JP5417507B2 - 眼内レンズの計算に好適な、眼の軸方向長さ及び／又は角膜の曲率及び／又は前房深さを非接触的に測定するためのシステム - Google Patents

眼内レンズの計算に好適な、眼の軸方向長さ及び／又は角膜の曲率及び／又は前房深さを非接触的に測定するためのシステム Download PDF

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Description

本発明は、特に、移植する眼内レンズ（ＩＯＬ）の計算及び選択を行うために、眼の軸方向長さ（ＡＬ）、前房の深さ（ＶＫＴ）、及び角膜の曲率（ＨＨＫ）を非接触的に測定するための一体化装置に関する。
ヒトの眼における縦断面図の略図を図１に示す。ヒトの眼の軸方向長さＡＬは、通常、接触的な超音波法によって測定される。別の測定方法が、ドイツ特許第３２０１８０１号、米国特許第５６７３０９６号及びドイツ特許出願第４４４６１８３号の中で説明されている。角膜−角膜半径ＨＨＲの曲率は、周知の角膜計／角膜曲率計によって測定される（ドイツ特許第２５１４９７号、米国特許第４５７２６２８号、米国特許第４６６０９４６号、米国特許第５２１２５０７号、及び米国特許第５３２５１３４号）。前房深さＶＫＴの測定は、超音波によって又は細隙灯に付加されたユニット（前房深さゲージ、細隙灯イメージによる調整）によって行うことができる。
これらの測定値は、移植すべき眼内レンズＩＯＬを選択するためにも重要であり、特に白内障の手術の前だけでなく、学童の近視の進行をモニタするため及び不等像視症を検出するためにも行う必要がある。臨床作業では、少なくとも２つのデバイス（例えば、超音波のａ−スキャン及び自動角膜計）によって、これらの数量を測定することが一般的である。測定された数量は、ＩＯＬの光学出力を計算するための式に使用される。ＩＯＬの選択に影響する種々の誤差が、使用するデバイスのタイプにより発生することがある。
本発明の目的は、これらのデバイス依存の測定誤差を最小にすることである。
この目的は、本発明によれば、独立クレームの機能によって達成される。好ましいさらなる発展が、従属クレームの中で示される。
本発明によれば、眼の全ての必要なパラメータは、デバイス装置及び対応する測定方法によって都合よく決定される。
デバイスを患者に対して調整することができる必要な位置合わせも同様に、この装置の中で実現される。
ヒトの眼における縦断面図の略図。 デバイスの構成の略図。 デバイスの観察方向の正面図。 眼１４からＣＣＤカメラ２３へのビーム経路Ａ〜Ｄの略図。 全ての調整可能なユニット及び光学エレメントを調整しコントロールする集中管理を示す線図。 波長範囲に対するスプリッタ層の透過率のグラフ。 波長範囲に対するスプリッタ層の透過率のグラフ。 ＣＣＤマトリックス上のイメージに基づく、ＶＫＴの測定方法を示す略図。 照明方向にＶＫＴを決定する装置の略図。 検出方向にＶＫＴを決定する装置の略図。
ＩＯＬの計算も、このデバイス装置によって実行される。従って、種々のデバイスからＩＯＬの計算を実行するコンピュータへ測定値を転送する上で、データが失われたり変造されたりすることはない。本発明及びその利点を、概略図面を参照して以下により詳細に説明する。
デバイスの構成を、概略的に図２に示す。軸方向長さを測定するために、レーザダイオード１の光はマイケルソン干渉計（３〜５）を経由して、患者の眼１４上に結像する。このマイケルソン干渉計は、リフレクタ４（この場合は、三角形のプリズム）を有する固定式参照アームＲ１、異なった位置の別のリフレクタ５（三角形のプリズム）に関連して示した調整可能な参照アームＲ２、Ｒ１及びＲ２で反射されたビーム成分を重ね合わせるためのビームスプリッタキューブ３、スプリッタキューブ８、及び回折光学素子ＤＯＥ９から構成される。ダイオード７は、レーザダイオード１の光出力をモニタする。眼１４の角膜及び網膜によって反射された一部のビームは互いに重ね合わされ、ＤＯＥ９、偏光プレーンを回転させるための４分の１波長板Ｐ１を有するスプリッタキューブ８、２分の１波長板Ｐ２を有するスプリッタキューブ１５によって、集束素子（この場合は色消しレンズ１６）を経由して、アバランシェフォトダイオードＡＰＤ１７上に結像する。この構成において、軸方向長さは、例えば米国特許第５６７３０９６号の中で説明されているような周知の方法に基づいて測定される。
