 kann zusätzlich über eine Handsteuerung 3.4 betätigt werden. Mittels der Handsteuerung 3.4 kann eine subjektive Nachkorrektur entsprechend der gesehenen Sehprobe 5 durch den Patienten vorgenommen werden. An einer Datenausgabe 8 können die endgültigen Korrekturwerte für eine Brillenrezeptur entnommen werden.First, reference is made to FIG. 1. An eye 1 of a patient looks through a controllable optical element 2 and through a beam splitter 4 at a visual sample 5. The human eye 1 to be examined can, for example, with additional visual aids such as a contact lens or the like and is therefore referred to as optical system 1 for the further description. The controllable optical element 2 can be, for example, an electrically controlled phoropter. The beam path of a preferably automatic refractometer or aberrometer is reflected by means of the beam splitter 4. This is referred to below as measuring and control device 3. The measuring radiation of the measuring and control device 3 and the mirroring of the beam splitter 4 are expediently in the infrared range, so that a patient cannot recognize this radiation and only perceives the visual sample 5. The measuring and control device 3 comprises an automatic refractometer or aberrometer 3.1, the measurement signals of which are processed via a processor 3.2 and a control device 3.3 such that they control a drive 7 of the controllable optical element 2. This almost compensates for the ametropia of the optical system 1. The control device 3.3 can additionally be operated via a manual control 3.4. Using the manual control 3.4, the patient can make a subjective post-correction according to the visual test 5 seen. The final correction values for an eyeglass prescription can be taken from a data output 8.
Fig. 2 zeigt schematisch eine erweiterte Ausführungsform. Das steuerbare optische Element 2 ist hier eine Kontaktlinse, Intraokularlinse oder Phasenplatte, deren Brechkraft durch Materialabtragung mittels räumlich und energetisch gesteuerter Laserstrahlung verändert wird, bis objektiv und subjektiv die Fehlsichtigkeit des Patientenauges ausgeglichen ist. Dazu wird mittels eines zweiten Strahlteilers 9 die Strahlung eines Lasers 6 in den Strahlengang eingespiegelt. Aufbau und Funktion des Regelkreises entsprechen ansonsten der anhand von Fig. 1 dargestellten Ausführungsform.Fig. 2 shows schematically an extended embodiment. The controllable optical element 2 is here a contact lens, intraocular lens or phase plate, the refractive power of which is changed by material removal by means of spatially and energetically controlled laser radiation until the ametropia of the patient's eye is compensated objectively and subjectively. For this purpose, the radiation from a laser 6 is reflected into the beam path by means of a second beam splitter 9. The structure and function of the control loop otherwise correspond to the embodiment shown in FIG. 1.
Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der gegenüber der anhand der Fig. 2 dargestellten Ausführungsform das steuerbare optische Element 2 die Cornea des Patienten selbst ist. Statt also eine Kontaktlinse mittels des Lasers 6 abzutragen, wird nach den objektiv gemessenen Korrektur werten eine sofortige Korrektur der Cornea mittels bekannter Abtragungsverfahren wie z.B. PRK, Lasik oder Lasek durchgeführt. Eine sofortige subjektive Kontrolle des Sehvermögens ist hier nicht möglich, statt einer Sehprobe 5 ist deshalb ein Einblick 10 zur Beobachtung des Auges vorgesehen.FIG. 3 shows a third embodiment of the device according to the invention, in which the controllable optical element 2 is the cornea of the patient himself compared to the embodiment shown in FIG. 2. Instead of removing a contact lens by means of the laser 6, an immediate correction of the cornea is carried out after the objectively measured correction using known removal methods such as e.g. PRK, Lasik or Lasek performed. Immediate subjective control of the eyesight is not possible here, so instead of a visual sample 5, an insight 10 is provided for observing the eye.
Erfolgt die Einspiegelung des Messstrahlenganges in Richtung Auge gesehen vor dem steuerbaren optischen Element 2, so wird dieses gemeinsam mit dem fehlsichtigen Auge als Gesamtsystem vermessen. Die Rückführung des Mess- und Steuersignals auf das veränderbare bzw. steuerbare optische Element 2 ergibt einen geschlossenen Regelkreis, der das Signal auf Null abgleicht. Verbleibende Abbildungsfehler des Systems -Auge- Korrektionselement, beispielsweise akkommodationsbedingte Abbildungsfehler, werden angezeigt und können gegebenenfalls analysiert und berücksichtigt werden. Das gilt auch bei entsprechendem Sehprobenabstand für die Verordnung von Lesebrillen. Erfolgt die Einspiegelung des Messsystems in Richtung Auge gesehen nach dem steuerbaren optischen Element 2, so wird nur das optische System des Auges vermessen, das Signal bleibt erhalten und steuert das steuerbare optische Element 2 zum vorausberechneten Ausgleich der Fehlsichtigkeit. Dessen messtechnische Kontrolle erfolgt nicht, lediglich Rückwirkungen auf das Auge, wie Akkommodation, werden angezeigt. Parallel zu dem Regelungs- bzw. Steuerungsprozess zum Abgleich der Fehlsichtigkeit hat der Patient die Möglichkeit, die automatisch eingestellten Korrektionswerte von Hand zu verändern bis er ein optimal scharfes bzw. komfortables Sehen empfindet. Das gilt insbesondere mit einem Phoropter auch für den binokularen Abgleich. Diese subjektive Korrektur ergibt die endgültigen Werte für die Anfertigung einer Brille oder Kontaktlinse.If the measurement beam path is viewed in the direction of the eye in front of the controllable optical element 2, this is done together with the defective eye measured as an overall system. The feedback of the measurement and control signal to the changeable or controllable optical element 2 results in a closed control loop which adjusts the signal to zero. Remaining imaging errors of the system eye correction element, for example imaging errors due to accommodation, are displayed and can be analyzed and taken into account if necessary. This also applies to the prescription of reading glasses if there is a corresponding distance between the visual samples. If the measurement system is reflected in the direction of the eye after the controllable optical element 2, only the optical system of the eye is measured, the signal is retained and controls the controllable optical element 2 for the pre-calculated compensation of the ametropia. Its metrological control is not carried out, only repercussions on the eye, such as accommodation, are displayed. In parallel to the regulation or control process for comparing ametropia, the patient has the option of changing the automatically adjusted correction values by hand until he feels optimally sharp or comfortable vision. This applies especially to binocular alignment with a phoropter. This subjective correction gives the final values for the manufacture of glasses or contact lenses.
