WO1998003113A1 - Vorrichtung für keratometrische messungen - Google Patents

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WO1998003113A1
WO1998003113A1 PCT/CH1996/000259 CH9600259W WO9803113A1 WO 1998003113 A1 WO1998003113 A1 WO 1998003113A1 CH 9600259 W CH9600259 W CH 9600259W WO 9803113 A1 WO9803113 A1 WO 9803113A1
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WO
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beam splitter
beams
partial
reflector
reflection
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PCT/CH1996/000259
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English (en)
French (fr)
Inventor
Gerd Ulbers
Jürg STUCKI
Original Assignee
Haag-Streit Ag
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Publication date
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    • 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
    • A61B3/107—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for determining the shape or measuring the curvature of the cornea

Definitions

  • the invention relates to a device for performing keratometric measurements.
  • the curve radius r of a certain surface area K of the cornea on the living eye ⁇ must z. B. be determined when fitting contact lenses. This determination is called keratometry.
  • the surface area which is approximately spherical here, acts as a convex mirror for the incident radiation.
  • B and Q are two luminous objects with a distance h, the so-called object height.
  • the center of the circle C of the surface area K is reflected back into itself.
  • the rays b 'and q' towards the imaginary focal point F 'of the spherical surface area K are reflected parallel to the optical axis o as rays b ′′ and q ′′ from the reflection locations Y and Z on the surface area K. That is, a virtual image height h ′ of the image BQ with the virtual pixels B ′ and Q '.
  • the distance from the apex of curve area K to focal point F' is the focal length f, which is half the radius r of curve area K.
  • the distance of object BQ from focal point F ' is x.
  • the angle YF 'Z and BF'Q are identical, so it follows that
  • the radius r of the curve area K is therefore dependent on the three variables d, h and h '.
  • a rotating pair with two radially opposite openings is shown
  • the first pair of openings has oppositely arranged prisms, while the other pair has no prisms.
  • the required adjoining change in distance is achieved by varying the distance of the rotating disc.
  • pivotable flat glass plates [1], Rodenstock C-BES, Page 289 and reflecting prisms [1], Zei ⁇ , page 289 are used.
  • a keratometer which has a fixed beam splitter cube with a diamond-shaped cross section and two mirrors arranged at right angles to one another. With the two mirrors, the radiation split by the beam splitter was reflected back to it and superimposed there. The two mirrors were slidably arranged to create a coincidence of the two marks depicted on the eye.
  • Another device for carrying out keratometric measurements is known from a French patent application FR-A 2 345 978.
  • the known device had a plane-parallel plate which could be pivoted about a pivot axis in order to generate a variable beam offset.
  • the swivel axis of the plate was perpendicular to the optical axis of the radiation reflected from a curve region of the cornea to be measured from two reflection locations of the two test objects.
  • Another keratometer is known from GB-A 2 177 813.
  • the well-known keratometer worked with a green and a red mark on the surface of the eye. It had two plane-parallel plates that were adjustable relative to one another by an adjustable, readable angle.
  • Plates were used to displace rays from the two marks reflected on the surface of the eye.
  • the red radiation was with one and the green with another plate.
  • the keratometer known from it had a fixed polarizing beam splitter cube with several deflecting prisms and a further beam splitter cube for superimposing the two split beams.
  • a lens was arranged in each of the two separate beams. Both lenses were seated on a support with which the lenses could be displaced in a defined manner parallel to their main plane. By shifting the lenses, the optical axes of the partial beam paths tilted towards each other, and the observed partial images shifted against each other.
  • the object of the invention is to create a compact and easy-to-use device for keratometric measurements.
  • the object is achieved by using a defined, pivotable, physical beam splitter with an adjustable pivoting angle, with which the image of the two reflection points of the two test objects (mires) on the eye is doubled and, analogously to the explanations relating to FIGS. 2 and 3, in an image plane as overlapping routes are shown.
  • part of the bundle is branched off using a mirror or a prism (total reflection).
  • the luminance in the sub-bundles remains constant, but the light conductance changes.
  • a compact structure of the device can be achieved, which can also be achieved by the beam guidance described below, in which the incoming and outgoing beam bundles are preferably approximately aligned with one another, can be improved. Interference effects do not occur due to the so-called “Michelson” arrangement, since the coherence length of the radiation used is much too small.
  • a partially transparent mirror or the beam splitter cube described below, for example, can now be used as the beam splitter.
  • the partial permeability can be generated by a corresponding coating which reflects approximately 50% of the radiation and transmits the other 50%.
  • a polarizing beam splitter can also be used. If, in addition to the polarizing beam splitter, rotating elements (e.g. phase plates) corresponding to the polarization plane are placed in front of the reflectors, it is possible to work with significantly lower light levels for eye illumination. So-called lambda quarter plates are preferably used as the elements rotating the polarization plane.
  • variable image spacing a is used.
  • a fixed distance is preferably used in order not to have to readjust in the imaging conditions.
  • FIG. 16.9 shows the principle of keratometry according to [1] page 288, the caption identified with FIG. 16.9 being interchanged with that with FIG. 16.8 in this publication,
  • FIG. 4 shows the sketched beam path in the device according to the invention with the beam part set to zero. ler ⁇ , the edge rays of the rays reflected from the cornea and the central rays of FIG. 1 being drawn here, as well as in FIG.