眼及び発生する反射光を観察するために、反射光（眼から来る光）の一部は、ミラー２０を経由し色消しレンズ２２によって、ＣＣＤカメラ２３上に結像する。色消しレンズ１８，１９は、この場合は、回転されて光路から外される。この構成では、ダイアフラム２１は、オフに設定されている。
角膜の曲率ＨＨＫを測定するために、６個の好ましくは赤外のＬＥＤ１０によって、光軸Ａ１に対してほぼ１８゜の角度で、ドイツ特許第２５１４９７号に類似した方法で、眼１４を照明する。そのうちの２個のＬＥＤ１０が、図１の図面の中で例として示されている。ピンホールのダイアフラム１０ａが、ＬＥＤの下流側に配置されて、点状の照明イメージを発生する。
６個のレンズ１１が、ダイオードの光をコリメートするために、照明方向内のＬＥＤの下流側に配置されている。眼の中に（角膜の反射によって）形成されたこれらの光源のイメージは、スプリッタキューブ８及び１５並びに色消しレンズ１８及び１９を経由して、ＣＣＤカメラ上に結像する。ＤＯＥ９は、好ましくは回転させて光路から外されているが、ビーム経路内に留まってもよい。色消しレンズ２２は、回転されて光軸から外されている。
ＶＫＴを測定するために、それぞれの眼は、ＬＥＤ１２、スライドダイアフラム１２ａ及びシリンドリカルレンズ１３によって、ほぼ３３゜の角度でスリット状に照明される。角膜及び前部レンズ面の結果として生ずる散乱像は、スプリッタキューブ８及び１５並びに色消しレンズ１８及び１９を経由して、ＣＣＤカメラ上に結像する。ＤＯＥは、好ましくは回転されて光軸から外されている。色消しレンズ２２は、回転されて光軸から外されている。
図３は、デバイスの観察方向の正面図を示している。Ｘ−Ｙ−Ｚ調整用の周知の細隙灯用横送り台は、図示していない。
この図面は、ＤＯＥ９（この中心点Ａ１が、デバイス内の光軸の位置を確認する）、角
膜の曲率を測定するためのレンズ１１、ＬＥＤ１０（レンズ１１の後に配置されているため見ることができない）、ＶＫＴを測定するためのスリット結像用のシリンドリカルレンズ１３、及び眼１４を照明すると共にアライメントを取るための６個の赤外ダイオード２４を示している。
眼１４からＣＣＤカメラ２３へのビーム経路Ａ〜Ｄに基づいた図４を参照して、測定作業をより詳細に説明する。
ビーム経路Ｃ：眼に対するデバイスのアライメント
眼は色消しレンズ１８の焦点距離内にあり、無限大に結像され、また色消しレンズ２２を経由して、ＣＣＤカメラの平面の中に結像される。色消しレンズ１９は、回転されて光軸から外されている。患者はレーザダイオード（ＬＤ）又はＬＥＤ１を使用する固定用の光を見るように要求されるため、患者は瞳孔を光軸の方向に向ける。眼１４のより大きな部分（例えば、１５ｍｍ）を、ＣＣＤカメラ上に結像させる必要がある。ＤＯＥの効率が低いため（集束部分で約５％）、ＤＯＥは光彩構造のイメージングにはあまり適していない。このため、色消しレンズ１８及び２２から成る固定イメージスケールの光学システムが、イメージングを行う。ＤＯＥは、回転されて光軸から外されることが好ましい。
患者に対して何らかの付加的な固定した刺激を与えることを避けるために、ＩＲダイオード２４（図２）（例えば、８８０ｎｍ）により眼１４は照明される。これらのＩＲダイオードは、広い放射特性（大きな電力半値角）によって特徴付けられることが好ましい。Ｘ−Ｙ−Ｚ方向に移動可能な周知の細隙灯用横送り台によって、デバイスを患者に対して位置合わせする。ＣＣＤカメラは、例えば、フィリップス社のＶＣＭ ３４０５とすることができる。眼を照明することは、暗くした室内でも患者をデバイスに対して位置合わせすることができるようにするために必要である。この照明は、１５ｍｍのフィールドに対してできるだけ拡散させる必要がある。しかしながら、光源が角膜を通過して結像することは、（角膜が凸面鏡として働くため）避けることができない。
