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Kompensierende Einrichtung zum Messen der Hornhautkrümmung.
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Die vorliegende Erfindung betrifft Einrichtungen zum Messen der Hornhautkrümmung
und zeigt Ausführungsformen, die die Ergebnisse vom Abstand der auszumessenden Hornhaut
vom Gerät unabhängig machen. Die Einrichtungen sollen insbesondere der Bestimmung
der Krümmung nichtkugeliger Hornhäute dienen und sollen auch zur Vermessung anderer
Flächen benutzt werden können, beispielsweise für die Ermittlung der krümmungsdaten
von asphärischen Linsen.
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Es sind zwei im wesentlichen gleichartige Einrichtungen bezw.
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Methoden bekannt, die durch die Hornhaut, welche einen konvexen Spiegel
darstellt, ein System konzentrischer Ringe abbilden lassen. Bei der einen von ihnen
können diese Ringe auf einer Zeichnung oder einem großen Diapositiv so vor der zu
untersuchenden Hornhaut angebracht sein, daß sie das Gesichtsfeld des Auges fast
ganz ausfüllen; längs der Äugenachse wird dann das Bild der Ringe in der spiegelnden
Hornhaut durch eine Fernrohrlupe bezv. ein Mikroskop beobachtet oder mittels einer
ins Endliche eingestellten Kamera fotografiert. Diese Methode ist als"Sotokeratometrie§'seit
Jahrzehnten bekannt, ebenso die auf einer geeigneten Unterlage angebrachten konzentrischen
Kreisringe als +'lacido-Scheiben Für die andere Iethode kann man eine entsprechende
Anordnung Lit umgekehrtem Strahlengang aufbauen, wobei man einem projektor eine
Schar konzentrischer Ringe in die Nähe der Hornhaut projiziert und das infolge ihrer
Konvexspiegelwirkung stark divergente Bündel auf einem Schirm so auffängt, daß auf
diesem die Ringe scharf wiedergegeben werden. Auch bei diesem Verfahren, der Corneal-Reflektografie",
kann aus der Größe und Gestalt der entstehenden Bilder auf die Borm der Hornhaut
geschlossen werden.
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Bei beiden Verfahren und allen zu ihrer Ausübung gehörigen bekannten
Anordnungen ist aber das Ergebnis vom Abstand des Auges von der optischen Einrichtung
abhängig und es besteht hier die
gleiche Aufgabe, diese Abhängigkeit
durch eine Kompensation und dementsprechende optische Anordnungen zu beheben, wie
sie bei der Ophthalmometrie vorliegt, d.h. bei der Bestimmung der Hornhautkrümmung
längs eines Meridians durch die Beobachtung von zvjei Lichtbündeln, die aus ver-chiedener
Richtung die Hornhaut treffen und deren Reflexe beobachtet und hinsichtlich ihres
Abotandes ausgemessen werden. Es s liegt zunächst nahe, für den Belsuchtungs-und
für den Beobachtungsstrahlengang jeweils einzeln diese hbhängigkeit zu beseitigen,
also insbesondere die Bilder durch Kollimatoren im Unendlichen zu entwerfen. Dies
stößt bei Verwendung einfacher Kollimatoren jedoch auf erhebliche Schwierigkeiten
insofern, als man mit ihnen immer nur Figuren von relativ kleinem Winkel ins Unendliche
abbilden kann, die nur vorn einem kleinen Teil der Hornhaut gespiegelt werden, also
nicht ihre ganze Fläche zu zeigen gestatten.
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Es wird deshalb erfindungsgemäß vorgeschlagen, bei einem Kerato-'meter,
gleich, ob es für die Fotokeratometrie oder die Cornealreflektografie aufgebaut
ist, die Testfiguren, also insbesondere die konzentrischen Ringe, durch zusammengesetzte
Kollimatorcysteme großen Winkels zu entwerfen oder aufzufangen und diese Kollimatoroptik
mit einer entfernungsunabhängigen eingestellten fotografischen Kamera oder einem,
an sich bereits bekannten Projek1:or zu verbinden, wobei in der Brennebene deren
Objektive eine telezentrischen Strahlengang herstellende Aperturblende liegt.
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Diese Kollimator-Optiken, die den Blickwinkel des untersuchten Auges
mindestens im wesentlichen ausfüllen, sind mehrlinsig und kondensorartig so gestaltet,
daß sie zumindest arm an'sphärischer Aberration sind. Sie können meistens eine asphärische
Fläche oder andere geometrische Korrektionemittel enthalten.
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Ee wird weiter vorgeschlagen, die Testfiguren durch die Kollimatorsysteme
im gleichen Abstand h i n t e r dem Ort der Hornhaut
zu entwerfen,
aus dem das von ihr entworfene Reflexbild v o r ihr beobachtet wird. Fotografiert
wird mittels einer normalen, auf endlichen Abstand eingestellten Kamera. Sind die
zufälligen Verschiebungen der zu vermessenden Hornhaut, die durch die physiologische
Unruhe des Untersuchten oder. durch fehlerhafte Fokussierung der ganzen Einrichtung
durch den diese senden gegeben sind, klein gegenüber diesen Abständen von projiziertem
Bild und Beobachtungspupille, dann hebt sich bei einer Verschiebung der Hornhaut
eine Vergrößerung in dem einen hbschnitt des Abbildungsverlaufs durch die entsprechende
Verkleinerung des Bildes im anderen Abschnitt des gesamten Abbildungsverlaufe auf.
