DE102012017833A1 - Interferometer-optical measuring system e.g. ophthalmic measurement system, for use in operating microscope for measuring defective vision of eye, has beam splitter arranged in optical path by radiation and/or receipt terminals at detector - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein interferometeroptisches Messsystem und hierbei insbesondere ein solches interferometeroptisches Messsystem, welches das Prinzip der Weißlichtinterferometrie einsetzt. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Messen einer Fehlsichtigkeit eines Auges.The invention relates to an interferometer-optical measuring system and in particular to such an interferometer-optical measuring system which uses the principle of white-light interferometry. Furthermore, the invention relates to a method for measuring a refractive error of an eye.
Interferometeroptische Messsysteme werden beispielsweise dazu eingesetzt, Eigenschaften eines menschlichen Auges zu messen. Beispielsweise kann die Fehlsichtigkeit eines Auges dadurch bestimmt werden, dass Messlicht auf einen kleinen Bereich einer Retina des Auges gerichtet wird, so dass der kleine Bereich der Retina des Auges selbst zu einer Quelle von Messlicht wird, dessen Wellenfronten als Kugelwellen von dem kleinen Bereich der Retina ausgehen. Das Messlicht verlässt das Auge durch die natürliche Augenlinse, wobei beim normalsichtigen, emmetropen Auge die Wellenfronten des aus dem Auge austretenden Messlichts plane Wellenfronten sind. Bei einem fehlsichtigen Auge sind die planen Wellenfronten zu deformierten Wellenfronten verformt. Durch Messen der Wellenfronten kann auf die Art der Fehlsichtigkeit des Auges geschlossen werden. Herkömmlicherweise werden Wellenfrontsensoren, wie beispielsweise Hartmann-Shack-Sensoren, zur Vermessung der Wellenfronten eingesetzt. Ein Beispiel eines ophthalmologischen Messsystems, welches einen Hartmann-Shack-Sensor zum Vermessen von Wellenfronten einsetzt, ist in
Andere ophthalmologische Messsysteme verwenden das Prinzip der Weißlichtinterferometrie und hierbei insbesondere die Methode der optischen Kohärenztomografie, um anatomische Strukturen des Auges, wie beispielsweise die der Vorderkammer oder die der Retina zu untersuchen. Ein Beispiel für ein derartiges System ist in
Es sind auch ophthalmologische Messsysteme bekannt, welche mehrere dieser Technologien, wie beispielsweise die der optischen Kohärenztomografie zur Vermessung anatomischer Strukturen und die der Wellenfrontvermessung zur Bestimmung der Fehlsichtigkeit eines Auges, in einem Gerät vereinen. Mit derartigen Geräten ist eine weitreichende Diagnose des Auges möglich, ohne den Patienten zwischen verschiedenen Geräten hin und her bewegen zu müssen. Allerdings zeichnen sich die Geräte, in welchen mehrere alternative Technologien zur Untersuchung des Auges integriert sind, durch eine erhöhte Komplexität aus.Ophthalmic measuring systems are also known which combine several of these technologies, such as optical coherence tomography for measuring anatomical structures and wavefront measurement for determining the refractive error of an eye, in one device. With such devices, a far-reaching diagnosis of the eye is possible without having to move the patient back and forth between different devices. However, the devices in which several alternative technologies are integrated for examining the eye are characterized by increased complexity.
Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, alternative Technologien zur Untersuchung von bestimmten Eigenschaften des Auges vorzuschlagen, welche insbesondere mit bestehenden Technologien zur Untersuchung anderer Eigenschaften des Auges integrierbar sind.Accordingly, it is an object of the present invention to propose alternative technologies for examining particular features of the eye, which are particularly integrated with existing technologies for examining other properties of the eye.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein interferometeroptisches Messsystem eine Lichtquelle, einen Detektor; eine optische Verzögerungseinrichtung; einen ersten Lichtabstrahl- und/oder Empfangsanschluss; einen zweiten Lichtabstrahl- und/oder Empfangsanschluss; und wenigstens einen Strahlteiler; wobei der wenigstens eine Strahlteiler in einem Lichtweg von der Lichtquelle zu der optischen Verzögerungseinrichtung angeordnet ist; wobei der wenigstens eine Strahlteiler in einem Lichtweg von der Lichtquelle zu dem ersten Lichtabstrahl- und/oder Empfangsanschluss angeordnet ist; wobei der wenigstens eine Strahlteiler in einem Lichtweg von der Lichtquelle zu dem zweiten Lichtabstrahl- und/oder Empfangsanschluss angeordnet ist; wobei der wenigstens eine Strahlteiler in einem Lichtweg von der optischen Verzögerungseinrichtung zu dem Detektor angeordnet ist; wobei der wenigstens eine Strahlteiler in einem Lichtweg von dem ersten Lichtabstrahl- und/oder Empfangsanschluss zu dem Detektor angeordnet ist; wobei der wenigstens eine Strahlteiler in einem Lichtweg von dem zweiten Lichtabstrahl- und/oder Empfangsanschluss zu dem Detektor angeordnet ist.According to one embodiment, an interferometer-optical measuring system comprises a light source, a detector; an optical delay device; a first light emitting and / or receiving port; a second light emitting and / or receiving port; and at least one beam splitter; wherein the at least one beam splitter is arranged in a light path from the light source to the optical delay device; wherein the at least one beam splitter is disposed in a light path from the light source to the first light emitting and / or receiving port; wherein the at least one beam splitter is arranged in a light path from the light source to the second light emission and / or reception port; wherein the at least one beam splitter is arranged in a light path from the optical retarder to the detector; wherein the at least one beam splitter is disposed in a light path from the first light emitting and / or receiving port to the detector; wherein the at least one beam splitter is arranged in a light path from the second light emitting and / or receiving port to the detector.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst ein interferometeroptisches Messsystem eine Lichtquelle; einen Detektor; eine optische Verzögerungseinrichtung; einen ersten Lichtabstrahl- und/oder Empfangsanschluss; einen zweiten Lichtabstrahl- und/oder Empfangsanschluss; und einen ersten Strahlteiler und einen zweiten Strahlteiler; wobei der erste Strahlteiler in einem Lichtweg von der Lichtquelle zu der optischen Verzögerungseinrichtung angeordnet ist; wobei der erste Strahlteiler in einem Lichtweg von der Lichtquelle zu dem ersten Lichtabstrahl- und/oder Empfangsanschluss angeordnet ist; wobei der erste Strahlteiler in einem Lichtweg von dem ersten Lichtabstrahl- und/oder Empfangsanschluss zu dem Detektor angeordnet ist; wobei der erste Strahlteiler in einem Lichtweg von der optischen Verzögerungseinrichtung zu dem Detektor angeordnet ist; wobei der zweite Strahlteiler in einem Lichtweg von dem ersten Lichtabstrahl- und/oder Empfangsanschluss zu dem Detektor angeordnet ist; und wobei der zweite Strahlteiler in einem Lichtweg von dem zweiten Lichtabstrahl- und/oder Empfangsanschluss zu dem Detektor angeordnet ist.According to a further embodiment, an interferometer-optical measuring system comprises a light source; a detector; an optical delay device; a first light emitting and / or receiving port; a second light emitting and / or receiving port; and a first beam splitter and a second beam splitter; wherein the first beam splitter is disposed in a light path from the light source to the optical delay device; wherein the first beam splitter is disposed in a light path from the light source to the first light emitting and / or receiving port; wherein the first beam splitter is disposed in a light path from the first light emitting and / or receiving port to the detector; wherein the first beam splitter is arranged in a light path from the optical retarder to the detector; wherein the second beam splitter is disposed in a light path from the first light emitting and / or receiving port to the detector; and wherein the second beam splitter is disposed in a light path from the second light emitting and / or receiving port to the detector.