この場合の基本的な考え方は、患者の眼を位置合わせするための照明手段を同時に使用することである。
比較的大きな電力半値角を持つ６個の赤外ＬＥＤ２４が、円の周囲（恐らく、角膜計の測定の場合と同じ円の周囲）上に配置されている。これらのＬＥＤ２４は６個のポイントを角膜上に作り、これらのポイントはＣＣＤカメラ上に結像される。患者の眼は生でＬＣディスプレイ又はモニタに表示される。さらに、円又は十字線が、中心をマークするためにＬＣＤ又はモニタ上に示される。眼を位置決めするために、６個のポイントを表示された円に関して中心に置く必要がある。このことは、横送り台を移動することによって行われる。ポイントが中心に置かれて鮮明である場合、患者は高さ、横及び深さに関して正しく位置合わせされることになる。患者自身は、調整用のレーザ１又はＬＥＤ１ａが投影されるデバイスを覗き込む。そして、患者は眼の焦点をレーザ１又はＬＥＤ１ａに合わせる必要がある。レーザの反射は、瞳孔の中心に見られる。
別の調整手段が、ＬＣディスプレイ／モニタ上に表示される。アバランシェフォトダイオードＡＰＤを設けて、軸方向長さを測定するデバイスの干渉信号を検出する。
患者の眼が測定デバイスの光軸上にある場合、調整用のレーザ１又はＬＥＤ１ａは角膜の前面によって反射され、反射光はＡＰＤ上に結像される。このように、（相対）高さが患者の眼のセンタリングについての目安となる直流電圧信号を、ＡＰＤが発生する。この直流電圧信号はＡ／Ｄ変換器を介して内部のコンピュータに送られ、Ａ／Ｄ変換器から、適当な方法（例えば、バー又は円）でＬＣＤ上に表示される。従って、患者の眼の位置合わせの状態についてのさらなる情報が、様々な寸法のバー又は円を通してユーザに送られる。
ビーム経路Ｄ：ＡＬＭ
レーザダイオード１（例えば、７８０ｎｍ）の反射光は、平行なビーム経路としてＤＯＥ及び色消しレンズ２２を経由して、ＣＣＤカメラ２３上に結像する。ここでは、光学素子１８，１９が回転されて光路から外され、約５ｍｍの眼の部分が観察及び反射調整のために表示される。最大のエネルギーをＡＰＤ１７に送るために、ＡＰＤ上のエネルギー全体の大きな部分、好ましくは約８０〜９５％以上が、図２に示したスプリッタキューブ１５内で結合から外される。このため、光の約２０〜５％しかＣＣＤカメラに入射しない。ビーム経路Ｂ：角膜計
ＬＤ１又はＬＥＤ１ａの固定用の光上で患者の眼１４を固定することを妨げないようにするために、６個のＩＲダイオード１０（例えば、８８０ｎｍ）によって、ドイツ特許第２５１４９７号に類似した方法で、照明を行うことが好ましい。
０．０５ｍｍの測定精度を達成するために、ＣＣＤカメラ２３の所定の分解能は、眼１４上で約６ｍｍ以下のフィールドのイメージングを必要とする。ＤＯＥの動作は、好ましくは、それを回転させて外すことによって再度キャンセルして、色消しレンズ１８及び１９が６個の角膜反射イメージのイメージングを実行する。
測定精度を向上させるために、以下のものが使用される。この測定精度は、患者の眼からデバイスまでの距離に対して広範囲にわたって無関係である。
・測定用孔を０．０５未満に好適に制限するテレセントリックダイアフラム２１
・ＬＥＤと患者の眼との間に配置されて、患者の眼の軸方向の位置とは無関係に入射角を一定に保つコリメータ１１
ＬＥＤ光のイメージングは、ピンホールのダイアフラム１０ａを経由して都合よく実行される。このピンホールのダイアフラムによって、角膜計測定ポイントの正確なアライメントが可能になる。位置とは無関係に径方向の測定について所望の精度を得るためには、コリメータの焦点距離は、光源の有効的な広がりの５０倍よりも大きな距離が必要である。
ビーム経路Ａ：ＶＫＴ
