NL1015935C2 - Method for determining the quality of an eye optic. - Google Patents
Method for determining the quality of an eye optic. Download PDFInfo
- Publication number
- NL1015935C2 NL1015935C2 NL1015935A NL1015935A NL1015935C2 NL 1015935 C2 NL1015935 C2 NL 1015935C2 NL 1015935 A NL1015935 A NL 1015935A NL 1015935 A NL1015935 A NL 1015935A NL 1015935 C2 NL1015935 C2 NL 1015935C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- eye
- light
- quality
- retina
- measure
- Prior art date
Links
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
- A61B3/10—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
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Ophthalmology & Optometry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Eye Examination Apparatus (AREA)
Description
Werkwijze voor het bepalen van de kwaliteit van een oogoptiekMethod for determining the quality of an eye optic
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het bepalen van de kwaliteit van een oogoptiek waarin een lichtsignaal een oog wordt ingebracht dat een beeldvlek oplevert op het netvlies van het oog, dat de beeldvlek op het 5 netvlies een secundair lichtsignaal oplevert dat buiten het oog gemeten wordt, en dat uit eigenschappen van het secundaire lichtsignaal een maat wordt afgeleid voor de kwaliteit van de oogoptiek.The invention relates to a method for determining the quality of an eye optic in which a light signal is introduced into an eye that produces an image spot on the retina of the eye, that the image spot on the retina produces a secondary light signal measured outside the eye and that a measure of the quality of the eye optic is derived from the properties of the secondary light signal.
Uit het Amerikaanse octrooischrift US-A-4.560.259 is 10 een werkwijze bekend die erop is gericht om correctieparame-ters voor het oog te bepalen die betrekking hebben op globale brekingsfouten.From the American patent US-A-4,560,259 a method is known which is aimed at determining correction parameters for the eye which relate to global refractive errors.
In het algemeen kan met betrekking tot het visuele waarnemingsproces van de mens als volgt worden opgemerkt.In general, with regard to the visual perception process of humans, it can be noted as follows.
15 Het visuele systeem van de mens is op te splitsen in een aantal delen dat uiteindelijk leidt tot een bewuste waarneming van deze omgeving. Licht afkomstig uit de omgeving treedt het oog binnen via het hoornvlies, pupil en ooglens. Door breking van het licht aan hoornvlies en ooglens ontstaat 20 een projectie van de omgeving op het netvlies. In het netvlies bevinden zich fotoreceptoren die het licht vein deze afbeelding omzetten in elektrische signalen. Deze worden vervolgens door de oogzenuw naar de hersenen getransporteerd waar verdere verwerking zorgt voor een bewuste waarneming.Man's visual system can be broken down into a number of parts that ultimately leads to a conscious perception of this environment. Light from the environment enters the eye through the cornea, pupil and eye lens. Refraction of the light on the cornea and eye lens creates a projection of the environment on the retina. There are photoreceptors in the retina that convert the light in this image into electrical signals. These are then transported through the optic nerve to the brain where further processing ensures conscious observation.
25 Mede bepalend voor het gezichtsvermogen is de kwaliteit waarmee de afbeelding op het netvlies wordt gevormd. In het ideale geval wordt een puntvormige lichtbron als een puntvormig lichtvlekje afgeheeld op het netvlies. Door verschillende oorzaken zal in werkelijkheid het lichtvlek je op het netvlies 30 enigszins uitgesmeerd zijn. Een algemeen bekende oorzaak hiervan zijn de globale (sferische en cilindrische) brekings-fouten, die gecorrigeerd kunnen worden met bijvoorbeeld een bril of contactlenzen. Naast de globale brekingsfouten zijn er andere oorzaken die de kwaliteit van de afbeelding op het 35 netvlies bepalen. Hierbij moet gedacht worden aan lokale bre-kingsfouten, verstrooiing van licht en diffractie. Deze im- 1015935 2 perfecties van de oogoptiek zijn minder eenvoudig te corrigeren. In het geval van sterk toegenomen verstrooiing van licht in de ooglens bestaat de gebruikelijke correctie uit het vervangen van de natuurlijke lens door een kunstlens.25 The quality with which the image is formed on the retina is one of the factors that determines vision. Ideally, a point light source is healed like a point light spot on the retina. For various reasons, the light spot on the retina will in reality be somewhat smeared. A generally known cause of this are the global (spherical and cylindrical) refractive errors, which can be corrected with, for example, glasses or contact lenses. In addition to the global refractive errors, there are other causes that determine the quality of the image on the retina. This includes local refraction errors, scattering of light and diffraction. These imperfections of the eye optics are less easy to correct. In the case of greatly increased light scattering in the eye lens, the usual correction is to replace the natural lens with an artificial lens.