  • FIGS. 4 and 5 shows a variant of the keratometer shown in FIGS. 4 and 5
  • FIG. 7 shows a variant of the keratometer shown in FIG. 6, in which the focusing lens is on another
  • Place is arranged in the beam path.
  • the device 1 shown in FIGS. 4 and 5 has a collimator 3 which collimates the beams 5a and 5b reflected by the reflection points Y and Z.
  • the reflection points Y and Z lie on the surface area K of the cornea of a living eye A, whose radius of curvature r is to be determined with the device according to the invention.
  • the reflection points Y and Z are illuminated from the object points (Mire ⁇ ) B and Q with a mutual distance h. The lighting optics used for this purpose will not be discussed further.
  • the beam splitter cube 9 is a physical, polarizing beam splitter, the splitting area 11 of which is below 45 for the entrance surface 7 ° is inclined, for example the partial beams 13a and 13b of the input beams 5a and 5b reflected on the graduation surface 11 being a polarization plane parallel to the plane of the drawing in FIG. 4 and the transmitted partial beams 15a and 15b are perpendicular thereto.
  • a reflector 17a and 17b is arranged perpendicular to the exit surfaces 16a and 16b of the partial beams 13a, 13b, 15a and 15b, which are also anti-reflective.
  • a phase plate 19a or 19b for rotating the polarization plane of the radiation penetrating it is arranged upstream of each reflector 17a and 17b.
  • the plane of polarization of the partial beams 13a and 13b or 15a and 15b emerging from the anti-reflective exit surfaces 16a and 16b is now rotated by 45 ° by the phase plate 19a and 19b, undergoes a rotation of 180 ° and another on the reflector 17a or 17b Phase rotation by 45 ° when passing through the respective phase plate 19a or 19b.
  • the polarization plane of the partial beams 13a and 13b and 15a and 15b has thus been rotated by 270 ° (identical to 90 °). I.e. the partial beams 13a and 13b reflected on the reflector 17a penetrate the graduation surface 11, while the partial beams 15a and 15b reflected on the reflector 17b are reflected on the graduation surface 11.
  • the partial beams 13a and 15a as well as 13b and 15b leave the beam splitter cube 9 as beams 21 and 23 through its anti-reflective exit surface 25.
  • the beams 21 and 23 are deflected by an arrangement of two prisms 27 and 29 after three times total reflection such that the optical axis o of the beam bundles 5a and 5b entering the beam splitter cube 9 are approximately aligned with the optical axis 31 of the beams 21 and 23 emerging from the prism arrangement 27/29.
  • These emerging, collimated beams 21 and 23 are focused with a focusing lens 33 in an image plane 34.
  • the images Y ', Y ", Z' and Z" of the reflection locations Y and Z on the eye A overlap in the image plane 34, provided that the beam splitter cube 9 is in the center position shown in FIG.
  • the pivoting of the beam splitter cube 9 by the angle a results in an adjustable magnification ratio P which is dependent on the angle ⁇ .
  • the optical distance of the image plane 34 from the beam splitter cube 9, taking into account an optical path extension through the two prisms 27 and 29, corresponds to the above distance a.
  • the beam splitter cube 9 To determine the image height, only the beam splitter cube 9 must be pivotable in the invention and its set swivel position must be determinable.
  • the phase plates 19a and 19b can be dispensed with, provided the two objects B and Q are used to apply a sufficient light intensity to the eye A. In this case, a polarizing beam splitter is then no longer used. Also, as shown in FIGS. 4 and 5, the beam guidance does not have to take place via the two prisms 27 and 29. It is only important that the partial beams 13a, 13b, 15a and 15b are combined in the image plane 34 in the manner shown. However, another beam guidance must then be selected. However, the embodiment variant shown in FIGS. 4 and 5 is characterized by its compactness and operating safety as well as the low illuminance required for it Eye A out.
  • a disadvantage of the above-mentioned embodiment variants, as shown in FIGS. 4 and 5, is that when the keratometer is rotated about its axis, which is essentially identical to the optical axis 31, the images of B projected onto the eye A are shown and Q rotate at twice the speed of rotation of the keratometer. I.e. the apparent angle of rotation is twice the actual one.
  • this problem is solved by using an image rotating element in the beam path of the beams combined by beam splitters.
  • a roof prism below 45 ° with a roof edge angle of 90 ° is used as the image rotating element.
  • Other image rotation elements such as corresponding mirror arrangements, can of course also be used.
  • FIG. 6 An example of an arrangement of optical elements according to the above-mentioned requirements is shown in FIG. 6.
  • the beam bundle collimated by a collimator lens that is no longer shown (analogous to 3 in FIGS. 4 and 5) analogous to beam bundles 5a and 5b is identified by reference number 41.
  • a coated plate 42 is used in the component arrangement in FIG.
  • the plate 42 divides the incident radiation 41 approximately equally into two beams 44a and 44b. It can be pivoted about an axis 45, which is arranged analogously to axis 37.
  • Two mirrors 47a and 47b are arranged parallel to the axis 45 at an angle of 90 ° to one another.
  • the plate 42 In the rest position, the plate 42 is at 45 ° to the two mirrors 47a and 47b. Analogously to mirrors 17a and 17b, the two mirrors 47a and 47b reflect the rays 44a and 44b incident on them back to the plate 42 for superimposition.