光の散乱は、ヒトの眼の中の光部分を観察する場合の決定的な要因であるという事実に基づいて、眼１４を照明するためには、最も短い可能な波長（例えば、４００〜６００ｎｍ）を有する光源を選択する必要がある。また、ＶＫＴを測定する場合、眼１４において約６ｍｍ以下のフィールドをＣＣＤカメラ２３上に結像して、０．１ｍｍの要求される測定精度を得ることができる。これは、ＤＯＥ効果を使用しないで、すなわち、ＤＯＥを回転させて光路から外して、色消しレンズ１８及び１９によって行われる。色消しレンズ２２は、回転させて光路から外す。ＶＫＴの測定の中で起こる低い光散乱イメージの光量を最低にまで減少させるために、回転させて光路に入れた又は調整されたテレセントリックダイアフラム２１は、より大きな直径（好ましくは０．０７よりも大きい、例えば、１３ｍｍの孔に対して）を備える必要がある。このため、そのダイアフラムは少なくとも２つの位置に調整可能であるか、又は第２のダイアフラムと交換することができる。
被験者の眼は、輝いた光スリットを通して固定角度で側面から照明される。眼で生じる光部分は、光学システム１８，１９，２１によってＣＣＤカメラ上に結像される。照明と観察とでは固定角度は好ましくは約３３゜である。
図８ａ，ｂは、図８ａでは照明方向に、図８ｂでは検出方向に、ＶＫＴを決定する装置の略図を示す。光スリットは、幅が固定されたスリット１２ａから規定の距離にある光を強めるＬＥＤ１２のラインによって形成される。この方法で照明されるスリットは、シリンドリカルレンズ１３を通過して、スリット像Ｓとして被験者の眼上に結像する。使用が終わるまでに、ＬＥＤは一般に少なくとも１００００時間の寿命を有する（対照的に、ハロゲン球は１００〜２００時間）。ハロゲン球の場合のように高い温度で外観が疲労することはない。
略図で示されたレンズ１８，１９を経由する関連するイメージの部分を用いて、被験者の眼のイメージが、主としてＣＣＤセンサ２３上に生じる。被験者のアライメントの影響を最小にするために、イメージングはテレセントリック絞り２１を通じてテレセントリック的に実行される。ビデオ信号がモニタ又はＬＣディスプレイ上に表示されるので、ユーザは自然体で被験者の適合や測定を行うことができる。
測定手順は、フィールドの測定可能な移動に基づいていないため、瞳孔の分割（teilung）は省略することができる。ＣＣＤカメラ２３の信号はフレームグラッバーＦＧによりコンピュータＣのメモリに転送される。ＶＫＴ（精度０．１ｍｍ）を計算するイメージ部分内の距離を求めるために、適当なイメージ処理用ソフトウェアが使用される。関連するイメージ内容の改良（例えば、周辺光を取り除くことによる）は、適当な形状の照明用ＬＥＤを、ビデオのフィールドに同期して周期的にオンおよびオフに切り換えることによって達成される。
ＣＣＤカメラ上の眼のイメージは、色消しレンズの定義された焦点距離を満たす。焦点距離の決定は、複製する眼における所望のイメージの部分に従って行われる。色消しレンズの焦点距離内に、絞り２３が配列され、テレセントリックな条件が満たされる。このイメージングシステムの簡単な構造により、別のシステムでの単純な一体化能が確保される。固定用の光１，１ａ（ＬＥＤ）の挿入は、図８ｂでビームスプリッタ８によって行われる。
被験者が凝視を続ける光源（例えば、ＬＥＤ１ａ又はレーザダイオード１）は、観察システムの中に一体化される。カメラのビデオ信号は、モニタ又はＬＣディスプレイ上に表示される。ユーザは、被験者を調整及び測定する間に、被験者の凝視が正しく固定され、このため測定結果に間違いがないことを確認することができる。
光スリットは、幅が固定されたスリット１２ａから規定の距離にある光を強めるＬＥＤ１２のラインによって形成される。この方法で照明されるスリットは、シリンドリカルレンズを通過して、被験者の眼（４）上に結像する。幅が０．３ｍｍで孔が０．１より大きいスリットの、白色光のＬＥＤを用いた場合のイメージング−１：１のイメージングからわずかに外れたイメージング−は、特に好適であることが証明されている。
被験者の眼のイメージングは、イメージング光学素子１８，１９を経由する関連するイメージ部分を用いて、好ましくはＣＣＤセンサ８上で行うことが好ましい。被験者のアライメントの影響を最小にするために、このイメージングはテレセントリック的に実行される。ビデオ信号がモニタ又はＬＣディスプレイ上に表示されるので、ユーザは自然体で被験者の適合や測定を行うことができる。