5 Een dergelijke werkwijze is bijvoorbeeld bekend uit het Amerikaanse octrooischrift US-A-4.560.259. Deze bekende werkwijze is erop gericht om bepaalde correctieparameters voor het oog te bepalen.Such a method is known, for example, from U.S. Pat. No. 4,560,259. This known method is aimed at determining certain correction parameters for the eye.
Bij het gebruik van objectieve methoden ter bepaling 10 van globale brekingsfouten van het oog, vindt de zogeheten objectieve refractor toepassing. Bij een dergelijke objectieve refractor wordt een lichtbron via een bundelsplitser op het netvlies van een te onderzoeken oog geprojecteerd. Een gedeelte van het licht dat op het netvlies valt wordt gere-15 flecteerd en verlaat het oog weer via de pupil. Dit licht wordt via de eerder genoemde bundelsplitser en een focusserende optiek naar een detector geleid waarbij analyse van het detectorsignaal informatie oplevert over de globale brekingsfouten van het oog.When using objective methods for determining global refractive errors of the eye, the so-called objective refractor finds application. With such an objective refractor, a light source is projected via a beam splitter onto the retina of an eye to be examined. A part of the light that falls on the retina is reflected and leaves the eye again through the pupil. This light is directed to a detector via the aforementioned beam splitter and a focusing optic, whereby analysis of the detector signal yields information about the global refractive errors of the eye.
20 De beeldvormende kwaliteit van de oogoptiek beïn vloedt zowel het retinale beeld (heengaande richting) als het beeld dat van het aan het netvlies gereflecteerde licht buiten het oog gevormd vormt (teruggaande richting).The image-forming quality of the eye optics influences both the retinal image (forward direction) and the image that forms of the light reflected on the retina formed outside the eye (backward direction).
Volgens de uitvinding wordt de op zichzelf bekende 25 objectieve refractor zodanig aangewend dat daarmee een enkele parameter kan worden verkregen die een maat vormt voor de kwaliteit van een afbeelding op het netvlies waaronder derhalve begrepen zijn de niet-globale brekingsfouten. Deze parameter vormt dan een maat voor de vraag in hoeverre de opti-30 sche eigenschappen van het onderzochte oog bepalend zijn voor het gezichtsvermogen van een patiënt. Op deze wijze kan vastgesteld worden of een eventuele operatie, bijvoorbeeld een staaroperatie, wenselijk is.According to the invention, the objective refractor, which is known per se, is used in such a way that a single parameter can be obtained which forms a measure of the quality of an image on the retina, thus including non-global refractive errors. This parameter then forms a measure of the extent to which the optical properties of the examined eye determine the eyesight of a patient. In this way it can be determined whether a possible operation, for example a cataract operation, is desirable.
In een volgend aspect van de werkwijze volgens de 35 üitvinding is deze erdoor gekenmerkt, dat de refractiemeter een "knife edge"-meter is welke is voorzien van een lichtbron en bij voorkeur een dubbele mesrand welke een spleet vormt, en dat daarmee een serie metingen wordt uitgevoerd waarin de brandpuntpositie van lichtbron en spleet gevarieerd wordt van 1015935 3 voor tot achter het netvlies van het onderzochte oog, dat voor iedere brandpuntpositie een lichtvlekverdeling op het netvlies wordt bepaald waarin een verschilsginaal in lichtsterkte tussen een bovenvlakdeel en een ondervlakdeel wordt 5 bepaald, en dat op dit van de brandpuntpositie afhankelijke verschilsignaal wordt verwerkt tot een enkel getal dat een maat vormt voor de kwaliteit van de oogoptiek, bij voorkeur doordat een curve-fitting wordt uitgevoerd ter bepaling van de parameters in de verschilsignaalfunctie 10 •-•o.In a further aspect of the method according to the invention, it is characterized in that the refraction meter is a "knife edge" meter which is provided with a light source and preferably a double knife edge which forms a slit, and that with it a series of measurements is performed in which the focal position of light source and slit is varied from 1015935 3 before to after the retina of the examined eye, that for each focal position a light spot distribution on the retina is determined in which a difference signal in luminance between an upper surface part and a lower surface part is determined, and that on this difference signal dependent on the focal position is processed into a single number which is a measure of the quality of the eye optic, preferably in that a curve fitting is carried out to determine the parameters in the difference signal function 10.
arctan (-)arctan (-)
WW
15 f (s) = A · ---- , (8-s0)2 1+ - w 20 waarbij de parameters A, s, Bq en W de volgende betekenis hebben: A = amplitude van de verschilsignaalfunctie s s de sferische breking 8q - de optimale sferische breking 25 fof = een breedte parameter; en dat de amplitudeparameter A wordt gebruikt als maat voor de kwaliteit van de oogoptiek.F (s) = A · ----, (8-s0) 2 1 - - w where the parameters A, s, Bq and W have the following meaning: A = amplitude of the difference signal function ss the spherical refraction 8q the optimum spherical refraction for a width parameter; and that the amplitude parameter A is used as a measure of the quality of the eye optic.