  • the rejoined rays 49 are focused analogously to the focusing lens 33 with a focusing line 50 in an image plane 51 analogously to the image plane 34.
  • the beam passes through a roof prism 55 and a deflection prism 56.
  • the two roof edge surfaces only the one with the reference number 57 being shown in FIGS. 6 and 7, are arranged at 90 °.
  • the roof edge is arranged at 45 ° to the incident beam 41 and perpendicular to the pivot axis 45.
  • the roof prism 55 rotates the incoming and outgoing beams 53.
  • the beam entry surface 59 of the roof prism 55 is parallel to the axis 45 and perpendicular to the beam 53 in its central position.
  • the exit surface 60 of the roof edge prism 55 lies so snugly on the entrance surface 61 of the reversing prism 56 that no reflection takes place.
  • the exit surface of the deflecting prism 56 is also perpendicular to the emerging beam in its normal position (with the plate 42 at 45 °). A double reflection of the beam 53 takes place in the deflection prism 56.
  • a reflection of the partial beams 44a and 44b at the two mirrors 47a and 47b and the subsequent superimposition by the plate 42 enables a space-saving optical structure. This also allows the swivel angle range of the beam to be halved.
  • the focusing lens can now be arranged as the last part of the optical arrangement.
  • the focusing lens can be arranged directly after the beam splitter / combiner, as shown in FIG. 6.
  • the focusing lens can be arranged between the image reversing element and the deflecting prism. Which arrangement is chosen depends on the space requirement and the required focal length of the focusing lens.
  • the roof prism used in FIGS. 6 and 7 as an image rotating element can also be used in the optical arrangements of FIGS. 4 and 5; other image rotation elements (Dove, Schmidt-Pechan, ...) can also be used here, as described, for example, in G. Schröder, "Technische Optik", ISBN 3-8023-0067-X, 1974, Vogel-Verlag, Würzburg, pages 37 to 41 are used.

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Abstract

Die Vorrichtung zur Durchführung keratometrischer Messungen hat einen um eine Schwenkachse (37) definiert verschwenkbaren Strahlteiler (9). Der Strahlteiler (9) dient zum Aufteilen und gleichzeitig zum Wiedervereinen der Teilstrahlen. Die Schwenkachse (37) des Strahlteilers (9) ist senkrecht zur optischen Achse (o) der von einem auszumessenden Kurvenbereich (K) der Kornea des lebenden Auges (A) ausgehenden reflektierten Strahlung (5a) sowie senkrecht zur Verbindungslinie der Testobjekte (B, Q) angeordnet. Durch die Verschwenkung des Strahlteilerwürfels (9) ist die Bildhöhenabbildung (h') der Reflexionspunkte (Y) verdoppelbar und gemäß dem gewählten Verschwenkungswinkel (α) definiert gegeneinander verschiebbar. Die Vorrichtung ist kompakt aufgebaut und erlaubt eine einfache und exakte Bedienung.

Description

Vorrichtung für keratometrische Messungen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung keratometrischer Messungen. Der Kurvenradius r eines bestimmten Oberflächenbereichs K der Kornea am lebenden Auge Λ muß z. B. beim Anpassen von Kontaktlinsen bestimmt werden. Diese Bestimmung wird als Keratometrie bezeichnet. Hierbei wirkt der Oberflächenbereich, der hier näherungεweise als kugelförmig zu betrachten ist, als konvexer Spiegel für die einfallende Strahlung. Ausgehend von Janet Stone, "Contact Lenε Practice", Montague Rüben and Michel Guillon, Chapman & Hall, London, ISBN 0 412 35120 X, 1994, Kap. 16, Seiten 283- 311, nachfolgend mit [1] gekennzeichnet, folgt gemäß der dortigen Figur 1 :
B und Q seien zwei leuchtende Objekte mit einem Abstand h, der sogenannten Objekthöhe. Die Strahlen q und b, ausgehend von diesen Objektpunkten B und Q in Richtung des
Kreiεmittelpunkts C des Oberflächenbereichs K werden in sich selbst zurückreflektiert. Die Strahlen b' und q' in Richtung auf den imaginären Brennpunkt F' des kugelförmigen Oberfla- chenbereichs K werden parallel zur optischen Achse o als Strahlen b'' und q" von den Reflexionεorten Y und Z auf dem Oberflächenbereich K reflektiert. D. h. es ergibt sich eine virtuelle Bildhöhe h' des Bildeε BQ mit den virtuellen Bildpunkten B' und Q' . Der Abstand vom Scheitel des Kurvenbe- reichε K bis zum Brennpunkt F' ist die Brennweite f, welche halb so groß ist wie der Radius r des Kurvenbereichs K. Der Abstand des Objekts BQ vom Brennpunkt F' sei x. Die Kinkel YF'Z und BF'Q sind identisch. Somit folgt, daß
h f h' r
— = — mit r = 2f — = — ergibt. [F 1] h x h 2x
Ist nun daε Objekt BQ weit genug vom Oberflächenbereich K entfernt, erfolgt dessen virtuelle Abbildung B'Q' in der Fokusebene [F']. Es gilt nun
2x h 2d h r = d.h. mit obiger Näherung r -= [F 2] h' h'
wobei d der Bild-Objekt-Abstand ist.
