AT504181B1 - Fourier-domain-interferometrie zur augen-teilstreckenmessung - Google Patents

Description

2 AT 504 181 B1

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Augen-Teilstreckenmessung mit Fourier-Domain-Interferometrie, bestehend aus einem Spektrometer mit einer Lichtquelle und mindestens einem Referenz- und mindestens einem Messarm.

Kurzkohärenz-Interferometrie ist ein optisches Längen-Messverfahren, das bereits breite Anwendung gefunden hat. Die WO 2002/04888 beschreibt z.B. eine Einrichtung zur Kurzkohärenz-Interferometrie zur Vermessung von Ventilen für Verbrennungsmotoren. Die Verwendung der Fourier-Alternative der Kurzkohärenz-Interferometrie - hier als Fourier-Domain-Interfero-metrie (FDI) bezeichnet - führt zu einer erheblichen Sensitivitäts-Steigerung gegenüber der bisher üblichen Zeit-Domäne Kurzkohärenz-Interferometrie. Die spezifischen Eigenschaften der Fourier-Domain-Interferometrie erfordern jedoch erhebliche Anpassungen an das Problem der Augenlängen-Messung.

Die moderne optische Messung der Augenlänge basiert auf der Kurzkohärenz-Interferometrie, bei der als Messsignal das Kurzkohärenz-Interferogramm der Lichtwellen, die an Cornea und Fundus reflektiert werden, verwendet wird. Der optische Abstand Licht reflektierender oder zurückstreuender Stellen im Messobjekt ist gleich dem Abstand der entsprechenden Kurzkohä-renz-lnterferogramme. Dieses Verfahren hat gegenüber der FDI den Nachteil geringerer Sensi-tivität, was insbesondere den Einsatz dieses Verfahrens bei Kataraktaugen einschränkt.

Neuerdings ist gezeigt worden, dass Kurzkohärenz-Längenmessverfahren, die zunächst das Spektrum des interferierenden Mess- und Referenz-Lichts am Interferometerausgang registrieren und daraus das Interferogramm berechnen, eine deutlich bessere Sensitivität besitzen. Diese FDI ermöglicht schnellere Messungen und Messungen an dichteren Katarakten als bisher, was vom medizinischen Standpunkt aus sehr wünschenswert ist.

Es ist bekannt, dass das Messsignal der Kurzkohärenz-Interferometrie, das (in Analogie zum entsprechenden Ultraschallverfahren) sogenannte A-Scan Signal, die Kreuzkorrelation des Referenzlichts mit dem Objektlicht am Interferometerausgang ist. Es ist weiters bekannt, dass man per Fouriertransformation einer spektralen Intensitätsverteilung die Autokorrelation des zugrunde liegenden Lichtsignals bekommt. Bildet man also die Fourier-Transformation (FT) des Lichtspektrums l(k) am Interferometerausgang, erhält man eine Autokorrelation der Summen der überlagerten Referenz- und Objektwellen. Diese Autokorrelation enthält auch die gewünschte Kreuzkorrelation oder das Interferogramm IN(z) des Referenzlichts mit dem Objektlicht [Fercher-AF, Drexler-W, Hitzenberger-CK, Lasser-T, Optical Coherence Tomography-Principles and Applications. Rep. Prog. Phys. 66(2), 239-303, 2003]. IN(z) ist dann das A-Scan Signal, das am Computer-Monitor dargestellt wird. Die Signalspitzen markieren die Positionen Licht reflektierender Stellen im Messobjekt, siehe Figur 1.

Wir können daher für das A-Scan Signal vereinfacht schreiben: IN(z)~ FT{l(k)} (1) 2n 2nc k ist die Wellenzahl, vdie Frequenz: k = — =-; z ist die Koordinate im Ortsbereich; IN{z) ist

λ V das Interferogramm und l(k) das Intensitätsspektrum des verwendeten Lichts. Derzeit wird in der Kurzkohärenz-Interferometrie meist Licht von Superlumineszenzdioden im nahen Infrarotbereich mit Wellenlängen-Bandbreiten um ΔΑ = 20 nm benutzt. Dies ergibt eine Kohärenzlänge und damit eine Messgenauigkeit in der Grössenordnung von 30 μιν.