Een ander aspect van de werkwijze volgens de uitvinding is gekenmerkt doordat de refractiemeter een golffront-30 sensor is waarbij een lichtbron een lichtvlek op het netvlies projecteert, en dat het van deze lichtvlek afkomstige secundaire lichtsignaal wordt gemeten met een lenzenraster van de golffrontsensor, waarbij een met het lenzenraster gemeten patroon van secundaire lichtvlekken wordt gemeten en vastge-35 legd, dat de positie van de gemeten secundaire lichtvlekken wordt vergeleken met een vooraf bepaalde positie van dergelijke lichtvlekken bij afwezigheid van optische afwijkingen in het oog, en dat de daarbij gemeten verschilsignalen worden bewerkt tot een enkel getal dat een maat vormt voor de kwali-40 teit van de oogoptiek.Another aspect of the method according to the invention is characterized in that the refraction meter is a wavefront sensor in which a light source projects a light spot onto the retina, and that the secondary light signal originating from this light spot is measured with a lens grid of the wave front sensor, wherein pattern of secondary light spots measured with the lens screen is measured and recorded that the position of the measured secondary light spots is compared with a predetermined position of such light spots in the absence of optical aberrations in the eye, and that the difference signals measured thereby processed to a single number that is a measure of the quality of the eye optic.
Daarbij is het voordelig dat een tweedimensionale Fourier transformatie wordt uitgevoerd op de signalen afkom- 1015935 4 stig van de golf frontsensor, en dat van de Fourier getransformeerde een nulde harmonische en eerste harmonischen worden bepaald, waarbij vervolgens de eerste harmonischen worden genormeerd op de nulde harmonische ter verschaffen van een 5 (dimensieloos) getal dat een maat vormt voor de kwaliteit van de oogoptiek.It is advantageous here that a two-dimensional Fourier transformation is performed on the signals coming from the wave front sensor, and that a zero harmonic and first harmonics are determined from the Fourier transform, the first harmonics then being normalized to the zero harmonic to provide a 5 (dimensionless) number that is a measure of the quality of the eye optic.
De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van de tekening, waarin: - fig. 1 de algemene opbouw en werking van een ob-10 jectieve refractiemeter schematisch toont; - fig. 2 het algemene principe van de "knife edge"-test waarmee de werkwijze volgens de uitvinding in een eerste uitvoeringsvorm kan worden toegepast wordt getoond; - fig. 3 een nadere uitwerking van de "knife edge"-15 test volgens fig. 2 toont; - fig. 4 de resultaten van een curve-fitting volgens een eerste uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding toont; - fig. 5 schematisch het principe van een objectieve 20 refractiemeter welke gebruikt wordt in een tweede uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding toont; en - fig. 6 enkele meetresultaten toont van de tweede uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding bij respectievelijk een gezond en een cataracteus oog.The invention will now be further elucidated with reference to the drawing, in which: Fig. 1 schematically shows the general construction and operation of an objective refraction meter; Fig. 2 shows the general principle of the "knife edge" test with which the method according to the invention can be applied in a first embodiment; Fig. 3 shows a further elaboration of the knife edge test according to Fig. 2; Fig. 4 shows the results of a curve fitting according to a first embodiment of the method according to the invention; Fig. 5 schematically shows the principle of an objective refraction meter used in a second embodiment of the method according to the invention; and Fig. 6 shows some measurement results of the second embodiment of the method according to the invention in a healthy and a cataractic eye, respectively.
25 De algemene opbouw van een objectieve refractor is getoond in fig. 1. Een lichtbron 1 wordt via een bundelsplit-ser 2 op het netvlies 4 van het te onderzoeken oog 3 geprojecteerd. Een gedeelte van het licht dat op het netvlies valt wordt gereflecteerd en verlaat via de pupil het oog. Dit 30 licht zal via een bundelsplitser 2 en focusserende optiek 5 een detector 6 bereiken. Analyse van het detectorsignaal levert informatie over de globale brekingsfouten van het oog. Hierbij beïnvloedt de beeldvormende kwaliteit van de oogoptiek het retinale beeld (heengaande richting) zowel als het 35 beeld dat van het aan het netvlies gereflecteerde licht buiten het oog gevormd wordt (teruggaande richting). Hiervan kan gebruik gemaakt worden om met het uit het oog tredende licht informatie over de optische kwaliteit te verkrijgen.The general construction of an objective refractor is shown in Fig. 1. A light source 1 is projected via a beam splitter 2 onto the retina 4 of the eye 3 to be examined. A part of the light that falls on the retina is reflected and leaves the eye through the pupil. This light will reach a detector 6 via a beam splitter 2 and focusing optic 5. Analysis of the detector signal provides information about the global refractive errors of the eye. Here, the image-forming quality of the eye optics influences the retinal image (going direction) as well as the image formed of the light reflected at the retina outside the eye (back direction). Use can be made of this to obtain information about the optical quality with the emerging light.