Der Radius r des Kurvenbereichε K ist somit von den drei Größen d, h und h' abhängig.
Die reflektierenden Bildpunkte Y und Z bewegen sich auf der Kornea, da das Auge während der Messung nicht vollstän- dig ruhig gestellt werden kann. Sie bewegen sich jedoch immer gemeinsam. Aus diesem Grunde werden nun die beiden Re- flexionεpunkte gemäß dem in [1] beschriebenen Stand der Technik mit einer Prismenanordnung, gemäß Figur 2, verdoppelt. Es ergeben sich nun je nach Stellung des Prismas an- stelle der zu beobachtenden Punkte Y und Z die Punkte Y', Y", Z' und Z". Es kann nun daε Prisma so geneigt werden, daß die Strecken Y'Z' und Y"Z" voneinander distanziert sind, sich überlappen oder benachbart aneinander anschließend angeordnet sind, wie in Figur 3 dargestellt. Zur Erzeugung eines variablen Abstandε der beiden verdoppelten Strecken Y'Z' und Y''Z" wird gemäß [1], Bausch und Lo b, Seite 288ff., Kap. 16.3.4, eine zwei paarweiεe, radial gegenüberliegende Öffnungen aufweisende, rotierende Scheibe verwendet. Ein erstes Paar Öffnung weist entgegengesetzt angeordnete Prismen auf, während das andere Paar keine Prismen hat. Die geforderte aneinanderstoßende Abstandsveränderung wird durch eine Abstandsvariation der rotierenden Scheibe erreicht. Des weiteren werden schwenkbare Planglaε- platten [1], Rodenstock C-BES, Seite 289 und reflektierende Prismen [1], Zeiεε, Seite 289 verwendet.
Aus der GB-B 963 094 ist ein Keratometer bekannt, welches einen feststehenden Strahlteilerwürfel mit rautenför i- gem Querschnitt und zwei rechtwinklig zueinander angeordnete Spiegel aufwies. Mit den beiden Spiegeln wurde die durch den Strahlteilerwürfer aufgeteilte Strahlung zu diesem zurückreflektiert und dort überlagert. Die beiden Spiegel waren zur Erzeugung einer Koinzidenz der beiden auf dem Auge abgebil- deten Marken verschiebbar angeordnet.
Aus einer französischen Patentanmeldung FR-A 2 345 978 ist eine weitere Vorrichtung zur Durchführung keratometri- scher Messungen bekannt. Die bekannte Vorrichtung hatte eine um eine Schwenkachse verεchwenkbare planparallele Platte zur Erzeugung einer variablen Strahlversetzung. Die Schwenkachse der Platte stand senkrecht zur optischen Achse der von einem auszumessenden Kurvenbereich der Kornea reflektierten Strahlung zweier Reflexionsorte der beiden Testobjekte.
Aus der GB-A 2 177 813 ist ein weiteres Keratometer bekannt. Das bekannte Keratometer arbeitete mit einer grünen und mit einer roten auf der Augenoberfläche abzubildenden Marke. Es hatte zwei gegeneinander um einen einstellbaren, ablesbaren Winkel verstellbare planparallele Platten. Die
Platten dienten zur Strahlversetzung von Strahlen ausgehend von den beiden auf der Augenoberfläche reflektierten Marken. Die rote Strahlung wurde mit der einen und die grüne mit der anderen Platte versetzt.
Ein weiteres Keratometer beschreibt die DE-C 43 16 782. Das hieraus bekannte Keratometer wies einen festεtehenden polarisierenden Strahlteilerwürfel mit mehreren Umlenkpriε- en sowie einem weiteren Strahlteilerwürfel zur Überlagerung der beiden geteilten Strahlen auf. Im Strahlengang der beiden voneinander getrennten Strahlen war je eine Linse angeordnet. Beide Linsen saßen auf einem Träger, mit dem die Linsen parallel zu ihrer Hauptebene definiert verschiebbar waren. Durch die Verschiebung der Linsen kippten die optischen Achsen der Teilstrahlengänge gegeneinander, und die beobachteten Teilbilder verschoben sich gegeneinander.
Anstelle der beiden Linsen wurde in der DE-C 43 16 782 auch ein verschwenkbarer Spiegel eingesetzt.
All diesen optischen Aufbauten ist eine aufwendige Konstruktion sowie eine fehlende Kompaktheit gemein.
Aufgabe der Erfindung iεt eε, eine kompakte εowie leicht zu bedienende Vorrichtung für keratometrische Mesεungen zu εchaffen.
Die Aufgabe wird durch die Verwendung eineε definiert verschwenkbaren, physikalischen Strahlteilerε mit einstellbarem Verεchwenkungswinkel gelöst, mit dem die Abbildung der beiden Reflexionspunkte der beiden Testobjekte (Mires) auf dem Auge verdoppelt und analog zu den Ausführungen betref- fend Figur 2 und 3 in einer Bildebene als übereinander liegende Strecken dargestellt werden.