Die direkte Anwendung der FDI zur Augenlängen-Messung scheitert daran, daß man mit den bisher erhältlichen Photodioden-Arrays nicht das gesamte der Augenlänge entsprechende Spektrum detektieren kann. Die Feldtiefe T, die ein Detektor-Array liefert, ist gegeben durch 3 AT 504 181 B1 7 = N· π 2Ak ’ (2) worin N die Diodenanzahl des Photodioden-Arrays ist und Ak die Wellenzahl-Bandbreite des Lichts ist, siehe die oben zitierte Arbeit [Fercher-AF, et al., 2003]. Mit heute üblichen Anordnungen erreicht man Feldtiefen von etwa 7 s 5 mm. Strecken S > 7 können offensichtlich nicht gemessen werden, wie man an Figur 1 leicht abliest. Für die gesamte Augenlänge wären Messfelder von 40 mm Tiefe und in Einzelfällen auch größer erforderlich. Dieses Problem umgeht beispielsweise die Patentanmeldung der Firma NIDEK (Anmeldung EP 1 602 320 A1) mit einem Interferometer, das - wie beim IOL Master der Firma Carl Zeiss Meditec AG - als Referenzfläche die Cornea benutzt und die Referenzstrahl-Messstrahl-Wegdifferenz mittels eines flexiblen optischen Auszugs im Strahlengang verkleinert. So braucht die Messfenster-Tiefe nur die Abweichung zwischen der Referenzstrahl-Messstrahl-Wegdifferenz und der Augenlänge zu erfassen. Dieses Prinzip ist jedoch auch nachteilig: Das für die Messung benutzte Spektrum am Interferometer-Ausgang basiert nun nämlich auf einem Interferogramm zweier Lichtwellen, die beide durch Reflexion an biologischen Grenzflächen (beispielsweise Cornea-Vorderfläche und Augenlinsen-Vorderfläche) entstehen. Man sieht ein Signal nur, wenn beide sehr instabilen Signale gleichzeitig vorhanden sind. Das ist nicht immer einfach zu realisieren; außerdem ist eine Optimierung der Intensitäten dieser zwei Wellen für maximale Sensitivität nicht einfach, da die für die Messung effektiven Reflektivitäten beider biologischer Grenzflächen auch von der Strahlposition abhängt, die wegen der inhärenten Bewegungen lebender Objekte schwer kontrollierbar ist.

Schließlich ist die Sensitivität der FDI von der Position des Signals im Messfeld abhängig. Es können daher nicht beide eine zu messende Strecke markierenden Signale mit optimaler Sensitivität detektiert werden.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung anzugeben, welche die eine zu messende Distanz begrenzenden Signal-Spitzen unabhängig voneinander zu optimieren gestattet.

Die Aufgabe wird von einer Anordnung zur Augen-Teilstreckenmessung mit Fourier-Domain-Interferometrie, bestehend aus einem Spektrometer mit einer Lichtquelle und mindestens einem Referenz- und mindestens einem Messarm gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, dass zur Vermeidung der Nachstellung der optischen Weglänge stattdessen zwei Messfelder vorgesehen sind, mit separaten Mess- und Referenzstrahlen. Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anordnung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Das Auge wird hierbei mit einem aus zwei gegeneinander axial versetzten Einzelstrahlen bestehenden Doppel-Messstrahl beleuchtet, wie das schon bei dem lOL-Master der Fall ist. Anders als beim lOL-Master jedoch, werden hier (zwei) Referenzstrahlen benutzt.

Bei dieser „2-Messfelder-Methode“ werden über die zugehörigen Referenzspiegel die Mess-Positionen zweier Messfelder in weiten Bereichen frei wählbar und es können gleichzeitig zwei separate Teilstrecken von der Ausdehnung des Messfelds mit den darin enthaltenen Reflexen auf dem Monitor sichtbar gemacht werden. Sinnvollerweise wird man die Referenzstrahllängen so wählen, dass in den zwei Messfeldern enthaltene Signal-Spitzen (S1 und S2) im Messergebnis, also in der Fourier-Transformierten des Spektrums, nicht überlappen, sondern separat dargestellt werden, wie in der Figur 2 illustriert.