Das Messsystem hat hierbei den Aufbau eines Interferometers, wobei das von der Lichtquelle erzeugte Licht über zwei verschiedene Wege zum Detektor gelangen kann. Einer dieser Wege ist ein über die optische Verzögerungseinrichtung verlaufendender Referenz-Lichtweg, und der andere ist ein über die beiden Lichtabstrahl- und/oder Empfangsanschlüsse verlaufender Mess-Lichtweg.In this case, the measuring system has the structure of an interferometer, wherein the light generated by the light source can reach the detector via two different paths. One of these paths is a reference optical path passing through the optical delay device, and the other is on via the two Lichtabstrahl- and / or receiving terminals extending measuring light path.
Gemäß beispielhafter Ausführungsformen ist die Lichtquelle eine Weißlichtquelle, d. h. das von ihr erzeugte Licht weist eine signifikante Bandbreite und damit verbunden eine kurze Kohärenzlänge auf. Damit ist allerdings nicht verlangt, dass das Licht der Lichtquelle im sichtbaren Bereich liegen muss.According to exemplary embodiments, the light source is a white light source, i. H. the light generated by it has a significant bandwidth and, associated therewith, a short coherence length. However, this does not require that the light of the light source must be in the visible range.
Vielmehr können die Wellenlängen des von der Lichtquelle erzeugten Lichts im infraroten Bereich liegen.Rather, the wavelengths of the light generated by the light source may be in the infrared range.
Da das von der Lichtquelle erzeugte Licht eine kurze Kohärenzlänge aufweist, ist mit dem Detektor ein durch Interferenz zum Mittelwert erhöhtes oder erniedrigtes Messsignal dann nachweisbar, wenn der Referenz-Lichtweg und der Mess-Lichtweg in etwa gleiche optische Weglängen aufweisen, d. h. eine Differenz der optischen Weglängen der beiden Lichtwege kleiner ist als beispielsweise ein fünffaches der Kohärenzlänge des von der Lichtquelle erzeugten Lichts. Damit kann das Messsystem nach dem Prinzip der Weißlichtinterferometrie arbeiten.Since the light generated by the light source has a short coherence length, a measurement signal increased or decreased by interference to the mean value is detectable with the detector if the reference light path and the measurement light path have approximately equal optical path lengths, ie. H. a difference in the optical path lengths of the two light paths is smaller than, for example, five times the coherence length of the light generated by the light source. This allows the measuring system to operate on the principle of white-light interferometry.
Gemäß Ausführungsformen hierin. sind der Detektor und die optische Verzögerungseinrichtung derart ausgebildet, dass das Messsystem Streuintensitäten in Abhängigkeit der optischen Weglänge des Mess-Lichtzweigs aufzeichnen kann. Derartige Techniken sind aus dem Bereich der optischen Kohärenztomografie für sich genommen bekannt. So kann beispielsweise die optische Weglänge der optischen Verzögerungseinrichtung variiert und in Abhängigkeit der momentanen optischen Weglänge die Intensität des durch den Detektor detektierten Signals aufgezeichnet werden. Dies entspricht der Technik des Time-Domain OCT (TD-OCT). Daneben gibt es auch noch die Technik der Frequency-Domain OCT (FD-OCT), bei welcher bei einem festen Wert der optischen Weglänge der optischen Verzögerungseinrichtung die Messlichtintensität von dem Detektor in Abhängigkeit von der Wellenlänge detektiert wird. Hierzu gibt es beispielsweise zwei Möglichkeiten, nämlich die der Spectral-Domain OCT (SD-OCT), bei welcher das Licht, welches den Messlichtweg durchlaufen hat, zur räumlichen Trennung von verschiedenen Wellenlängen einer Dispersion unterworfen und beispielsweise auf einen Zeilendetektor gerichtet wird, und die der Swept-Source OCT (SS-OCT), bei welcher die Wellenlänge des von der Lichtquelle erzeugten Messlichts zeitabhängig verändert wird.According to embodiments herein. the detector and the optical delay device are designed such that the measuring system can record scatter intensities as a function of the optical path length of the measuring light branch. Such techniques are known per se in the field of optical coherence tomography. For example, the optical path length of the optical delay device can be varied and the intensity of the signal detected by the detector can be recorded as a function of the instantaneous optical path length. This corresponds to the technique of Time Domain OCT (TD-OCT). In addition, there is also the technique of the frequency domain OCT (FD-OCT), in which at a fixed value of the optical path length of the optical delay device, the measurement light intensity is detected by the detector as a function of the wavelength. For this there are for example two possibilities, namely that of the spectral domain OCT (SD-OCT), in which the light which has passed through the measurement light path is subjected to the spatial separation of different wavelengths of a dispersion and directed, for example, to a line detector, and the swept-source OCT (SS-OCT), in which the wavelength of the measuring light generated by the light source is changed over time.