ＣＣＤカメラの信号は、例えば、フレームグラッバーによって、コンピュータのメモリに送られる。ＶＫＴ（精度０．１ｍｍ）を計算するイメージ部分内の距離を求めるために、適当なイメージ処理用ソフトウェアが使用される。関連するイメージ内容の改良（例えば、周辺光を取り除くことによる）は、適当な形状の照明用ＬＥＤを、ビデオのフィールドに同期して周期的にオンおよびオフに切り換えることによって達成される。
下記の事項では、ＣＣＤマトリックス上のイメージに基づく、ＶＫＴの測定方法を図７を参照して示す。この図面には、調整用レーザ及び固定用のＬＥＤの反射イメージＦＩ、及び照明１をオンに切り換えたときの角膜及びレンズＳＬの散乱光ＳＨに関する、ＣＣＤカメラによって検出された眼のイメージが示されている。
ディジタル化記録内の角膜及びレンズの散乱イメージの前縁の距離の決定
イメージ処理の開始点は、直接連続して記録された一対のイメージ（ｎ回）である。ここで、イメージ１はスリット照明をオンに切り換えたときのイメージ（「明イメージ」）であり、イメージ２はスリット照明なしの、固定ランプのイメージが付いたイメージ（「暗イメージ」）である。処理は、以下の本質的なステップによって実行される。
・暗イメージ内の瞳孔の検出：境界の制約を考慮した、２値化するためのスレショルド値のヒストグラムベースの選択；バイナリイメージの共分散マトリックスを評価することによる、瞳孔に外接する楕円の決定
・暗イメージ内の瞳孔の中の固定ポイントの決定：グレイ値が暗イメージ内のグレー値分布の０．９−分位以上である全ての隣接領域の決定；表面、形状、及び瞳孔の中心点からの距離に依存する全ての領域に対する確率量の決定；固定ポイントとして最も類似した領域の中心軌跡の選択
・差分イメージ（明イメージから暗イメージを引いたイメージ）の計算、及びメジアンフィルタリングによる差分イメージ内のノイズ抑制
・差分イメージ内のスリット照明の散乱イメージのエッジ形状の決定：境界の制約を考慮した、２値化するためのスレショルド値のヒストグラムベースの選択；固定ポイントの回りの所定の領域内でスレショルド値を超えている位置として、エッジの概略決定；概略的に検出した位置に最も近いラインプロフィール内のグレー値形状の反転ポイントの位置として、エッジの微調整した検出；エッジ形状内の異端値又は異常値の検出による、反射エッジの除去（平均エッジ形状から最も離れたポイントの所定の比率の距離）
・角膜の散乱イメージ及びレンズの散乱イメージＳＨ，ＳＬ（ピクセル内）の前縁の距離Ｘの決定：楕円によるエッジ形状の近似（平方エラー累積を限定的に最小化すること）；固定ポイントを通過する水平線とこれらの楕円との交点の距離の計算
前述した距離からの前房深さの計算
ピクセル内の距離Ｋのミリメートル（ｍｍ）への変換（光学素子のイメージングスケール及びＣＣＤマトリックスの寸法を含む）
ｒ＝角膜半径
ｎ＝房水の屈折率
ω＝照明と観察との間の角度
Figure 0005417507
この式は、固定用ランプのイメージが図７に示したように、レンズ散乱イメージの前縁に配置される場合にちょうど当てはまる。そうでない場合は、レンズ散乱イメージの前縁からの固定ランプイメージの距離を決定することができ、また周知のイメージング公式に基づいて、この「偏心」の量から前房深さについての補正値を決定することができる。角膜の半径は、前述した角膜計装置によって測定することが好ましい。
次の表は、３つの必要な測定と調整プロセスとを結合する場合に考慮すべき特性設定の概要である。
Figure 0005417507
この概要が示すように、種々の波長範囲が異なった測定タスクに使用される。スプリッタキューブ８及び１５は、照明用ビーム経路、観察用ビーム経路、及び測定用ビーム経路が互いに分離されているため、この構成では極めて重要である。
このタスクは、レーザダイオード１の直線偏光を考慮した特別なスプリッタ層によって実行される。
スプリッタキューブ８：