Gemäß H. Haferkorn, "Optik, physikalisch-technische Grundlagen und Anwendungen", VEB Deutscher Verlag der Wiε- senschaften, Berlin 1980, Seite 480 unterscheidet man in der Optik eine physikalische und eine geometrische Bündelteilung eineε Strahlenbündelε. Die physikalische Bündelteilung wird, wie hier bei der Erfindung, mit teildurchläsεigen Flächen durchgeführt. Bei der phyεikaliεchen Bündelteilung bleibt der Bündelquerschnitt und damit der Lichtleitwert in beiden Teilbündeln so groß wie im einfallenden Bündel. Der Lichtstrom wird aufgeteilt, wodurch εich die Leuchtdichte in den Teilbündeln ändert.
Bei der geometrischen Bündelung wird ein Teil des Bündels mit einem Spiegel oder einem Prisma (Totalreflexion) abgezweigt. Bei der geometrischen Bündelteilung bleibt die Leuchtdichte in den Teilbündeln konstant, aber der Lichtleitwert ändert εich.
Durch die Verwendung von mit dem physikalischen Strahlteiler zusammenwirkenden Reflektoren, insbesondere in einer "Michelson"-Anordnung, kann ein kompakter Aufbau der Vorrichtung erreicht werden, der noch durch die unten beschriebene Strahlführung, bei der die eintretenden mit den austretenden Strahlbündeln bevorzugt annähernd miteinander fluchten, verbeεserbar ist. Interferenzeffekte treten durch die sog. "Michelson"-Anordnung nicht auf, da die Kohärenzlänge der verwendeten Strahlung viel zu klein ist.
Als Strahlteiler kann nun ein teildurchlässiger Spiegel oder auch der unten beispielsweise beschriebene Strahltei- lerwürfel verwendet werden. Die Teildurchlässigkeit kann durch eine entsprechende Beschichtung erzeugt werden, welche annähernd 50% der Strahlung reflektiert und die anderen 50% transmittiert. Auch kann ein polarisierender Strahlteiler eingesetzt werden. Werden zusätzlich zum polarisierenden Strahlteiler die Polarisationsebene entsprechend drehende Elemente (z. B. Phasenplatten) vor die Reflektoren gesetzt, so kann mit bedeutend geringeren Lichtpegeln zur Augenbeleuchtung gearbeitet werden. Als die Polariεationεebene drehende Elemente werden bevorzugt sog. Lambda-Viertel-Plätt- chen verwendet.
Zur Erzeugung eineε variablen Abεtands der beiden verdoppelten Strecken Y'Z' und Y''Z'' gegeneinander kann nun auch hier mit einem veränderbaren Bildabstand a gearbeitet werden. Bevorzugt wird jedoch mit einem fest eingeεtellten Abstand gearbeitet, um keine Nachregelung in den Abbildungε- bedingungen vornehmen zu müssen.
Zur optimalen Einrichtung des Keratometerε und zur Bestimmung der Oberflächenradien in mehreren Richtungen muß dieseε auf daε Auge eingerichtet und auch um seine horizontale optische Achse gedreht werden. Damit bei dieser Drehung des Keratometerε eine einfache Einstellbarkeit gegeben ist, wird in den Strahlengang nach dem Strahlteiler/-vereiniger ein Bilddrehelement eingefügt. Hierdurch erfolgt dann die Bilddrehung analog zur Drehung des Keratometers und nicht mehr wir bei dem oben aufgeführten Keratometer der GB-B 963 094 mit dem doppelten Drehwinkel.
Im folgenden werden Beispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben εich aus dem nachfolgenden Beschreibungstext. Es zeigen:
Fig. 1 daε Prinzip der Keratometrie gemäß [1] Seite 288, wobei in dieser Veröffentlichung die mit Figur 16.9 gekennzeichnete Bildunterschrift mit der mit Figur 16.8 vertauscht ist,
Fig. 2 das Verdopplungεprinzip unter Verwendung eineε Prismas gemäß [1] Figur 16.8 Seite 287, wobei auch hier die Vertauεchung der Bildunterschriften zu beachten ist,
Fig. 3 eine Darstellung des Verdopplungsprinzipε der Bildhöhe bei voneinander getrennter, aneinander anschließender und εich überlagernder Bildhöhendar- Stellung,
Fig. 4 den skizzierten Strahlverlauf in der erfindungεge- mäßen Vorrichtung bei Nullstellung des Strahltei- lerε, wobei hier bei der Darstellung der von der Kornea reflektierten Strahlenbündel deren Randstrahlen und in Figur 1 deren Zentralεtrahlen gezeichnet εind, εowie in
Fig. 5 bei verεchwenktem Strahlteiler, wobei hier zur Vermeidung einer Überladung der Darstellung der Strahlenverlauf nur eineε einzigen Bildpunkteε bzw. Re- flexionεpunktes dargestellt ist,
Fig. 6 eine Variante zu dem in den Figuren 4 und 5 dargestellten Keratometer und
Fig. 7 eine Variante zu dem in Figur 6 dargestellten Kera- tometer, bei dem die Fokuεsierlinse an einem anderen
Ort im Strahlengang angeordnet ist.