Nun entspricht der Abstand der 2 Signal-Spitzen allerdings nicht mehr dem tatsächlichen Abstand der zugrunde liegenden reflektierenden Flächen, sondern ist um die Differenz der zwei Referenzstrahlen verkürzt. Man kann die Positionen der Messflächen in Realzeit verfolgen und 4 AT 504 181 B1 so erkennen, ob man eine sinnvolle Messung ausführt. Eine Identifizierung der Messsignale ist ebenfalls aufgrund der Kopplung ihrer Positionen an die entsprechenden Referenzspiegel leicht erkennbar.

Die nutzbare Feldtiefe T wird bei dem ursprünglichen FDI-Verfahren auch dadurch begrenzt, dass das Kurzkohärenz-Interferogramm IN(z) aus der vom Detektor-Array registrierten reellen Intensität l{k) und nicht aus dem (komplexen) Frequenzspektrum l(k) des Lichts am Interferometer-Ausgang berechnet wird. Das Ergebnis ist eine Hermitesche Funktion: Man erhält nicht das Interferogramm IN(z), sondern die Autokorrelation der Summen der überlagerten Referenz-und Objektwellen und bei optimaler Position des Referenzspiegels zwei separate, zum Koordi-naten-Ursprung symmetrische Rekonstruktionen des Messsignals, nämlich eine bei positiven und eine bei negativen Koordinaten, was die Messtiefe mindestens halbiert. Zu diesem Problem werden hier 2 Lösungen angegeben: 1. kann man das komplexe Spektrum l(k) durch rechnerische komplexe Ergänzung der gemessenen reellen Intensität l{k) mit der zugehörigen Quadraturkomponente oder „Blindkomponente“ rechnerisch a posteriori, also im Anschluss an die eigentliche Messung, gewinnen. Dadurch verschwindet die Rekonstruktion des Messsignals bei negativen Koordinaten. Dieses Verfahren ist die Methode des analytischen Signals der Nachrichtentechnik und ist auch in der Optik schon seit längerem in Gebrauch [z.B. im Standard Optik-Lehrbuch von Born-M und Wolf-E, Principles of Optics, Cambridge, Cambridge University Press, 6. Auflage, 1980, Seite 495 ff): i(k) = l[l(k)+iHT{l(k)}\, (3) HT{I} ist die Hilbert-Transformierte von / oder die zu / gehörige Quadraturkomponente. 2. kann man die zur reellen Intensität l(k) zugehörige Quadraturkomponente auch experimentell messen, indem man im Spektrum l(k) eine Phasenverschiebung von 90° einführt. Dieses Verfahren wurde erstmalig von Leitgeb und Mitarbeitern beschrieben [Leitgeb-RA, Hitzenberger-CK, Fercher-AF, Bajraszewski-T, 2003, Phase-shifting algorithm to achieve high-speed long-depth-range probing by frequency-domain optical coherence tomography Opt. Lett., 28, p. 2201-2203], In der vorliegenden Patentanmeldung wird eine technische Lösung präsentiert, die auf geringen Verschiebungen des im Spektrometer benutzten Beugungsgitters beruht.

Grundsätzlich kann man hierdurch die Feldtiefe der FDI verdoppeln und für geringere Feldtiefenansprüche auch mit einem Messfeld das Auslangen finden. Jedoch muss man bedenken, dass die FDI tiefenabhängige Sensitivität besitzt. So ist die Sensitivität für jene Grenzfläche einer Strecke, die der virtuellen Referenzspiegel-Position zunächst liegt, maximal. Sie kann aber für die hiervon maximal distanzierte Grenzfläche mehr als 10 dB geringer sein und eine Messung unterbinden. Ferner enthält das mit dem komplexen Spektrum berechnete A-Scan Signal immer noch störende Terme, siehe die oben zitierte Arbeit [Leitgeb-RA, et al., 2003]. Die 2-Messfelder-Methode der vorliegenden Patentanmeldung löst auch dieses Problem, weil jede Grenzfläche einer zu messenden Strecke durch eine entsprechende Referenzstrahl-Länge im zugehörigen Messfeld mit maximaler Sensitivität dargestellt werden kann.