Das Messsystem weist einen ersten Lichtabstrahl- und/oder Empfangsanschluss und einen zweiten Lichtabstrahl- und/oder Empfangsanschluss auf, wobei ein Strahlteiler vorgesehen sein kann, um von der Lichtquelle erzeugtes Messlicht sowohl dem ersten als auch dem zweiten Lichtabstrahl- und/oder Empfangsanschluss zuzuführen. Allerdings ist es auch möglich, dass das von der Lichtquelle erzeugte Messlicht lediglich dem ersten Lichtabstrahl- und/oder Empfangsanschluss zugeführt wird. Ferner ist ein Strahlteiler vorgesehen, um Licht, welches von den beiden Lichtabstrahl- und/oder Empfangsanschlüssen empfangen wird, zusammenzuführen, so dass eine Überlagerung desselben zum Detektor gelangt. Damit kann der Messlichtweg einen Lichtweg umfassen, bei welchem von der Lichtquelle erzeugtes Messlicht durch den ersten Lichtabstrahl- und/oder Empfangsanschluss hin zu einem zu vermessenden Objekt abgestrahlt wird und von dem Objekt gestreut und zurückgeworfen wird, so dass es durch den zweiten Lichtabstrahl- und/oder Empfangsanschluss empfangen und zum Detektor geleitet wird. Das Abstrahlen des Lichts hin zu dem zu vermessenden Objekt und das Empfangen des von dem Objekt gestreuten und zurückgeworfenen Lichts erfolgt somit durch zwei voneinander verschiedene Lichtabstrahl- und/oder Empfangsanschlüsse. Die beiden voneinander verschiedenen Lichtabstrahl- und/oder Empfangsanschlüsse können räumlich voneinander getrennt sein. Dies bietet im Vergleich zu dem herkömmlichen OCT-Messsystem, welches einen einzigen Lichtabstrahl- und Empfangsanschluss aufweist, durch welchen das Messlicht sowohl hin zu dem zu vermessenden Objekt abgestrahlt wird als auch das an dem Objekt gestreute und zurückgeworfene Messlicht empfangen wird, einen Vorteil. Dieser liegt darin, dass die Lichtwege des Messlichts zwischen dem einen Lichtabstrahl- und/oder Empfangsanschluss und dem Objekt bzw. dem Objekt und dem anderen Lichtabstrahl- und/oder Empfangsanschluss nicht vollständig zusammenfallen und wenigstens teilweise voneinander verschieden sind. Dadurch wird die Möglichkeit eröffnet, das Licht in diesen beiden Lichtwegen auf verschiedene Weisen zu manipulieren. Hierdurch werden neue Messprinzipien eröffnet.The measuring system has a first Lichtabstrahl- and / or receiving terminal and a second Lichtabstrahl- and / or receiving terminal, wherein a beam splitter can be provided to supply from the light source generated measuring light both the first and the second Lichtabstrahl- and / or receiving terminal. However, it is also possible for the measurement light generated by the light source to be supplied only to the first light emission and / or reception connection. Further, a beam splitter is provided to merge light which is received by the two light emitting and / or receiving ports, so that an overlay thereof reaches the detector. Thus, the measuring light path may include a light path, wherein the measuring light generated by the light source is radiated through the first Lichtabstrahl- and / or receiving terminal towards an object to be measured and scattered by the object and reflected, so that it by the second Lichtabstrahl- and / Receive port is received and directed to the detector. The emission of the light toward the object to be measured and the receiving of the light scattered and reflected back from the object thus takes place by means of two different light emission and / or reception connections. The two different Lichtabstrahl- and / or receiving terminals can be spatially separated from each other. This provides an advantage over the conventional OCT measuring system, which has a single light emitting and receiving port through which the measuring light is radiated both toward the object to be measured and the measuring light scattered and reflected back at the object. This is because the light paths of the measuring light between the one light emitting and / or receiving connection and the object or the other light emitting and / or receiving connection do not completely coincide and are at least partially different from each other. This opens the possibility to manipulate the light in these two light paths in different ways. This opens up new measurement principles.