Die in den Figuren 4 und 5 dargestellte Vorrichtung 1 hat einen Kollimator 3, der die von den Reflexionεpunkten Y und Z reflektierten Strahlenbündel 5a und 5b kollimiert. Die Reflexionεpunkte Y und Z liegen auf dem Oberflächenbereich K der Kornea eines lebenden Auges A, dessen Krümmungsradius r mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestimmt werden soll. Die Reflexionspunkte Y und Z werden, wie oben beschrieben, ausgehend von den Objektpunkten (Mireε) B und Q mit einem gegenseitigen Abstand h beleuchtet. Auf die hierzu verwendete Beleuchtungsoptik wird nicht weiter eingegangen.
Die von den Reflexionspunkten Y und Z ausgehenden, kol- limierten Strahlenbündel 5a und 5b treffen auf die entspiegelte Eintrittsfläche 7 eines Strahlteilerwürfels 9. Bei dem Strahlteilerwürfel 9 handelt es εich um einen phyεikaliεchen, polarisierenden Strahlteiler, dessen Teilungsflä- ehe 11 zur Eintrittεflache 7 unter 45° geneigt ist, wobei beispielsweise die an der Teilungsfläche 11 reflektierten Teilεtrahlen 13a und 13b der Eingangεtrahlen 5a und 5b eine Polarisationsebene parallel zur Zeichenebene der Figur 4 aufweisen und die tranεmittierten Teilεtrahlen 15a und 15b eine hierzu senkrechte.
Senkrecht zu den ebenfalls entspiegelten Austrittstlä- chen 16a und 16b der Teilεtrahlen 13a, 13b, 15a und 15b iεt je ein Reflektor 17a und 17b angeordnet. Jedem Reflektor 17a und 17b ist eine Phasenplatte 19a bzw. 19b zur Drehung der Polariεationεebene der εie durchdringenden Strahlung vorgeordnet. Die Polarisationsebene der aus den entspiegelten Auεtrittεflachen 16a und 16b auεtretenden Teilεtrahlen 13a und 13b bzw. 15a und 15b wird nun durch die Phasenplatte 19a bzw. 19b jeweils um 45° gedreht, erleidet am Reflektor 17a bzw. 17b eine Drehung um 180° und eine weitere Phasendrehung um 45° beim nochmaligen Durchgang durch die jeweilige Pha- senplatte 19a bzw. 19b. Die Polarisationsebene der Teilstrahlen 13a und 13b sowie 15a und 15b iεt somit um 270° (identisch mit 90°) gedreht worden. D. h. die am Reflektor 17a reflektierten Teilstrahlen 13a und 13b durchdringen die Teilungεflache 11, während die am Reflektor 17b reflek- tierten Teilεtrahlen 15a und 15b an der Teilungεflache 11 reflektiert werden. Die Teilstrahlen 13a und 15a sowie 13b und 15b verlassen als Strahlen 21 und 23 den Strahlteilerwürfel 9 durch dessen entspiegelte Austrittsfläche 25. Die Strahlen 21 und 23 werden durch eine Anordnung von zwei Prismen 27 und 29 nach dreimaliger Totalreflexion derart umgelenkt, daß die optische Achse o der in den Strahlteilerwürfel 9 eintretenden Strahlenbündel 5a und 5b mit der optischen Achse 31 der aus der Prismenanordnung 27/29 auεtretenden Strahlen 21 und 23 annähernd fluchten. Diese austreten- den, kollimierten Strahlen 21 und 23 werden mit einer Fokus- sierlinse 33 in einer Bildebene 34 fokussiert. In der Bildebene 34 überlappen sich die Abbildungen Y', Y", Z' und Z" der Reflexionsorte Y und Z auf dem Auge A, sofern der Strahlteilerwürfel 9 εich in der in Figur 4 gezeigten Mit- tellage befindet.
Zur Ermittlung des Radius r des auεzumeεεenden Korneabe- reichε K werden nun gemäß den Auεführungen zu den Figuren 2 und 3 die Abbildungen Y' , Y" , Z' und Z" verdoppelt und übereinanderliegend abgebildet. Zum Auεeinanderziehen der sich bei Mittelεtellung deε Strahlteilerwürfelε 9 überlappenden Abbildungen Y', Y" , Z' und Z" wird dieεer um seine senkrecht zur optischen Achse o und senkrecht zur Verbindungslinie der Objektpunkt B und Q liegenden Schwenkachse 37, gemäß der Darstellung in Figur 5 um den Winkel α ver- εchwenkt. Um Figur 5 nicht zu überladen, iεt nur der Strahlengang deε einen Strahlenbündels 5a, ausgehend von dem einen Y der beiden Reflexionspunkte Y und Z auf dem Auge A, gezeichnet.
Die Verschwenkung deε Strahlteilerwürfeis 9 um den Winkel a ergibt analog zu der Ausführung zu Figur 2 ein ein- stellbares, vom Winkel α abhängiges Vergrößerungsverhältnis P. Der optische Abstand der Bildebene 34 vom Strahlteilerwürfel 9, unter Berücksichtigung einer optischen Wegverlängerung durch die beiden Prismen 27 und 29 hindurch, entspricht dem obigen Abstand a.
Zur Bildhöhenbeεtimmung muß bei der Erfindung lediglich der Strahlteilerwürfel 9 verschwenkbar und seine eingestellte Schwenklage bestimmbar sein.