Bei diesen Messungen erhält man per Fourier Transformation des Spektrums für jede lichtreflektierende Stelle im Auge eine Signalspitze. Die Zuordnung dieser Signale zu den tatsächlichen Augenstrukturen ist nicht immer einfach. Besonders die Signale der Retina können sehr komplex sein, wie beispielsweise in der Figur 3 dargestellt.

Hierbei dominiert zwar in der Regel das am retinalen Pigmentepithel (RPE) reflektierte Licht. Zur Augenlängenmessung wäre der Abstand dieses Signals vom vorderen Corneasignal geeignet. Allerdings kommt es auch vor, dass, je nach Position des Auges, andere Signalspitzen des retinalen Signalkomplexes dominieren, was zu Fehlmessungen führen kann. 5 AT 504 181 B1

Um hier eindeutige Längenmessungen zu erhalten, gibt es neben anderen schon bekannten Lösungen die folgenden 3: 1. kann man mehrmals messen, weil die FDI sehr schnell ist. Die Erfahrung zeigt, dass man dann meist auch Signale mit einer starken RPE Spitze erhält. Man erkennt sie daran, dass sie bei den größten z-Positionen des Retina-Signalkomplexes auftritt. 2. kann man die Signale mehrerer Messung summieren, dann erhält man eine Summe mit dominierender RPE Spitze. 3. kann man die Tatsache benutzen, dass das vom RPE remittierte Licht in seiner Polarisation, anders als Licht von den übrigen retinalen Schichten, stark verändert ist [Pircher-M, Götzinger-E, Leitgeb-R, Sattmann-H, Findl-O, and Hitzenberger-CK, 2004, Imaging of polarization proper-ties of human retina in vivo with phase resolved transversal PS-OCT: Opt. Exp., 12, p. 5940-5951]. Ein orthogonal zum Beleuchtungslicht orientierter Referenzstrahl kann daher das von den übrigen retinalen Schichten reflektierte Licht stärker unterdrücken als jenes vom RPE.

Beleuchtet man das Auge, wie in der vorliegenden Patentanmeldung vorgesehen, mit einem Doppelstrahl, werden die Komponenten dieses Doppelstrahls an allen Grenzflächen des Auges zurück reflektiert. Dies führt zu reflektierten Wellen, deren Wegdifferenzen erheblich verkleinert werden, wenn deren Anfangs-Wegdifferenz nicht grösser ist als zweimal Augenlänge plus Feldtiefe. Solche Wellen ergeben ein kontrastreiches Spektrum. Um die hierdurch erzeugten Artefakte zu vermeiden, muss daher die Anfangs-Wegdifferenz der Komponenten des beleuchtenden Doppelstrahls größer sein als zweimal Augenlänge plus Feldtiefe.

Beispiele erfindungsgemässer Anordnungen werden anhand der folgenden Figuren 4 bis 8 beschrieben.

In der Figur 4 deutet 1 eine in der Kurzkohärenz-Interferometrie übliche Lichtquelle, beispielsweise eine Superlumineszenz-Diode, an. Die Lichtleitfaser 2 leitet das von 1 emittierte Licht zu einem Kollimator 3, der das aus der Lichtleitfaser 2 emittierte Lichtbündel 4 kollimiert und durch den Strahlteiler 5 hindurch als Messstrahl 15 über den Umlenkspiegel 6 zum Strahlteiler 7 reflektiert. Der Strahlteiler 7 bildet mit den Spiegeln 8 und 9 ein Michelson-Interferometer 10, welches den Doppelstrahl 11 erzeugt, der durch den Strahlteiler 12 hindurch auf das Auge 13 gerichtet wird. Die von den Grenzflächen des Auges 13 reflektierten und zurück gestreuten Lichtwellen werden vom Strahlteiler 12 zum Strahlteiler 14 und von diesem zum Spektrometer 16 gespiegelt.