干渉計から入射するレーザ光は、眼１４の方向に最大限に反射させる必要がある。眼１４から入るレーザ光は、最大限透過させる必要がある。さらに、キューブ８内のスプリッタ層は、角膜計測定及びＶＫＴ測定用の赤色光成分及びＶＩＳ光成分を最大に透過させる必要がある。ＬＤ１（例えば、ＬＴ０２３、シャープ社）は直線偏光を含んでいるので、偏光効果を有する誘電体の多重層を都合よく使用することができる。特性伝送経路が図４に示されている。レーザダイオード１から入る垂直偏光（ｓ−偏光、７８０ｎｍ）は、できるだけ反射される（約９８％）。
４分の１波長板によって、円形の偏光が発生する。このため、眼１４によって反射された光は、４分の１波長板を通過した後、再度直線偏光される。しかしながら、偏光方向は９０゜回転される（平行偏光、ｐ−偏光）。この振動方向のために、スプリッタ層は、７８０ｎｍの波長を約１００％透過する。ＩＲ及びＶＩＳ用ＬＥＤは、非偏光を放射する。図６から分かるように、４２０〜５８０ｎｍの範囲及び８７０〜１０００ｎｍの範囲の波長のスプリッタ層の透過率は、非偏光については９０％以上である。
層の構成：スプリッタキューブ８
その一般的な機能−定義された波長範囲内の偏光スプリッタ効果が高いこと−のほかに、この偏光スプリッタキューブは、可視の波長範囲（４２０〜５６０ｎｍ）及び近赤外の波長範囲（８７０〜１０００ｎｍ）において透過率が高いという別の要求事項を満足する。層の設計は、４６゜の狭い入射角の範囲に対してこれらの要求事項を満足している。使用される材料は、基板、接着剤、及びコーティング物質の屈折率に関して互いに適合している。以下の材料が、この特別な用途のために選択された。
基板：ＳＦ２、ｎ＝１．６４
接着剤 ｎ＝１．６４
Ｈ ｎ＝１．９３
Ｌ ｎ＝１．４８ 設計は、１７のＨＬの交互の層から形成される。
ＨＦＯ２はＨであり、ＳｉＯ２はＬである。
これらに匹敵するスプリッタに関しては、基板及びコーディング物質の屈折率並びに入射角を適当に選択することによって、適当なスプリッタを製造することができる。
パラメータ：４２０〜５６０ｎｍの高透過率、非偏光
８７０〜１０００ｎｍの高透過率、非偏光
偏光のスプリッティング７８０±２０ｎｍ
例：
１．ＨＦＯ２ １５６．８ｎｍ
２．ＳｉＯ２ １１８．１ｎｍ
３．ＨＦＯ２ １６６．４ｎｍ
４．ＳｉＯ２ ９５．８ｎｍ
５．ＨＦＯ２ １６０．２ｎｍ
６．ＳｉＯ２ １４７．３ｎｍ
７．ＨＦＯ２ １４５．６ｎｍ
８．ＳｉＯ２ １５１．０ｎｍ
９．ＨＦＯ２ １４４．９ｎｍ
１０．ＳｉＯ２ １４８．２ｎｍ
１１．ＨＦＯ２ １４９．２ｎｍ
１２．ＳｉＯ２ １３９．９ｎｍ
１３．ＨＦＯ２ １６１．３ｎｍ
１４．ＳｉＯ２ １０３．９ｎｍ
１５．ＨＦＯ２ １７９．５ｎｍ
１６．ＳｉＯ２ ６４．９ｎｍ
１７．ＨＦＯ２ １７０．９ｎｍ
スプリッタキューブ１５：
スプリッタキューブ８から入射するレーザ光は、ＩＲ及びＶＩＳの光成分についてほぼ最大の透過率で反射する必要がある。この層は、その特性がスプリッタキューブ８のスプリッタ層に類似した偏光スプリッタによって、同様に実現される。スプリッタキューブ１５に配置された２分の１波長板は、入射光の偏光方向を９０゜回転させるので、ｓ−偏光成分が再度スプリッタキューブ１５に衝突する。前述したスプリッタ比率は、層８を変更することによって調整される。ＩＲ及びＶＩＳ範囲の非偏光に対しては、透過率は９０％よりも大きい。
層の構成：スプリッタ１５
波長が７８０ｎｍ±２０ｎｍで、ｓ−偏光反射が８０〜９５％という要求事項のほかに、このスプリッタキューブは、可視波長範囲（４２０〜５６０ｎｍ）及び近赤外の波長範囲（８７０〜１０００ｎｍ）において透過率が高いという別の要求事項に適合している（図６ａ）。層の設計は、４６゜の狭い入射角範囲に対してこれらの要求事項を満足している。使用される材料は、基板、接着剤、及びコーティング物質の屈折率に関して互いに適合している。以下の材料が、この特別な用途のために選択された。
基板：ＢＫ７ ｎ＝１．５２
接着剤 ｎ＝１．５２
Ｈ ｎ＝１．９３
Ｌ ｎ＝１．４８
設計は、１３のＨＬの交互の層から形成される。