Gemäß Ausführungsformen ist das interferometeroptische Messsystem dazu konfiguriert, Wellenfronten zu vermessen. Insofern kann das Messsystem einen herkömmlichen Sensor zum Vermessen von Wellenfronten, wie beispielsweise einen Hartmann-Shack-Sensor, ersetzen. Darüber hinaus ist das Messsystem dann vorteilhaft als ein integriertes interferometeroptisches Messsystem einsetzbar, welches neben herkömmlichen interferometrischen Messverfahren, wie beispielsweise der Vermessung von Gewebestrukturen mittels optischer Kohärenztomografie, noch die Möglichkeit der Vermessung von Wellenfronten bietet, ohne hierzu einen separaten Sensor, wie beispielsweise einen Hartmann-Shack-Sensor, zu benötigen.According to embodiments, the interferometer optical measurement system is configured to measure wavefronts. In this respect, the measuring system can replace a conventional sensor for measuring wavefronts, such as a Hartmann-Shack sensor. In addition, the measuring system can then advantageously be used as an integrated interferometer-optical measuring system which, in addition to conventional interferometric measuring methods, such as the measurement of tissue structures by means of optical coherence tomography, still offers the possibility of measuring wavefronts, without a separate sensor, such as a Hartmann transducer. Shack sensor, to need.
Um das Messlicht auf seinem Lichtweg zwischen dem ersten Lichtabstrahl- und/oder Empfangsanschluss und dem Messort und seinem Lichtweg zwischen dem Messort und dem zweiten Lichtabstrahl- und/oder Empfangsanschluss unterschiedlich zu manipulieren, können gemäß bestimmter Ausführungsformen in einem oder in beiden dieser Lichtwege weitere optische Komponenten angeordnet sein.To the measuring light on its light path between the first Lichtabstrahl- and / or receiving terminal and the measurement site and its light path be manipulated differently between the measuring location and the second Lichtabstrahl- and / or receiving terminal, according to certain embodiments, in one or both of these light paths further optical components may be arranged.
Ein Lichtabstrahl- und/oder Empfangsanschluss ist im Rahmen der vorliegenden Anmeldung eine optische Schnittstelle, von welcher aus Messlicht zu dem Messort oder zu einer der weiteren optischen Komponenten abgestrahlt werden kann und/oder welche von dem Messort bzw. einer der weiteren optischen Komponenten Messlicht empfangen kann, um dieses schließlich zu dem Detektor des interferometeroptischen Messsystems zu leiten. Insbesondere dann, wenn das interferometeroptische Messsystem faseroptisch aufgebaut ist und beispielsweise der wenigstens eine Strahlteiler ein Faserteiler ist, kann der erste und/oder der zweite Lichtabstrahl- und/oder Empfangsanschluss durch das Ende einer Glasfaser gebildet sein. Es ist ebenfalls möglich, dass der Lichtabstrahl- und/oder Empfangsanschluss durch eine Linse umfasst, welche aus einer Glasfaser austretendes Licht zur Abstrahlung in den Raum hin zu dem Messort kollimiert oder von dort einfallendes Licht in die Glasfaser einkoppelt.In the context of the present application, a light emission and / or reception connection is an optical interface from which measurement light can be emitted to the measurement location or to one of the further optical components and / or which receive measurement light from the measurement location or one of the further optical components may eventually lead to the detector of the interferometer optical measuring system. In particular, if the interferometer-optical measuring system has a fiber-optic construction and, for example, the at least one beam splitter is a fiber splitter, the first and / or the second light-emitting and / or receiving connection can be formed by the end of a glass fiber. It is likewise possible for the light emission and / or reception connection to comprise a lens which collimates light emerging from a glass fiber into the glass fiber for emission into the space toward the measurement location or for coupling incident light therefrom.