Das vom Strahlteiler 5 gespiegelte Lichtbündel 17 trifft auf den Strahlteiler 18, der mit den Spiegeln 19 und 20 ein weiteres Michelson-Interferometer 21 bildet, welches den Referenz-Doppelstrahl 22 erzeugt, der durch den Strahlteiler 14 hindurch zum Spektrometer 16 gespiegelt wird. Das Spektrometer 16 besteht aus einem Reflexionsgitter 23, einer Spektrometeroptik 24 und einem linearen Detektor-Array 25. Alternativ kann auch ein Spektrometer mit einem Transmissionsgitter oder einem anderen dispersiven Element benutzt werden.

Die Messung intraokulärer Distanzen erfolgt so, dass die 2 Referenzspiegel 19 und 20, beispielsweise mit Hilfe von Schrittmotor- oder Piezomotor-gesteuerten Positionierern 119 und 120, so verschoben werden, dass die Signalspitzen jener Grenzflächen im Messfeld sichtbar werden, die die zu messende Distanz definieren, siehe Figur 1. Für die in der Figur 1 angedeutete Messung der Augenlänge L ist beispielsweise (4)

In der Figur 5 ist ein Teil des Interferometers nach Figur 4 faseroptisch ausgeführt. Hier wird das von der Kurzkohärenz-Lichtquelle 1 emittierte Licht von der Lichtleitfaser 30 zum Koppler 6 AT 504 181 B1 31 geführt und von diesem in Messstrahl und Referenzstrahl geteilt, die durch die Fasern 32 und 33 und die Kollimatoren 34 und 35 den Interferometern 10 und 21 zugeführt werden. Der restliche Strahlengang entspricht jenem der Figur 4.

In der Figur 6 ist das Kurzkohärenz-Interferometer mit einem Doppel-Spektrometer 40 ausgerüstet. Es besteht aus zwei gleichen Beugungsgittern 42 und 43, einem Strahlteiler 14, der hier die an den Gittern 42 und 43 gebeugten Strahlen zusammenführt, und dem linearen Detektor-Array 25. Die vom Auge 13 reflektierten und zurück gestreuten Lichtwellen 41 werden von dem Beugungsgitter 42 gebeugt und der Doppel-Referenzstrahl 22 wird von dem Beugungsgitter 43 gebeugt; beide Beugungsbilder überlagern auf dem linearen Detektor-Array 25. Man muss die zwei Beugungsgitter 42 und 43 durch Beobachtung von der Array-Seite her so einjustieren, dass sie kongruent sind. Dann arbeitet das in der Figur 6 dargestellte Kurzkohärenz-Interferometer genauso, wie jenes der Figuren 4 und 5. Das Detektror-Array 25 registriert so die reelle Intensität l(k) des (komplexen) Frequenzspektrums l(k) des Lichts am Interferometer-Ausgang.

Das Beugungsgitter 43 des Doppel-Spektrometers 40 ist mit einem piezoelektrischen Aktuator 45 verbunden, der es in der Gitterebene normal zu den Gitterlinien um Va Gitterkonstante verschieben kann (Doppelpfeil 46). Damit erhalten die am Gitter gebeugten Wellen eine Phasenverschiebung um πΙ 2. In dieser Position registriert daher das Detektor-Array 25 die zur reellen Intensität l{k) zugehörige Quadraturkomponente, mit der man nach Gleichung 3 das komplexe Frequenzspektrum f(k) des Lichts am Interferometer-Ausgang erhält.

Analog kann auch das Gitter 42 um Va Gitterkonstante verschoben werden. Alternativ kann eine Phasenverschiebung der Referenzstrahlen auch mittels eines elektrooptischen Phasenmodulators 44 im Doppel-Referenzstrahl 22 erfolgen. Dieser kann auch im Doppel-Messstrahl 41 angeordnet werden. Während jedoch die Gitter-Methode von der Wellenlänge unabhängig wirkt, ist dies bei der Phasenmodulator-Methode nicht der Fall; letztere Methode kann allerdings bei Wellenlängen-Bandbreiten bis zu einigen 10 nm durchaus verwendet werden.