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Für den Fall, daß bei einem gegebenen Keratometer, bei dem die Meßfigur
vor der Hornhaut dargeboten wird, die Eintrittepupille des Beobachtungegerätes in
Unendlichen entworfen wird, oder im Endlichen vor der Hornhaut liegt, wird erfindungsgemäß
weiter vorgeschlagen, eine Linse in den Beobachtungsstrahlengjng dicht vor der auszumessenden
Hornhaut anzubringen. Diese Zusatzlinse beeinflußt in erster Linie die Lage der
Eintrittspupille des Beobachtungsst@ahlenganges beim Potokeratometer im Sinne der
Erfindungt aber nur unbedeutend die Lage des beobachteten von der spiegelnden Hornhaut
entworfenen Reflexbildes. Gleicher-weise kann die Zusatzlinse beim Reflektographen
kompensierend wirken.
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Im Zuge der weiteren Entwicklung eines Keratometers kaLn diese Kombination
eines Objektives, das für einen nicht kompensierender Strahlengang gedacht sit,
mit der Zusatzlinse durch eine geschlossene Linsenfolge ersetzt werden, die eine
aieae intCi der Hornhaut abbildet, und zwar im Sinne der Erfindung so weit hinter
der Hornhaut, wie die Maßfigur vor ihr liegt.
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Schließlich kann erfindungsgemäß die Placido-Scheibe durch ene Kugelfläche
ersetzt werden, deren Krümmungsmittelpunkt Lit ihrem
Bild in der
Nähe der Hornhaut zueal. lmenfällt. Gleiche Abstände der Ringe enteprechen dann,
mindestens bei Abbildung durch die mittlere optische Zone der Hornhaut einem gewissen
konstanten Dioptrienbetrag wie beim Javal-Ophthalmometer mit unveränderlicher Verdoppelung.
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In den Figuren 1 -.4 sind Beispiele gemäß der Erfindung wiedergegeben
worden.
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In Figur 1 durchleuchtet die Lichtquelle 1 mittels des Kondensors
2 das Diapositiv 3, das konzentrische Ringe, gegebenenfalls auch andere Meßfiguren
zeigt. Es wird durch die Linsen 4 bei 5 eo abgebildet, daß die Pupille bezw. Wiedergabe
der Lichtquelle 1 bei 6 in nächster Nähe der untersuchten Hornhaut 7 liegt und eie
völlig bedeckt. Die reellen Kreisbilder 5 werden durch die Hornhaut 7 bei 8 wiedergegeben,
wobei diese virtuellen Bilder gleich Weit von der reellen Ringabbildung 5 einerseits,
der Bintrittspupille 9 der Beobachtungseinrichtung andererseits entfernt sind. Das
Objektiv 10 entwirft bei .11 ein Zwischenbild, das seinerseits über das Prisma 12
vom Objektiv 13 auf der fotografischen Schicht 14 wiedergegeben wird.
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Figur 2 zeigt eine ähnliche Anordnung: Die Ljchtquellen 1 beleuchten
durch die diffus streuende scheibe 21 hindurch das Diapositiv 3 mit konzentrischen
Ringen. 3 wird von den Objektiven 41 über den Spiegel 42 hinweg unter Erzeugung
eines Zwischenbildes 31 und über den halbdurchlässigen LJCpiC gel 15 bei 5 abgebildet.
Durch denselben Strahlengang wird die Blende 61 bei 6 auf der Hornhaut 7 wiedergegeben,
die von dem reellen Bild 5 das Spiegelbild 8 entwirft. Dieses Spiegelbild wird durch
den durchlässigen Spiegel 15 hindurch vom Objektiv 13 auf der fotografischen SChicht
14 wiedergegeben.
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Figur 3 zeigt eine Anordnung mit umgekehrtem Strahlengang : hier protizisrt
die Lichtquelle 1 über den Kondensor 2 das kleine, konzentrische Ringe zeigende
Diapositiv 3 mittels des Objektivs 4, in dem das Bild der Lichtquelle 1 und damit
die Pupille liegt, ao auf die Hornhaut 7, daß das von ihr gespiegelte virtuelle
Bild des Ringsysteme bei 5 liegt. Es wird durch die Linsenanordnung 15 auf dem Schirm
16 wiedergegeben.
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Auch hier findet eine Kompensation der Abbildungsgrößen statt entfernt
sich beispielsweise die Hornhaut 7 von der Einrichtung, dann werden die vom Objektiv
4 entworfenen Bilder 6 größer, desgleichen auch die Bilder 5; sie entfernen sich
aber soviel vom Gerät, daß ihre Abbildung auf dem Schirm 16 durch die Lineen 15
wiederum im richtigen Maß erhalten bleibt.
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In Figur 4 entsteht von der kugelig gekrümmten Tafel 3, die ikonzentrische
Ringe oder andere Zeichen trägt, hinter der Hornhaut 7 das Reflexbild 8. Es wird
über die der Hornhaut nahestehende Zusatzlinse 101 und das Objektiv 10 bei 11 abgebildet,
wo eich die fotografische Schicht befinden kann; ebensogut kann dieses Bild dadurch
ein Okular 16 betrachtet oder durch ein an der gleichen Stelle stehendes Objektiv
weiter abgebildet werden. Die Blende 91 steht fest innerhalb der einfachen Brennweite
des Objektives 10, so daß es die Eintrittspupills des Gerätes ins Endliche vor der
Hornhaut oder im grenzfall ins Unendliche legen wUrde, wenn sie nicht durch die
Linse 101 nach 92 abgebildet würde. Dieser Ort liegt ebensoweit hinter der Hornhaut
7* wie die Xeatfiguren 3 vor' ihr stehen.