これらに匹敵するスプリッタに関しては、基板及びコーディング物質の屈折率並びに入射角を適当に選択することによって、適当なスプリッタを製造することができる。
パラメータ：４２０〜５６０ｎｍの高透過率、非偏光
８７０〜１０００ｎｍの高透過率、非偏光
反射ｓ−偏光、約８０〜９５％、７８０±２０ｎｍ
例：１．ＨＦＯ２ １３０．２ｎｍ
２．ＳｉＯ２ ２１５．４ｎｍ
３．ＨＦＯ２ １３０．６ｎｍ
４．ＳｉＯ２ １７．８ｎｍ
５．ＨＦＯ２ １６０．７ｎｍ
６．ＳｉＯ２ ２４１．６ｎｍ
７．ＨＦＯ２ １３６．６ｎｍ
８．ＳｉＯ２ ２４０．０ｎｍ
９．ＨＦＯ２ １５６．４ｎｍ
１０．ＳｉＯ２ １８．０ｎｍ
１１．ＨＦＯ２ １３５．１ｎｍ
１２．ＳｉＯ２ ２１４．１ｎｍ
１３．ＨＦＯ２ １３１．３ｎｍ
図５によれば、光学素子１８，１９，２２、ダイアフラム２１などの全ての調整可能なユニット及び光学エレメントを調整しコントロールする集中管理が行われる。
ＤＯＥの動作を考慮した種々のイメージングスケールは、デバイス内で反転プロセスを必要とする。これらの反転プロセスは、モータによってまたプログラムコントロールされた方法で実行することが好ましい。
本質的なエレクトロニクスの構成単位を一体化した、コンパクトなデバイスが実現されている。このデバイスの核心は、埋め込みペンティアムコントローラＣである。このコントローラＣに、ディスプレイＤ（検査すべき眼１４及びユーザに対するメニューを表示する）、キーパッド、マウス、フットスイッチ及び周辺機器としてのプリンタが接続されている。
ＡＬＭ
レーザダイオード１及び干渉計のスライドＩＳ（測定システムに接続された、移動可能なプリズム５）のコントロールは、コントローラＣによって実行される。眼の動きの影響を減らすために、測定時間を短く（０．５秒以下）する必要がある。ＡＰＤ１７が発生した信号は、信号処理ユニットＳＥに入力され、信号の大きさに基づいて増幅され、次に、周波数を選択した方法で増幅されて、有用な信号の周波数の約４倍に相当するサンプリング周波数で、アナログからディジタルに変換される。ディジタルのサンプリング値は、ペンティアムプラットフォームの高速ポートに入力される。ディジタル信号の処理が、外部で発生した基準周波数なしで、ペンティアムプラットフォームの中でフーリエ変換によって実行される。この信号は、ディスプレイ上に表示される。経路測定システムは、それぞれの軸長の値を表示する。
角膜計
コントローラＣは、ＣＣＤカメラ２３のコントロール部及びダイオード１０に接続されている。角膜の曲率を測定する調整プロセスでは、ＬＣＤ上に示された角膜反射のイメージのちらつきを防ぐために、連続光モードで動作することが好ましい。測定プロセスの間、これらのダイオードはイメージ毎にオンおよびオフに切り換えられる。この目的のために、コントローラＣはＣＣＤカメラ２３のイメージパルスに同期して、ダイオード１０をコントロールする。すなわち、ダイオードはあるイメージでオンに切り換えられ、次のイメージでオフに切り換えられる。２つの連続したイメージを減算した後は、ＬＥＤ１０が発生した角膜の反射のみがイメージ対の中に得られ、周囲光の妨害反射は取り除かれる。カメラ２３に生じた反射イメージは、フレームグラッバーＦＧによってディジタル化され、ペンティアムプラットフォーム（コントローラＣ）のワーキングメモリ内に記憶される。
続いて、ダイオードの反射イメージの中心軌跡の位置が、イメージ処理及びドイツ特許第２５１４９７号の中で説明された近似式による角膜半径の計算によって決定される。測定結果の再現性を向上させるために、約５つの連続したイメージ（それぞれ、２つのフィールドすなわち、同期したＬＥＤによって照明されたイメージ及び照明されないイメージのハーフイメージから成る）が、測定プロセス毎に記録される。
ＶＫＴ
さらに、コントローラＣはダイオード１２にも接続されている。調整プロセス（アライメント）の間、ダイオード１２は、角膜計に類似した方法で連続光モードで動作することが好ましい。