Das steuerbare optische Element 2 kann ein steuerbarer Phoropter oder ein Linsen- oder Spiegelsystem, z.B. ein Optometer und Astigmeter sein. In Verbindung mit steuerbaren Materialbearbeitungslasern, z.B. einem Excimerlaser, sind auch individuell angepasste Korrekturen durchzuführen, beispielsweise mittels speziell hergestellter Brillenlinsen (Phasenplatten) oder Kontaktlinsen oder direkter Abtragung der Cornea, die als Ergebnis einer Wellenfrontanalyse entstanden sein können. Zur Bearbeitung wird der Laser vom Meßsystem on- oder offline gesteuert. Die Vorrichtung nach Fig. 1 ist dazu mit einer zusätzlichen Einspiegelung gemäß Fig. 2 versehen. Den Effekt der Hornhautabtragung in Echtzeit zu verfolgen ist physikalisch und messtechnisch möglich, beim derzeitigen Stand der Operationstechnik nicht aber subjektiv durch den Patienten. The controllable optical element 2 can be a controllable phoropter or a lens or mirror system, e.g. be an optometer and astigmeter. In connection with controllable material processing lasers, e.g. an excimer laser, individually adjusted corrections are also to be carried out, for example using specially manufactured spectacle lenses (phase plates) or contact lenses or direct ablation of the cornea, which may have arisen as a result of a wavefront analysis. The laser is controlled by the measuring system online or offline for processing. For this purpose, the device according to FIG. 1 is provided with an additional reflection according to FIG. 2. It is physically and technically possible to follow the effect of corneal ablation in real time, but not subjectively by the patient at the current state of the surgical technique.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zur Bestimmung der Fehlsichtigkeit eines optischen Systems (1), umfassend ein steuerbares optisches Element (2), dadurch gekennzeichnet, dass eine Mess- und Steuereinrichtung (3) mit dem steuerbaren optischen Element (2) einen Regelkreis bildet und dass die optischen Eigenschaften des steuerbaren optischen Elementes (2) manuell veränderbar sind.1. Device for determining the ametropia of an optical system (1), comprising a controllable optical element (2), characterized in that a measuring and control device (3) with the controllable optical element (2) forms a control circuit and that the optical Properties of the controllable optical element (2) can be changed manually.
2. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System ein menschliches Auge umfasst.2. Device according to the preceding claim, characterized in that the optical system comprises a human eye.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System zusätzlich eine künstliche Sehhilfe umfasst.3. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the optical system additionally comprises an artificial visual aid.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das das steuerbare optische Element (2) ein steuerbarer Phoropter oder ein Optometer und ein Astigmeter ist.4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the controllable optical element (2) is a controllable phoropter or an optometer and an astigmeter.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess- und Steuereinheit (3) ein automatisches Refraktometer oder Aberrometer umfasst.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring and control unit (3) comprises an automatic refractometer or aberrometer.
6. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der steuerbare Phoropter Phasenplatten enthält.6. Device according to the preceding claim, characterized in that the controllable phoropter contains phase plates.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Strahlengang der Vorrichtung zusätzlich der Strahlengang eines Behandlungslasers eingespiegelt ist.7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the beam path of a treatment laser is also reflected in the beam path of the device.
8. Verfahren zur Bestimmung der Fehlsichtigkeit eines optischen Systems (1) mit einer Vorrichtung umfassend ein steuerbares optisches Element (2) sowie eine Mess- und Steuereinrichtung (3), dadurch gekennzeichnet, dass das steuerbare optische Element (2) durch die Mess- und Steuereinrichtung (3) in einem ersten Verfahrensschritt so eingestellt wird, dass die Fehlsichtigkeit des optischen Systems ausgeglichen wird. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das steuerbare optische Element (2) durch den Patienten in einem weiteren Verfahrensschritt zur Erzielung eines subjektiv optimalen Ausgleichs der Fehlsichtigkeit manuell eingestellt wird. 8. A method for determining the ametropia of an optical system (1) with a device comprising a controllable optical element (2) and a measuring and control device (3), characterized in that the controllable optical element (2) by the measuring and Control device (3) is set in a first method step so that the ametropia of the optical system is compensated. Method according to the preceding claim, characterized in that the controllable optical element (2) is manually set by the patient in a further method step in order to achieve a subjectively optimal compensation of the ametropia.
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