Gemäß beispielhafter Ausführungsformen umfasst die wenigstens eine optische Komponente einen teildurchlässigen Spiegel, welcher von dem Strahlengang zwischen dem ersten Lichtabstrahl- und/oder Empfangsanschluss und dem Messort durchsetzt wird und an welchem der Strahlengang zwischen dem zweiten Lichtabstrahl- und/oder Empfangsanschluss und dem Messort reflektiert wird. Bei dieser Konfiguration können die beiden Lichtabstrahl- und/oder Empfangsanschlüsse räumlich mit Abstand voneinander angeordnet sein, während sichergestellt ist, dass durch die beiden Lichtabstrahl- und/oder Empfangsanschlüsse sowohl Messlicht hin zu dem Messort gerichtet wird als auch an dem Messort gestreutes Messlicht wieder in das interferometrische Messsystem eintreten kann.According to exemplary embodiments, the at least one optical component comprises a semitransparent mirror which is penetrated by the beam path between the first light emission and / or reception port and the measurement location and at which the beam path is reflected between the second light emission and / or reception port and the measurement location , In this configuration, the two Lichtabstrahl- and / or receiving terminals can be spatially spaced apart, while ensuring that both measuring light is directed through the two Lichtabstrahl- and / or receiving ports to the measuring location as well as at the measuring point scattered measuring light back in the interferometric measuring system can enter.
Gemäß beispielhafter Ausführungsformen umfasst die wenigstens eine weitere optische Komponente ein Strahlablenkungssystem für einen der Strahlengänge zwischen dem ersten oder dem zweiten Lichtabstrahl- und/oder Empfangsanschluss und dem Messort. Das Strahlablenkersystem kann für den Strahl des Messlichts einen einstellbaren Ablenkungswinkel bereitstellen, so dass das Messlicht auf verschiedene Messorte an einem ausgedehnten Objekt gerichtet werden kann. Insbesondere ist es hierdurch möglich, den auf das Objekt gerichteten Messlichtstrahl und damit den Messort über das ausgedehnte Objekt zu scannen und an einem jeden einzelnen Messort eine weißlichtinterferometrische Messung durchzuführen, um die Streuintensitäten von Strukturen des Objekts in Abhängigkeit von der optischen Weglänge, d. h. der Tiefe des Objekts, zu ermitteln, so dass nach Abschluss des Scans Streuinformationen zu den Streuintensitäten eines ausgedehnten Volumens des Objekts gewonnen sind.According to exemplary embodiments, the at least one further optical component comprises a beam deflection system for one of the beam paths between the first or the second light emission and / or reception port and the measurement location. The beam deflector system can provide an adjustable deflection angle for the beam of the measuring light, so that the measuring light can be directed to different measuring locations on an extended object. In particular, this makes it possible to scan the measurement light beam directed onto the object and thus the measurement location over the extended object and to perform a white light interferometric measurement at each individual measurement location in order to determine the scatter intensities of structures of the object as a function of the optical path length, ie. H. the depth of the object, so that scattering information on the scatter intensities of an extended volume of the object is obtained after completion of the scan.