1015935 51015935 5
De analyse van de kwaliteit van de oogoptiek hangt sterk samen met de keuze voor bepaalde details van de refrac-tiebepaling. De parameter voor beschrijving van de kwaliteit van de oogoptiek zal nader beschreven worden aan de hand van 5 twee methodes van objectieve refractiebepaling, onder verwijzing naar respectievelijk de fign. 2, 3 en 4 en de fign. 5 en 6.The analysis of the quality of the eye optics is strongly related to the choice of certain details of the refraction determination. The parameter for describing the quality of the eye optics will be further described on the basis of two methods of objective refraction determination, with reference to the Figs, respectively. 2, 3 and 4 and the figures. 5 and 6.
Voor het objectief bepalen van de refractie van een oog kan de zogenaamde "knife edge"-test worden toegepast.The so-called "knife edge" test can be used to objectively determine the refraction of an eye.
10 Deze is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift US-A- 4.560.259. Het principe van de "knife edge"-test is weergegeven in fig. 2.This is known from the American patent US-A-4,560,259. The principle of the "knife edge" test is shown in Fig. 2.
Een puntvormige lichtbron 1 verlicht een optisch systeem, in dit geval bestaande uit een enkele lens 2. Achter 15 deze lens bevindt zich een verplaatsbare mesrand 3 die over de optische as verplaatsbaar is. Achter het brandvlak is een scherm 4 geplaatst. Dit scherm wordt verlicht door de lichtstralen die niet geblokkeerd worden door het mes. Afhankelijk van de positie van het mes op de optische as zal de bovenste 20 dan wel de onderste helft van het scherm verlicht zijn. Indien de mesrand zich in het brandvlak bevindt is het scherm egaal verlicht.A point-shaped light source 1 illuminates an optical system, in this case consisting of a single lens 2. Behind this lens there is a movable knife edge 3 which is movable along the optical axis. A screen 4 is placed behind the focal plane. This screen is illuminated by the light rays that are not blocked by the knife. Depending on the position of the knife on the optical axis, the upper or lower half of the screen will be illuminated. If the blade edge is in the focal plane, the screen is evenly lit.
Voor toepassing in het oog wordt gebruik gemaakt van de reflectie van licht aan het netvlies. Dit levert een op-25 tisch systeem zoals schematisch weergegeven in fig. 3. De lichtbron is bijvoorbeeld lijnvormig, en de mesrand. kan dubbel zijn uitgevoerd zodat een spleet ontstaat. In het oog bevindt zich een afbeelding van zowel spleet als bron. Beide afbeeldingen kunnen (gelijktijdig) verplaatst worden met be-30 hulp van de projectieoptiek in de refractor. Net als bij het in fig. 2 getoonde systeem zal een bepaalde lichtverdeling ontstaan, ditmaal in het pupilvlak van het oog. In de toepassing als refractor wordt met behulp van aanpassing van de projectieoptiek gezocht naar een egale lichtverdeling in het 35 pupilvlak. In dat geval bevinden de afbeelding van spleet en bron zich ter hoogte van het netvlies. De toestand van de projectieoptiek geeft nu de optimale refractie weer.For application in the eye use is made of the reflection of light on the retina. This provides an optical system as schematically shown in Fig. 3. The light source is, for example, linear, and the knife edge. can be of double design to create a gap. There is an image of both the slit and source in the eye. Both images can be moved (simultaneously) using the projection optics in the refractor. As with the system shown in Fig. 2, a certain light distribution will occur, this time in the pupil surface of the eye. In the application as a refractor, an adjustment of the projection optics is sought for an even light distribution in the pupil plane. In that case, the image of the gap and source are at the height of the retina. The state of the projection optic now indicates the optimum refraction.