Die Figur 7 stellt eine Anordnung zur Augen-Teilstreckenmessung mittels Fourier-Domain-Interferometrie dar, die zur Achslängenmessung selektiv das retinale Pigmentepithel (RPE) benutzt und das von den anderen retinalen Schichten zurück gestreute Licht polarisationsoptisch diskriminiert. Hierzu befindet sich in dem vom Kollimator 3 abgestrahlten Lichtbündel 4 ein Linear-Polarisator 51. Dieser stellt einen definierten Polarisationzustand des Lichtbündels 4, welches das Kurzkohärenz-Interferometer beleuchtet, sicher. Ferner befindet sich in jenem Referenz-Teilstrahl 53, der mit dem vom Fundus des Auges 13 reflektierten Licht interferiert, eine λ / 4-Platte 52 unter 45° zur Polarisationsebene. Hierdurch entsteht zirkular polarisiertes Licht, das durch die Reflexion an dem Referenzspiegel 19 seine Drehrichtung umkehrt. Beim nochmaligen Durchlaufen der λ 14-Platte 52 entsteht wieder linear polarisiertes Licht, nunmehr jedoch mit um 90° gedrehter Polarisationsebene, also normal zur ursprünglichen Polarisationsebene. Bei normal zur ursprünglichen Richtung polarisiertem Licht führt lediglich das vom RPE reflektierte Licht, welches in seiner Polarisationsrichtung verändert ist, zu Interferenzen. So erhält man die Distanz zwischen Coraea-Vorderfläche und RPE, also eine Augen-Achslängen-messung auf Basis des RPE.

Durch Drehen dieser λ / 4-Platte (Doppelpfeil 55) um eine Achse 53' parallel zur Achse des Strahls 53 kann der Anteil des parallel zur ursprünglichen Polarisationsebene polarisierten Lichts auch verändert werden. Hierdurch kann die Stärke der Interferenzen mit dem vom Fundus reflektierten Licht eingestellt werden und neben dem RPE können auch die anderen Grenzschichten der Retina sichtbar gemacht werden.

Analog hierzu kann die Polarisationsebene des Strahls 53 mit Hilfe einer um die Strahlachse 53' drehbaren λ / 2-Platte an der Stelle von 52 gedreht werden und so die Stärke der Interferenzen mit dem vom Fundus reflektierten Licht verändert werden. 7 AT 504 181 B1

Weitere Anpassungen an verschiedene Messumstände sind durch die in der Figur 8 angeführten Hilfseinrichtungen möglich, die im Doppel-Messstrahl 11 angeordnet oder in diesen eingespiegelt werden können: 5 Zur Kompensation des Astigmatismus der Probandenaugen kann eine Linsengruppe 80 aus zwei Zylinderlinsen 81 und 82 entgegengesetzter Brechkraft benutzt werden. Durch Verdrehen ihrer Zylinderachsen um die Achse des Doppel-Messstrahls 11 relativ zueinander (Doppelpfeil 83) können unterschiedliche zylindrische Brechkräfte der Linsengruppe realisiert werden. Durch Drehen der gesamten Linsengruppe (Doppelpfeil 84) um die Achse 11' des Doppel-Messstrahls io 11 kann die Orientierung der Zylinderachse der Gruppe verändert werden. Mit dieser Hilfseinrichtung kann man im Doppel-Messstrahl einen dem Probandenauge entgegengesetzten Astigmatismus erzeugen und den Probanden-Astigmatismus kompensieren.

Eine Zoom-Optik 86 (beispielsweise mit einer verschiebbaren - Doppelpfeil 87 - Zerstreungslin-15 se 88 zwischen zwei Sammellinsen 89 und 90) kann dazu verwendet werden, eine Ametropie des Probandenauges zu kompensieren. Diese Zoom-Optik hat eine Mittelstellung mit Brechkraft Null und kann positive als auch negative Brechkräfte erzeugen.