Gemäß beispielhafter Ausführungsformen umfasst das Strahlablenkungssystem zwei im Strahlengang hintereinander angeordnete Spiegel, von denen ein jeder um wenigstens eine Schwenkachse verschwenkbar ist, wobei die beiden Schwenkachsen zueinander so orientiert sind, dass das Verschwenken des einen Spiegels zu einer Verlagerung des Messorts auf dem Objekt in eine erste Richtung führt und die Verschwenkung des anderen Spiegels um dessen Schwenkachse zu einer Verlagerung des Messorts auf dem Objekt in eine quer zu der ersten Richtung orientierte zweite Richtung führt.According to exemplary embodiments, the beam deflection system comprises two mirrors arranged one behind the other in the beam path, each of which being pivotable about at least one pivot axis, the two pivot axes being oriented towards one another such that the pivoting of the one mirror results in a displacement of the measurement location on the object into a first mirror Direction leads and the pivoting of the other mirror about its pivot axis to a displacement of the measurement location on the object in a direction transverse to the first direction second direction leads.
Gemäß weiterer beispielhafter Ausführungsformen umfasst die wenigstens eine weitere optische Komponente eine Selektoranordnung, welche dazu konfiguriert ist, von einem größeren Gesamtquerschnitt des Strahlengangs des Messlichts lediglich einen kleineren Teilquerschnitt passieren zu lassen, wobei eine Position des Teilquerschnitts relativ zu dem Gesamtquerschnitt einstellbar ist. Die Selektoranordnung selektiert somit aus dem Gesamtquerschnitt einen kleineren Teilquerschnitt zur weiteren Verarbeitung mit dem Interferometer. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, die Gestalt von Wellenfronten von von dem Messort ausgehendem Messlicht zu vermessen, indem für verschiede Positionen des Teilquerschnitts relativ zu dem Gesamtquerschnitt jeweils eine weißlichtinterferometrische Messung vorgenommen wird und aus der Gesamtheit der Messungen Parameter bestimmt werden, welche die Gestalt der Wellenfront repräsentieren.According to further exemplary embodiments, the at least one further optical component comprises a selector arrangement which is configured to allow only a smaller partial cross section to pass from a larger overall cross section of the beam path of the measuring light, wherein a position of the partial cross section is adjustable relative to the overall cross section. The selector arrangement thus selects from the overall cross section a smaller partial cross section for further processing with the interferometer. With this configuration, it is possible to measure the shape of wavefronts of measurement light emanating from the measurement location by making a white light interferometric measurement for different positions of the partial cross section relative to the total cross section and determining from the totality of the measurements parameters which take the form of the Represent wavefront.
Gemäß beispielhafter Ausführungsformen umfasst die Selektoranordnung zwei im Strahlengang hintereinander angeordnete Spiegel, von welchen ein jeder jeweils um zwei Achsen verschwenkbar ist.According to exemplary embodiments, the selector arrangement comprises two mirrors arranged one after the other in the beam path, each of which can be pivoted about two axes in each case.
Gemäß bestimmter Ausführungsformen ist das vorangehend erläuterte interferometeroptische Messsystem in ein Operationsmikroskop integriert, welches ein Objektiv und ein Okular und/oder einen Bildsensor umfasst, um ein vergrößertes Bild des Objekts über das Okular sichtbar zu machen bzw. mit dem Bildsensor zu detektieren. Hierbei ist das interferometeroptische Messsystem mit dem Operationsmikroskop derart integriert, dass deren Strahlengänge teilweise überlagert sind und Messorte des interferometeroptischen Messsystems innerhalb des Objektfeldes des Operationsmikroskops liegen, welches über das Okular bzw. auf den Bildsensor abgebildet wird.According to certain embodiments, the interferometer-optical measuring system explained above is integrated into a surgical microscope, which comprises an objective and an eyepiece and / or an image sensor in order to make visible an enlarged image of the object via the eyepiece or to detect it with the image sensor. Here, the interferometer-optical measuring system with the surgical microscope is integrated such that their beam paths are partially superimposed and locations of the interferometer-optical measuring system within the object field of the surgical microscope are, which is imaged via the eyepiece or on the image sensor.