Met behulp van deze optiek kan naast de optimale refractie volgens de uitvinding ook een parameter voor be- 1015935 6 schrijving van de kwaliteit van de oogoptiek gemeten worden. Indien de afbeelding van bron en spleet bewust voor (of achter) het netvlies geprojecteerd worden dan zal er sprake zijn van een niet egale lichtverdeling in het pupilvlak. De steil-5 heid van de overgang tussen het lichte en het donkere gedeelte van de pupil wordt onder andere bepaald door de kwaliteit van de oogoptiek. Slechte oogoptiek levert een meer egale verdeling van licht in het pupilvlak dan goede optiek. Een detector meet de verhouding van de hoeveelheid licht in de 10 bovenste en onderste helft van het pupilvlak. Voor bepaling van de kwaliteit van de oogoptiek worden de detectorsignalen als functie van de positie van de afbeelding van bron en spleet geanalyseerd.With the aid of this optic, in addition to the optimum refraction according to the invention, a parameter for describing the quality of the eye optic can also be measured. If the image of source and slit is intentionally projected in front of (or behind) the retina, there will be an uneven light distribution in the pupil surface. The steepness of the transition between the light and the dark part of the pupil is determined by, among other things, the quality of the eye optics. Poor eye optics provide a more even distribution of light in the pupil plane than good optics. A detector measures the ratio of the amount of light in the upper and lower half of the pupil surface. For determining the quality of the eye optics, the detector signals are analyzed as a function of the position of the image of source and slit.
Een mogelijke wijze van analyseren bestaat uit het 15 maken van een scan gedaan over een gebied van (sferische) brekingsfouten van -4 tot +4 dioptrieën in 60 stappen. Het verschil van detectorsignalen van bovenste en onderste pupil-helft wordt genormeerd op de som van deze detectorsignalen. Dit signaal wordt in het vervolg f(s) genoemd. Met behulp van 20 data fitting worden de metingen gereduceerd tot een aantal parameters: b-b0 arctan (-)A possible method of analysis consists of making a scan done over a range of (spherical) refractive errors of -4 to +4 diopters in 60 steps. The difference of detector signals from upper and lower pupil half is normalized to the sum of these detector signals. This signal is hereinafter called f (s). With the aid of 20 data fitting, the measurements are reduced to a number of parameters: b-b0 arctan (-)
25 W25 W
f(s) = A · --- , (8-Bq)2 1+ -f (s) = A · ---, (8-Bq) 2 1+ -
WW
30 waarbij s de sferische breking is, 8q de optimale sferische breking, A de amplitude parameter en W een breedte parameter.30 where s is the spherical refraction, 8q the optimum spherical refraction, A the amplitude parameter and W a width parameter.
Een voorbeeld van een scan is getoond in fig. 4. In deze figuur zijn twee scans getoond: één betreft de verticale 35 lichtverdeling in de pupil en één de horizontale richting. In het punt waar f(e) een nuldoorgang heeft is sprake van optimale refractie: dan is immers de lichtsterkte in beide pupil-helften gelijk. Het getoonde voorbeeld is van een oog met zowel sferische als cilindrische fouten. Vanwege de cilindri-40 sche fouten hebben de horizontale en de verticale scan een andere optimale refractie. De amplitude parameter, A, die op 101593 5 % 7 deze door de uitvinding voorgestelde werkwijze is bepaald, vormt een maat voor de kwaliteit van de oogoptiek. Variaties in belichting (spieetvormig of anderszins), en reproductie (mesvormen en detector-layout) en in de analyse van de ver-5 kregen signalen (lichtverdeling in de pupil) kan op verschillende manieren gekozen worden, die alle binnen het kader van de uitvinding vallen.An example of a scan is shown in fig. 4. In this figure two scans are shown: one concerns the vertical light distribution in the pupil and one the horizontal direction. There is optimum refraction at the point where f (e) has a zero crossing: after all, the light intensity in both pupil halves is the same. The example shown is of an eye with both spherical and cylindrical errors. Due to the cylindrical errors, the horizontal and vertical scans have a different optimum refraction. The amplitude parameter, A, which is determined at 101593 5% 7 by this method proposed by the invention, forms a measure of the quality of the eye optic. Variations in illumination (spear-shaped or otherwise), and reproduction (knife shapes and detector layout) and in the analysis of the signals obtained (light distribution in the pupil) can be selected in various ways, all of which are within the scope of the invention. fall.