Wie bereits oben ausgeführt, kann auf die Phasenplatten 19a und 19b verzichtet werden, sofern mit den beiden Objekten B und Q eine ausreichende Lichtintensität auf daε Auge A aufgebracht wird. In diesem Fall wird dann auch kein polarisierender Strahlteiler mehr verwen- det. Auch muß die Strahlführung nicht, wie in den Figuren 4 und 5 dargestellt, über die beiden Prismen 27 und 29 erfolgen. Es kommt nur darauf an, daß die Teilstrahlen 13a, 13b, 15a und 15b in der Bildebene 34 in der dargestellten Weise vereinigt werden. Eε muß dann jedoch eine andere Strahlführung gewählt werden. Die in den Figuren 4 und 5 dargestellte Auεführungsvariante zeichnet sich jedoch durch ihre Kompaktheit und Bedienεicherheit sowie geringe notwendige Beleuchtungsεtärke für daε Auge A aus .
Nachteilig iεt bei den obengenannten Auεführungεva- rianten, wie sie in den Figuren 4 und 5 dargestellt sind, daß bei einer Drehung des Keratometerε um deεsen Achse, welche im wesentlichen mit der optischen Achse 31 identisch ist, die auf daε Auge A projizierten Bilder von B und Q sich mit der doppelten Drehgeschwindigkeit deε Keratometers drehen. D. h. der scheinbare Drehwinkel ist doppelt so groß wie der tatsächliche.
Dieses Problem wird, wie in den Figuren 6 und 7 dargestellt iεt, dadurch gelöst, daß im Strahlengang der durch Strahlteiler vereinten Strahlen ein Bilddrehele- ment eingesetzt wird. Als Bilddrehelement wird hier ein unter 45° liegendes Dachkantprisma mit einem Dachkantwinkel von 90° verwendet. Andere Bilddrehelemente, wie beispielsweise entsprechende Spiegelanordnungen, können selbstverständlich auch eingesetzt werden.
Eine beispielsweise Anordnung optischer Elemente gemäß den obengenannten Anforderungen zeigt Figur 6. Das durch eine nicht mehr dargestellte Kollimatorlinse (analog zu 3 in den Figuren 4 und 5) kollimierte Strahlen- bündel analog den Strahlenbündeln 5a und 5b ist mit der Bezugszahl 41 gekennzeichnet. Anstelle des Strahlteilerwürfels 9 wird in der Komponentenanordnung der Figur 6 eine beschichtete Platte 42 verwendet. Die Platte 42 teilt die einfallende Strahlung 41 etwa gleichhälftig in zwei Strahlen 44a und 44b auf. Sie ist um eine Achse 45 schwenkbar, welche analog zur Achse 37 angeordnet ist. Parallel zur Achse 45 sind zwei Spiegel 47a und 47b unter einem Winkel von 90° zueinander angeordnet. In der Ruhelage steht die Platte 42 unter 45° zu den beiden Spiegeln 47a und 47b. Die beiden Spiegel 47a und 47b reflektieren analog der Spiegel 17a und 17b die auf sie fallenden Strahlen 44a und 44b wieder zur Platte 42 zur Überlagerung zurück. Die wieder vereinten Strahlen 49 werden analog der Fokussierlinse 33 mit einer Fokussier- linεe 50 in eine Bildebene 51 analog der Bildebene 34 fokussiert. Im Fokussierkegel 53 durchläuft der Strahl ein Dachkantprisma 55 und ein Umlenkprisma 56. Die bei- den Dachkantflächen, wobei in den Figuren 6 und 7 nur die eine mit der Bezugεzahl 57 zu sehen ist, sind unter 90° angeordnet. Die Dachkante iεt unter 45° zum einfallenden Strahl 41 und senkrecht zur Schwenkachse 45 angeordnet. Mit dem Dachkantprisma 55 erfolgt eine Bilddre- hung des einfallenden zum ausfallenden Strahl 53. Die Strahleintrittεflache 59 deε Dachkantpriεmaε 55 liegt parallel zur Achεe 45 und εenkrecht zum Strahl 53 in deεεen Mittellage. Die Austrittsfläche 60 deε Dachkant- priε aε 55 liegt derart satt auf der Eintrittεflache 61 des Umkehrprismas 56 auf, daß keine Reflexion stattfindet. Die Auεtrittεflache des Umlenkprismas 56 steht ebenfalls senkrecht zum austretenden Strahl in dessen Normallage (bei unter 45° stehender Platte 42). Im Umlenkprisma 56 findet eine zweimalige Reflexion des Strahls 53 statt.
Durch Reflexion der Teilstrahlen 44a und 44b an den beiden Spiegeln 47a und 47b und der anschließenden Überlagerung durch die Platte 42 iεt ein raumεparender opti- scher Aufbau möglich. Auch kann hierdurch der Ausschwenkwinkelbereich deε Strahlte!lerε halbiert werden.