Gemäß bestimmter Ausführungsformen umfasst ein Verfahren zum Messen einer Fehlsichtigkeit eines Auges ein Erzeugen von Messlicht mit einer Lichtquelle; ein Aufzeichnen mehrerer Interferenzen zwischen einem ersten Teil des Messlichts und einem zweiten Teil des Messlichts mit einem Detektor, wobei der erste Teil des Messlichts einen Referenz-Lichtweg von der Lichtquelle durch eine optische Verzögerungseinrichtung mit einem einstellbaren Lichtweg zu dem Detektor durchläuft, wobei der zweite Teil des Messlichts einen Mess-Lichtweg von der Lichtquelle zu dem Detektor durchläuft, und wobei der Mess-Lichtweg einen ersten Teil-Lichtweg von der Lichtquelle zu einer Cornea des Auges und einen zweiten Teil-Lichtweg von der Cornea zu dem Detektor umfasst; ein Blockieren eines Teils des Messlichts in dem ersten Teil-Lichtweg oder dem zweiten Teil-Lichtweg derart, dass lediglich ein Teilquerschnitt des gesamten Strahlquerschnitts nicht blockiert wird und den Messlichtweg durchlaufen kann, und zwar für mehrere verschieden Position des Teilquerschnitts relativ zu dem gesamten Strahlquerschnitt; wobei während des Aufzeichnens verschiedener Interferenzen verschiedene Teilquerschnitte des gesamten Strahlquerschnitts nicht blockiert werden; und wobei das Verfahren ferner umfasst: ein Bestimmen der Fehlsichtigkeit basierend auf den mehreren aufgezeichneten Interferenzen und Positionen der während des Aufzeichnens der jeweiligen Interferenzen nicht blockierten Teilquerschnitte relativ zu dem gesamten Strahlquerschnitt. According to certain embodiments, a method for measuring a refractive error of an eye comprises generating measurement light with a light source; recording a plurality of interferences between a first part of the measuring light and a second part of the measuring light with a detector, wherein the first part of the measuring light passes through a reference light path from the light source through an optical delay device with an adjustable light path to the detector, the second part the measurement light passes through a measurement light path from the light source to the detector, and wherein the measurement light path comprises a first partial light path from the light source to a cornea of the eye and a second partial light path from the cornea to the detector; blocking a part of the measuring light in the first partial optical path or the second partial optical path such that only a partial cross section of the entire beam cross section is not blocked and can pass through the measuring optical path for a plurality of different positions of the partial cross section relative to the entire beam cross section; wherein during the recording of different interferences different partial cross sections of the entire beam cross section are not blocked; and wherein the method further comprises: determining the refractive error based on the plurality of recorded interferences and positions of the partial cross sections not blocked during the recording of the respective interferences relative to the total beam cross section.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Hierbei zeigt:The invention will be explained in more detail with reference to figures. Hereby shows:
Die Glasfaser
Das von dem Glasfaser-Koppler
Auf dem Detektor
Der Messarm
Da diese drei optischen Weglängen im Allgemeinen voneinander verschieden sind, kann durch entsprechendes Einstellen der optischen Verzögerungseinrichtung
Das dargestellte interferometrische Messsystem arbeitet nach dem Prinzip der Weißlichtinterferometrie, bei welchem eine Interferenz zwischen dem Messlicht, welches den Messarm durchlaufen hat, und dem Messlicht, welches den Referenzarm durchlaufen hat, dann auftritt, wenn eine Differenz der optischen Weglängen des Messarms und des Referenzarms kleiner ist als beispielsweise ein fünffaches der Kohärenzlänge des erzeugten Messlichts. Im Bereich der Weißlichtinterferometrie sind mehrere verschiedene Techniken bekannt, welche sämtlich in dem anhand der
In dem der
Nachfolgend werden Varianten des anhand der
Das untersuchte Objekt
Das hier erläuterte ophthalmologische interferometeroptische Messsystem
In dem Lichtweg zwischen dem ersten Lichtabstrahl- und/oder Empfangsanschluss
In dem Teillichtweg zwischen dem Auge
Mit Hilfe der Selektoranordnung
Dieses Verfahren wird nachfolgend anhand der
Das Operationsmikroskop
Das interferometeroptische Messsystem
Ein teildurchlässiger Spiegel
In dem ersten Teil-Lichtweg
In dem zweiten Teil-Lichtweg
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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