Fig. 5 toont het principe van een automatische refractor die is gebaseerd op het principe van de Shack-10 Hartmann golffrontsensor. Met een lichtbron wordt een lichtvlek op het netvlies geprojecteerd. Een gedeelte van het licht zal gereflecteerd worden en zich als een bolvormig golffront richting pupil verplaatsen. Door de brekende eigenschappen van ooglens en comea wordt het golffront omgezet in 15 een vlakke golf, ten minste in het ideale geval. In een werkelijk oog is sprake van afwijkingen van een vlakke golf. De golffrontsensor bestaat uit een raster van miniatuurlensjes, geplaatst in het pupilvlak. Achter elk lensje bevindt zich een afbeelding van de lichtvlek op het netvlies. In het geval 20 van de ideale vlakke golf zal deze afbeelding zich midden achter elk lensje bevinden. Er ontstaat een regelmatig patroon van lichtvlekjes in het brandvlak van het lensraster. Dit patroon wordt met een beeldsensor vastgelegd. Afwijkingen van de ideale vlakke golf worden in het vervolg aangeduid als 25 W(x,y), het golffront als functie van de positie (x,y) in het pupilvlak. Bij dit golffront hoort een verplaatsing van de lichtvlekjes. Deze verplaatsing kan als volgt genoteerd worden: 30 dW(x,y) dW(x,y)FIG. 5 shows the principle of an automatic refractor based on the principle of the Shack-10 Hartmann wave front sensor. A light spot is projected onto the retina with a light source. A portion of the light will be reflected and move towards the pupil as a spherical wave front. Due to the refractive properties of eye lens and comea, the wavefront is converted into a flat wave, at least in the ideal case. In a real eye there are deviations from a flat wave. The wavefront sensor consists of a grid of miniature lenses placed in the pupil plane. Behind every lens there is an image of the light spot on the retina. In the case of the ideal plane wave, this image will be located in the center behind each lens. A regular pattern of light spots is created in the focal plane of the lens grid. This pattern is recorded with an image sensor. Deviations from the ideal flat wave are hereinafter referred to as 25 W (x, y), the wave front as a function of the position (x, y) in the pupil plane. This wavefront requires a movement of the light spots. This displacement can be noted as follows: 30 dW (x, y) dW (x, y)
Ax = f - , Ay = f--, dx dy 1 2 3 4 5 6 101593 5 waarbij f de afstand is tussen lensraster en beeldsensor, en 2Ax = f -, Ay = f -, dx dy 1 2 3 4 5 6 101593 5 where f is the distance between lens raster and image sensor, and 2
Ax, Ay de verplaatsing is van de lichtvlekjes. Door meting 3 van de positie van de lichtvlekjes op de beeldsensor kan het 4 golffront W(x,y) gereconstrueerd worden. Dit golffront bevat 5 de informatie van de lokale brekende eigenschappen van het 6 oog in het pupilvlak.Ax, Ay is the displacement of the light spots. By measuring 3 of the position of the light spots on the image sensor, the 4 wave front W (x, y) can be reconstructed. This wavefront contains the information of the local breaking properties of the eye in the pupil plane.
* 8* 8
De globale sferische en cilindrische refractie leidt tot een schaling van het puntenpatroon. Deze schaling is in het geval van sferische fouten in alle richtingen gelijk, in het geval van cilindrische fouten zal de schaling over de as 5 van de cilindrische fout anders zijn dan loodrecht hierop. Voor de meting van de globale refractie is een volledige reconstructie van het golffront niet nodig. Een zeer efficiënte manier om de refractie te bepalen is via de tweedimensionale Fourier getransformeerde van het puntenpatroon. Het puntenpa-10 troon kan beschreven worden als: p(i,k), waarbij het aantal elementen in zowel de i als de k richting N is. De Fourier getransformeerde van dit signaal is: ^ ik 1 "-1 -j2ir <m - + -) P(m,n) = — Σ Σ p(i,k)e n n N m=0 n=0 20The global spherical and cylindrical refraction leads to a scaling of the point pattern. This scaling is the same in all directions in the case of spherical errors, in the case of cylindrical errors the scaling along the axis 5 of the cylindrical error will be different than perpendicular thereto. For the measurement of the global refraction, a complete reconstruction of the wavefront is not necessary. A very efficient way to determine the refraction is through the two-dimensional Fourier transformed from the point pattern. The dot pattern can be described as: p (i, k), the number of elements in both the i and k directions being N. The Fourier transformed from this signal is: ^ i 1 "-1-j2ir <m - + -) P (m, n) = - Σ Σ p (i, k) n n N m = 0 n = 0 20
De gemiddelde afstand van het puntenpatroon wordt gegeven door de positie van de eerste harmonischen van de Fourier getransformeerde. Omdat de golffrontsensor de lokale breking meet op een groot aantal punten in het pupilvlak ont-25 staat de mogelijkheid een keuze te maken voor het gebied in de pupil waarover de globale refractie wordt gemeten. Met name bij ogen met een grote natuurlijke pupildiameter levert dit een nauwkeuriger refractie op. Immers aan de rand van de pupil zal zich sferische aberratie manifesteren. Tegelijker-30 tijd echter wordt het licht uit de rand van de pupil minder efficiënt gedetecteerd door de fotoreceptoren in het oog; dit is het zogenaamde Stiles-Crawford effect. Door het puntenpatroon p(i,k) te normeren met een pupilfunctie kan voor dit effect gecorrigeerd worden.The average distance of the dot pattern is given by the position of the first harmonics of the Fourier transformed. Because the wavefront sensor measures the local refraction at a large number of points in the pupil plane, it is possible to make a choice for the area in the pupil over which the global refraction is measured. Especially with eyes with a large natural pupillary diameter, this results in a more accurate refraction. After all, spherical aberration will manifest itself at the edge of the pupil. At the same time, however, the light from the pupil's edge is detected less efficiently by the photoreceptors in the eye; this is the so-called Stiles-Crawford effect. By standardizing the point pattern p (i, k) with a pupil function, this effect can be corrected.