測定プロセスの間、左右の眼を照明するダイオードは、コントローラによって（角膜計と同様に）選択的にオンオフを繰り返す。ユーザのプリセットによって、デバイスは左又は右に表示され、以下の事項によって、すなわち、散乱イメージのエッジ位置がイメージ処理によって決定され、ＶＫＴが、すでに説明したように、角膜とレンズの散乱イメージとの距離から計算されることによって、センタと整列する。
再度、約５つの連続したイメージが、測定プロセス毎に記録される。
照明
コントローラＣは、ダイオード２４に接続されている。眼を照明するＩＲダイオード２４は、（プログラムの中で又はユーザによってコントロールされるように）コントローラによって所望の時間にオンに切り換えることができる。さらに、コントローラは、ＤＯＥ９、レンズ１８，１９，２２及びダイアフラム２１を回転させて光路に入れたり外したりする又は調整するためのコントロール部（図示せず）と接続されている。
決定された測定値ＡＬ，ＨＨＲ，ＶＫＴからのＩＯＬの計算は、検索することができるようにデバイスのメモリ内に記憶された国際的に認められた計算公式によって行われて、プリンタによりプリントされる。

Claims (9)

  1. 人間の眼の軸方向長さと角膜の曲率半径とを非接触で測定するための一体化装置において、
    干渉計装置と；
    眼の上に該干渉計装置の放射光を結像するビームスプリッタと；
    前記干渉計装置の集中管理を実行して眼の軸方向長さ及び角膜の曲率半径を非接触で測定するとともに、眼の中に移植すべき眼球内レンズを選択するために、眼の軸方向長さ及び角膜の曲率半径の測定値から同眼球内レンズの光学的動作を計算するコントローラと
    を備える、一体化装置。
  2. 前記一体化装置はさらに、読出可能な計算式が格納される装置メモリを有する、
    請求項１記載の一体化装置。
  3. 前記一体化装置はさらに前記集中管理を実行して、人間の眼の前房深さを光学的に測定することと；
    前記前房深さの測定値から、前記眼球内レンズの光学的動作を計算することと
    を実行する、
    請求項１または２記載の一体化装置。
  4. 前記一体化装置はさらに、
    最初に軸方向長さを測定し、次に角膜の曲率半径を測定し、その後に前房深さを測定することと；
    最初に角膜の曲率半径を測定し、次に前房深さを測定し、その後に軸方向長さを測定することと；
    最初に角膜の曲率半径を測定し、次に軸方向長さを測定し、その後に前房深さを測定することと
    のうちの１つを実行する、
    請求項３記載の一体化装置。
  5. 眼の軸方向長さ及び角膜の曲率半径を非接触的に測定し且つ移植すべき眼内レンズの計
    算を行うための一体化装置であって、
    ａ）角膜上に点光源を投影させ且つ角膜によって反射されたスポット光の検出を行い、角膜の曲率半径を判定する手段と；
    ｂ）眼の上にレーザダイオードの光を結像し且つ眼から反射された光から眼の軸方向長さを、干渉法を利用して判定する手段と；
    ｃ）一体化装置に格納された眼内レンズの計算式を用いて、判定された曲率半径と軸方向長さとから眼内レンズの計算を行う手段と
    を備える、一体化装置。
  6. 点光源からの光とレーザダイオードからの光とが、第１ビームスプリッタによって結合されて眼に案内されるとともに、
    それぞれの反射光が、第２ビームスプリッタによって分離されてそれぞれの検出器に案内される、
    請求項５記載の一体化装置。
  7. 軸方向長さを干渉法を用いて判定することが、眼の角膜及び網膜において反射されたビームの一部が重ね合わされることによって行われる、
    請求項５記載の一体化装置。
  8. スリット状の光が眼の中に投影されるとともに、前房深さを判定するためにスリット像が検出され、そして眼内レンズの計算が前房深さを用いて実行される、
    請求項５記載の一体化装置。
  9. スリット状の光が、固定角度で側面から眼の中に投影される、
    請求項８記載の一体化装置。
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