Die Fokussierlinse kann nun, wie in den Figuren 4 und 5 dargestellt, als letztes Teil der optischen Anord- nung angeordnet werden. Zur Reduzierung des Raumbedarfs für die optische Anordnung kann die Fokussierlinse wie in Figur 6 dargestellt direkt nach dem Strahltei- ler/-vereiniger angeordnet werden. Die Fokuεsierlinse kann jedoch, wie in Figur 7 dargestellt, zwischen dem Bildumkehrelement und dem Umlenkprisma angeordnet werden. Welche Anordnung gewählt wird, hängt vom Platzbedarf und der geforderten Brennweite der Fokuεεierlinse ab. Das in den Figuren 6 und 7 verwendete Dachkantprisma als Bilddrehelement kann auch in den optischen Anordnungen der Figuren 4 und 5 eingesetzt werden; auch können hier andere Bilddrehelemente (Dove, Schmidt-Pechan , ...), wie sie beispielsweise in G. Schröder, "Technische Optik", ISBN 3-8023-0067-X, 1974, Vogel-Verlag, Würzburg, Seiten 37 bis 41 beschrieben sind, verwendet werden.

Claims

Patentanεprϋche
1. Vorrichtung zur Durchführung keratometriεcher Meεsungen , gekennzeichnet durch einen um eine senkrecht zur optischen Achse (o) der von einem auszumessenden Kurvenbereich (K) der Kornea reflektierten Strahlung (5a, 5b; 41) zweier Reflexionsorte (Y, Z) der beiden Testobjekte (Mireε) (B, Q) und senkrecht zur Verbindungslinie der Testobjekte (B, Q) angeordnete Schwenkachse (37; 45) verschwenkbaren, physikalischen, durch Teilreflexion einen Strahl in zwei Strahlen aufteilenden und auch wieder vereinenden Strahlteiler (9; 42), durch dessen Ver- εchwenkung die Bildhöhenabbildung (h') der Reflexionε- punkte (Y, Z) verdoppelbar und gemäß dem gewählten Ver- schwenkungswinkel (α) definiert gegeneinander verschiebbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch wenig- stens einen Reflektor (17a, 17b; 47a, 47b), der wenigstens einen der beiden durch den Strahlteiler (9; 42) aufgeteilten Teilεtrahlenbündel (13a/b, 15a/b; 44a, 44b) zu diesen (9; 42) rückreflektiert.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Reflektor (17a, 17b; 47a, 47b) für jedes der durch den Strahlteiler (9; 42) aufgeteilten Teilstrahlenbündel (13a/b, 15a/b; 44a, 44b), welche bevorzugt unter einem rechten Winkel zueinander stehen, wobei die Teilstrah- lenbündel (13a/b, 15a b; 44a, 44b) zum Strahlteiler (9; 42), insbesondere bei dessen Mittellage in sich rückre- flektierbar sind und derart verlaufen, daß in der Mittellage des verschwenkbaren Strahlteilers (9; 42) beide Teilstrahlenbündel (13a/b, 15a/b; 44a, 44b) im Ort der Bildebene (34) der Reflexionsorte (Y, Z) εich überlagern.
4. Vorrichtung nach Anεpruch 2 oder 3 , dadurch gekennzeich- net, daß die Schwenkachεe (37; 45) parallel zu wenigstens einer der Reflektoroberflächen verläuft.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4 , gekenn- zeichnet durch ein Bilddrehelement (55), insbesondere ein zum Strahlengang (49) unter 45° angeordnetes, einen Dachkantwinkel von 90"aufweisendes Dachkantprisma (55), welches in dem dem Strahlteiler (42) nachgeordneten optischen Strahlengang (49, 53), in dem die durch den Strahlteiler (42) überlagerbaren Strahlen verlaufen, angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet, daß der physikalische Strahlteiler als polarisierender Strahlteiler (9) ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6 , gekennzeichnet durch eine vor jedem Reflektor (17a, 17b) angeordnete Phasenplatte (19a, 19b) zur 90°- (270°-)-Drehung der Polarisations- ebene deε jeweiligen auε dem Strahlteiler (9) austretenden und durch den betreffenden Reflektor (17a, 17b) in diesen rückreflektierten Teilstrahlenbündelε (13a/b, 15a/b) .
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlführung (23, 25) im Zusammenhang mit dem Strahlteiler (9; 42) derart ausgebildet ist, daß die die Strahlführung verlassenden Strahlenbündel annähernd mit den in den Strahlteiler (9; 42) ein- fallenden fluchten.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB963094A (en) * 1962-05-22 1964-07-08 Guilbert Routit & Cie Sa Improvements in or relating to ophthalmometers
FR2345978A1 (fr) * 1976-04-02 1977-10-28 Zeiss Carl Fa Appareil combine pour l'examen de l'oeil
GB2177813A (en) * 1985-07-12 1987-01-28 Clement Clarke Int Keratometer
US4770523A (en) * 1985-01-25 1988-09-13 Nippon Kogaku K. K. Apparatus for measuring curvature
DE4316782C1 (de) * 1993-05-19 1994-09-29 Block Medtech Gmbh Ophthalmometer

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB963094A (en) * 1962-05-22 1964-07-08 Guilbert Routit & Cie Sa Improvements in or relating to ophthalmometers
FR2345978A1 (fr) * 1976-04-02 1977-10-28 Zeiss Carl Fa Appareil combine pour l'examen de l'oeil
US4770523A (en) * 1985-01-25 1988-09-13 Nippon Kogaku K. K. Apparatus for measuring curvature
GB2177813A (en) * 1985-07-12 1987-01-28 Clement Clarke Int Keratometer
DE4316782C1 (de) * 1993-05-19 1994-09-29 Block Medtech Gmbh Ophthalmometer

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