35 Uit de Fourier getransformeerde valt meer af te lei den dan alleen de refractie. Hogere orde brekingsfouten, de zogenaamde aberraties, zorgen voor een minder regelmatig puntenpatroon. De regelmatigheid van het puntenpatroon wordt gegeven door de intensiteit van de eerste harmonische. Door 40 volgens de uitvinding de intensiteit van de eerste harmonische te normeren op de gemiddelde intensiteit (de nulde har- 101593 5 9 % monische) onstaat een dimensieloos getal dat een maat is voor de regelmatigheid van het puntenpatroon en daarmee voor de optische kwaliteit van het oog.35 There is more to be deduced from the Fourier than just the refraction. Higher order refractive errors, the so-called aberrations, ensure a less regular point pattern. The regularity of the dot pattern is given by the intensity of the first harmonic. By standardizing the intensity of the first harmonic 40 according to the invention on the average intensity (the zero harmonic), a dimensionless number is obtained which is a measure of the regularity of the dot pattern and thus of the optical quality of the dot pattern. eye.
In fig. 6 is een voorbeeld gegeven van opnamen met 5 de golffrontsensor van een gezond en een cataracteus oog. Hierbij is de Fourier Parameter (FP) vermeld voor zowel de centrale 4 mm van de pupildiameter als voor de volledige pupil (9 mm) .Fig. 6 shows an example of images with the wave front sensor of a healthy and a cataractic eye. The Fourier Parameter (FP) is stated for both the central 4 mm of the pupil diameter and for the entire pupil (9 mm).
Verstrooiing van het licht leidt tot het vervagen 10 van het puntenpatroon. Dit uit zich in verbrede lichtvlekken met een lagere maximumintensiteit. Door het in elkaar overlopen van naast elkaar gelegen lichtvlekjes is de minimuminten-siteit tussen lichtvlekjes een maat voor de verstrooiing van licht in de oogoptiek. Door deze minimumintensiteit te norme-15 ren op de maximumintensiteit ontstaat een dimensieloos getal dat onafhankelijk van de hoeveelheid licht die door het netvlies gereflecteerd wordt een maat is voor de kwaliteit van de oogoptiek.Scattering of the light leads to the blurring of the dot pattern. This is expressed in widened light spots with a lower maximum intensity. Due to the merging of adjacent light spots, the minimum intensity between light spots is a measure of the scattering of light in the eye optics. By standardizing this minimum intensity on the maximum intensity, a dimensionless number is created which, independently of the amount of light reflected by the retina, is a measure of the quality of the eye optics.
10159351015935
Claims (5)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1015935A NL1015935C2 (en) | 2000-08-15 | 2000-08-15 | Method for determining the quality of an eye optic. |
| PCT/NL2001/000545 WO2002019901A1 (en) | 2000-08-15 | 2001-07-16 | Method to determine the quality of eye-optics |
| AU2001277815A AU2001277815A1 (en) | 2000-08-15 | 2001-07-16 | Method to determine the quality of eye-optics |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1015935A NL1015935C2 (en) | 2000-08-15 | 2000-08-15 | Method for determining the quality of an eye optic. |
| NL1015935 | 2000-08-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1015935C2 true NL1015935C2 (en) | 2002-02-18 |
Family
ID=19771894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1015935A NL1015935C2 (en) | 2000-08-15 | 2000-08-15 | Method for determining the quality of an eye optic. |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU2001277815A1 (en) |
| NL (1) | NL1015935C2 (en) |
| WO (1) | WO2002019901A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111122505A (en) * | 2020-01-17 | 2020-05-08 | 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所） | Image analysis and calibration system and method for digital refractometer |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6712466B2 (en) | 2001-10-25 | 2004-03-30 | Ophthonix, Inc. | Eyeglass manufacturing method using variable index layer |
| US6781681B2 (en) | 2001-12-10 | 2004-08-24 | Ophthonix, Inc. | System and method for wavefront measurement |
| US7034949B2 (en) | 2001-12-10 | 2006-04-25 | Ophthonix, Inc. | Systems and methods for wavefront measurement |
| US6761454B2 (en) | 2002-02-13 | 2004-07-13 | Ophthonix, Inc. | Apparatus and method for determining objective refraction using wavefront sensing |
| US20050174535A1 (en) | 2003-02-13 | 2005-08-11 | Lai Shui T. | Apparatus and method for determining subjective responses using objective characterization of vision based on wavefront sensing |
| US7175278B2 (en) | 2003-06-20 | 2007-02-13 | Visx, Inc. | Wavefront reconstruction using fourier transformation and direct integration |