Mit Hilfe des Strahlteilers 92 kann eine Refraktometrie-Vorrichtung, beispielsweise ein Hartinger 20 Koinzidenz-Refraktometer (offener Pfeil 93) eingespiegelt werden. Analog kann mit Hilfe des Strahlteilers 94 ein Fixierlicht (Pfeil 95) eingespiegelt werden, um die Sehachse des Probandenauges 13 festzulegen.

Die Gruppe 100 besteht aus 2 Keilen 101 und 102, die relativ zueinander verschiebbar sind 25 (Doppelpfeil 97). Hierdurch kommt es zu einer Deviation des Doppel-Messstrahls 11, deren Größe durch den Betrag der relativen Prismenverschiebung und deren Richtung durch Drehen (Doppelpfeil 103) der Prismengruppe um die Achse 11' des Doppel-Messstrahls 11 verändert werden kann. So kann die optische Achse des fixierten Auges parallel zur Strahlachse 11’ des Doppel-Messstrahls eingestellt werden, um optimale Lichtreflexe aus dem Auge zu erhalten. 30

Die Zoom-Optik 110 dient für Messungen an der Vorderkammer des Probandenauges. Sie ist so ausgelegt, dass ihre Brechkraft von Null bis zu einigen -zig Dioptrien einstellbar ist. Die durch diese Optik erzeugte Fokussierung des Doppel-Messstrahls 11 in oder nahe an die Vorderkammer erhöht die Signalstärke der aus der Vorderkammer reflektierten Lichtanteile. Zu starke 35 Fokussierung jedoch, erfordert sehr sorgfältige Einstellung und Beibehaltung der transversalen Position des Auges, was schwierig ist. Man wird daher das Optimum bei einer geringeren Fokussierung finden. Dieses muss empirisch über entsprechende Einstellungen der Zoom-Optik 110 gefunden werden. Hierzu kann diese Zoom-Optik neben einer Brechkraftverstellung (Doppelfeil 111) auch eine Verstellmöglichkeit ihrer Position in Richtung der optischen Achse 11' des 40 Doppel-Messstrahls 11 besitzen (Doppelpfeil 112). Übrigens kann man anstelle der Zoom-Optik auch Optiken 113 entsprechender fixer Brechkraft in den Strahlengang einschwenken (Doppelpfeil 114), und ebenfalls in Richtung der optischen Achse 11' verstellbar anordnen.

Die oben angeführten Hilfseinrichtungen können alle zusammen im Doppel-Messstrahl 11 45 angeordnet werden. Alternativ können natürlich auch einzelne oder einige dieser Einrichtungen angeordnet werden. Die Gruppe 100 erfordert jedoch eine separate Fixierung des Auges 13 und kann daher nur gemeinsam mit der Augenfixierung mit den Komponenten 94 und 95 angeordnet werden. Da der Proband bei den hier üblicherweise benutzten Wellenlängen den Mess-Doppelstrahl 11 rot sieht, ist für das eingespiegelte Licht eine andere Farbe, beispielsweise 50 grün, vorteilhaft.

Es sei noch erwähnt, dass neben der Konfiguration eines FDI nach Figur 4 auch die anderen Konfigurationen analog zu Figur 5 faseroptisch modifiziert werden können. 55 Das erfindungsgemässe Verfahren wurde im obigen Text anhand der Messung der Achslänge

Claims (18)