| US7168807B2 (en) | 2003-06-20 | 2007-01-30 | Visx, Incorporated | Iterative fourier reconstruction for laser surgery and other optical applications |
| US7331674B2 (en) | 2005-09-02 | 2008-02-19 | Visx, Incorporated | Calculating Zernike coefficients from Fourier coefficients |
| CA2644545C (en) | 2006-03-23 | 2013-01-22 | Amo Manufacturing Usa, Llc | Systems and methods for wavefront reconstruction for aperture with arbitrary shape |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4560259A (en) | 1980-10-31 | 1985-12-24 | Humphrey Instruments, Inc. | Objective refractor for the eye |
| US4707090A (en) * | 1980-10-31 | 1987-11-17 | Humphrey Instruments, Inc. | Objective refractor for the eye |
| US5963300A (en) * | 1998-02-17 | 1999-10-05 | Amt Technologies, Corp. | Ocular biometer |
-
2000
- 2000-08-15 NL NL1015935A patent/NL1015935C2/en not_active IP Right Cessation
-
2001
- 2001-07-16 WO PCT/NL2001/000545 patent/WO2002019901A1/en active Application Filing
- 2001-07-16 AU AU2001277815A patent/AU2001277815A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4560259A (en) | 1980-10-31 | 1985-12-24 | Humphrey Instruments, Inc. | Objective refractor for the eye |
| US4707090A (en) * | 1980-10-31 | 1987-11-17 | Humphrey Instruments, Inc. | Objective refractor for the eye |
| US5963300A (en) * | 1998-02-17 | 1999-10-05 | Amt Technologies, Corp. | Ocular biometer |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111122505A (en) * | 2020-01-17 | 2020-05-08 | 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所） | Image analysis and calibration system and method for digital refractometer |
| CN111122505B (en) * | 2020-01-17 | 2023-06-30 | 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所） | Image analysis and calibration system and method for digital refractometer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2001277815A1 (en) | 2002-03-22 |
| WO2002019901A1 (en) | 2002-03-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6444666B2 (en) | Ophthalmic photographing apparatus and ophthalmic information processing apparatus | |
| AU2019201457A1 (en) | Method of qualifying light spots for optical measurements and measurement instrument employing method of qualifying light spots | |
| US9936867B2 (en) | System and method for characterising eye-related systems | |
| EP3103383B1 (en) | Anterior ocular segment optical coherence tomographic imaging device and anterior ocular segment optical coherence tomographic imaging method | |
| US20170181625A1 (en) | System and Method for Controlling a Fundus Imaging Apparatus | |
| EP1437084B1 (en) | Eye optical characteristic measuring instrument | |
| KR20050093858A (en) | Ophthalmic talbot moire wavefront sensor | |
| JPH10305013A (en) | Opthalmoscopic characteristic measuring instrument | |
| JP2018149449A (en) | Ophthalmic photographing apparatus and ophthalmic information processing apparatus | |
| CN105026879A (en) | Optical imaging device and method for imaging a sample | |
| NL1015935C2 (en) | Method for determining the quality of an eye optic. | |
| JP2004508869A (en) | Wavefront reflector for recording two Hartmann-Shack images simultaneously | |
| KR100926200B1 (en) | Improved sequential scanning wavefront measurement and retinal topography | |
| JP2001000395A (en) | Method and device for pre-compensating refractive characteristic of human eye by adaptive optical feedback control | |
| CN117357058A (en) | Retina refraction topography measuring device | |
| US6676258B2 (en) | Eye characteristic measurement apparatus with speckle noise reduction | |
| EP0663179A1 (en) | Spatial refractometer | |
| JP7236927B2 (en) | Ophthalmic device, control method thereof, ophthalmic information processing device, control method thereof, program, and recording medium | |
| JP2020006234A (en) | Anterior-eye optical coherence tomography apparatus and anterior-eye optical coherence tomography method | |
| JP2019058470A (en) | Eye refractive characteristic measurement apparatus and method | |
| JP7339011B2 (en) | Ophthalmic device, ophthalmic information processing device, program, and recording medium | |
| CA2916561A1 (en) | System and method for measuring dysphotopsia | |
| EP3052000A1 (en) | Apparatus and method for measuring aberrations of the optical system of a living being | |
| CN118490157A (en) | High-precision full eyeball visibility map detection device and method | |
| JP2014119313A (en) | Aberration measurement device and aberration measurement method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| VD1 | Lapsed due to non-payment of the annual fee |
Effective date: 20050301 |