1. 8 AT 504 181 B1 des Auges beschrieben. Es sei jedoch hier auch explizit darauf hingewiesen, dass dieses Verfahren auch zur Messung anderer intraokulärer Distanze, wie der Corneadicke, der Vorderkammertiefe und der Linsendicke eingesetzt werden kann. Hierzu brauchen lediglich die Referenzspiegel 19 und 20 in solche Positionen verschoben werden, dass die entsprechenden Reflexe in den zwei Messfenstern sichtbar werden. Die Längenmessung erfolgt analog wie oben im Zusammenhang mit Gleichung 4 beschrieben. Patentansprüche: 1. Anordnung zur Augen-Teilstreckenmessung mit Fourier-Domain-Interferometrie, bestehend aus einem Spektrometer mit einer Lichtquelle und mindestens einem Referenz- und mindestens einem Messarm, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vermeidung der Nachstellung der optischen Weglänge stattdessen zwei Messfelder vorgesehen sind, mit separaten Mess- und Referenzstrahlen.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus zwei gegeneinander axial versetzten Einzelstrahlen bestehender Doppelstrahl vorgesehen ist zur Beleuchtung des Auges.
3. 3. Anordnung nach den obigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus zwei axial um eine Distanz größer als Feldtiefe plus Augenlänge versetzten Einzelstrahlen bestehender Doppelstrahl vorgesehen ist zur Beleuchtung des Auges.
4. 4. Anordnung nach den obigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine zur Bestimmung des komplexen Spektrums l(k) durch komplexe Ergänzung der gemessenen reellen Intensität l(k) mit der rechnerisch ermittelten zugehörigen Quadraturkomponente oder „Blindkomponente“ geeignete Vorrichtung enthält.
5. 5. Anordnung nach den obigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass zur experimentellen Bestimmung der zur komplexen Ergänzung der gemessenen reellen Intensität erforderlichen Quadraturkomponente oder „Blindkomponente“ ein im Spektrometer benutztes Beugungsgitter verschiebbar angeordnet ist.
6. 6. Anordnung nach den obigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass zur experimentellen Bestimmung der zur komplexen Ergänzung der gemessenen reellen Intensität erforderlichen Quadraturkomponente oder „Blindkomponente“ ein elektrooptischer Modulator im Doppelstrahlabschnitt (22) des Referenzarmes oder im Doppelstrahlabschnitt (41) des Messarmes angeordnet ist.
7. 7. Anordnung nach den obigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine die Signale mehrerer Messungen summierende Vorrichtung enthält.
8. 8. Anordnung nach den obigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Linearpolarisator am Interferometereingang (51) und eine λ / 4-Platte (52) in einem Referenzstrahl angeordnet sind, um das Licht der übrigen retinalen Schichten stärker zu unterdrücken als jenes vom retinalen Pigmentepithel.
9. 9. Anordnung nach den obigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Linearpolarisator am Interferometereingang (51) und eine λ / 2-Platte (52) in einem Referenzstrahl angeordnet sind, um das Licht der übrigen retinalen Schichten stärker zu unterdrücken als jenes vom retinalen Pigmentepithel.
10. 10. Anordnung nach den obigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass im Doppelstrahlabschnitt des Messarms eine Linsengruppe (80) aus zwei Zylinderlinsen mit entgegenge- 9 AT504 181 B1 setzter Brechkraft angeordnet ist, um Astigmatismen der Probandenaugen zu kompensieren.
11. 11. Anordnung nach den obigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kompensation einer Ametropie des Probandenauges eine Zoom-Optik (86) im Doppelstrahlabschnitt des Messarms angeordnet wird.
12. 12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Kompensation einer Ametropie des Probandenauges benutzte Zoom-Optik (86) eine sowohl positive als auch negative Brechkräfte erzeugende Optik ist.
13. 13. Anordnung nach den obigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strahlteiler vorgesehen ist, um eine Refraktometrie-Vorrichtung in den Doppel-Messstrahl einzuspiegeln.
14. 14. Anordnung nach den obigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strahlteiler vorgesehen ist, um ein Fixierlicht in den Doppel-Messstrahl einzuspiegeln.
15. 15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierlicht grün ist.
16. 16. Anordnung nach den obigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass zur Veränderung der Richtung der optischen Achse des Auges eine aus zwei relativ zueinander verschiebbaren Keilen bestehende Prismengruppe (100) im Doppelstrahlabschnitt des Messarms angeordnet ist.
17. 17. Anordnung nach den obigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Fokussierung des Doppel-Messstrahls in oder nahe an die Vorderkammer eine Zoom-Optik (110) im Doppelstrahlabschnitt des Messarms angeordnet ist.
18. 18. Anordnung nach den obigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Fokussierung des Doppel-Messstrahls in oder nahe an die Vorderkammer Optiken (113) vorgesehen sind, die in den Doppelstrahlabschnitt des Messarms einschwenkbar (Doppelpfeil 114) sind. Hiezu 8 Blatt Zeichnungen