DE19726291A1 - Keratometrische Anordnung - Google Patents
Keratometrische AnordnungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine keratometrische Anord
nung nach Patentanmeldung 196 36 472.
Keratometrische Anordnungen, auch als Ophtalmometer be
zeichnet, finden in der Augenoptik und Augenmedizin vor allem
zur Bestimmung der Krümmungsradien der Cornea Anwen
dung. Ihr Einsatz erfolgt aber auch zur Vermessung von Kon
taktlinsen, zur Beurteilung progressiver Hornhautverände
rungen und bei der Suche nach hornhautbedingten Refrakti
onsfehlern.
Unter den im Hauptpatent dargelegten Ausführungsformen ist
bereits eine keratometrische Anordnung beschrieben, bei der
Beleuchtungsstrahlen parallelen Lichtes auf die Cornea ge
richtet sind, eine drehbare optische Einheit in der von der
Cornea reflektierten Strahlung vorgesehen ist, eine Abbil
dung dieser Strahlung auf eine photoelektrische Empfänge
reinheit erfolgt und zwischen der Beleuchtungsquelle und
der Cornea eine Kombination aus mindestens einem Element
zur Erzeugung parallelen Lichtes mit mindestens einem Axi
con vorgesehen ist.
Dabei ist das Axicon so im Beleuchtungsstrahlengang ange
ordnet, daß das auf das Axicon einfallende parallele Licht
auf die Cornea gelenkt wird und dort einen ringförmigen
kollimierten und achsparallelen Beleuchtungsstrahlengang
erzeugt. Das Axicon ist dabei als kreisrundes Gitter mit
definierter Gitterkonstante ausgebildet, die durch Beugung
den einfallenden Beleuchtungsstrahlengang um einen defi
nierten Winkel ablenkt. Nachteilig hierbei ist der zur Er
zielung einer hohen Genauigkeit erforderliche technologi
sche Aufwand zur Herstellung des optischen Gitters und des
sen exakte Einordnung in die Beleuchtungsstrahlengänge.
Die Erfindung geht deshalb von der Aufgabe aus, eine kera
tometrische Anordnung der vorbeschriebenen Art so weiterzu
bilden, daß der Aufbau mit geringerem Aufwand möglich ist
und außerdem eine höhere Funktionssicherheit erzielt wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das
Axicon als reflektierendes Element ausgebildet ist, das ei
ne zu einem Zylinder- oder einem Kegelmantel gekrümmte
Spiegelfläche aufweist, wobei die Spiegelfläche so angeord
net ist, daß ihre Krümmungsmittenachse mit der Drehachse
der drehbaren optische Einheit deckungsgleich ist.
Dieses optische Element ist mit wesentlich geringerem tech
nologischen Aufwand herstellbar als das im Hauptpatent bei
spielhaft in den Strahlengang eingeordnete optische Gitter.
Weiterhin ist der Aufwand für die Einjustierung dieses op
tischen Elementes beim Geräteaufbau bedeutend geringer als
bei der im Hauptpatent dargelegten Ausgestaltungsvariante,
woraus sich zugleich der Vorteil einer erhöhten Funktions
sicherheit ergibt, denn diese Anordnung ist gegen eine De
justierung infolge äußerer Einflüsse weniger empfindlich.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lö
sung besteht darin, daß das reflektierende Element aus ei
nem Hohlzylinder besteht, dessen Innenwandung als Spiegel
fläche ausgebildet ist. Aufgrund der einfachen geometri
schen Formgebung sind zur Herstellung dieses optischen Ele
mentes unkomplizierte und bewährte technologische Herstel
lungsverfahren anwendbar.
Bevorzugt ist die Spiegelfläche im Strahlengang zweier Be
leuchtungsstrahlengänge parallelen Lichtes angeordnet, die
beide im selben Winkel symmetrisch zur Drehachse der dreh
baren optischen Einheit geneigt sind. Mit dieser Ausgestal
tung ist eine optimale Abtastung der Cornea mit Hilfe der
durch das Axicon auf die Cornea gelenkten Beleuchtungs
strahlengänge möglich.
Weiterhin vorteilhaft ist als photoelektrische Empfängeran
ordnung eine CCD-Empfängerzeile mit nachgeschalteter Aus
werteelektronik vorgesehen. Die Ermittlung des Bildpunktab
standes auf der Empfängerzeile mit Hilfe der Auswerteelek
tronik erfolgt wie im Hauptpatent beschrieben.
In einer alternativen Ausgestaltungsform kann vorgesehen
sein, daß das reflektierende Element aus einem Hohlkegel
besteht, dessen Innenwandung als Spiegelfläche ausgebildet
ist. Dabei ist der Hohlkegel analog zum Hohlzylinder so in
den Beleuchtungsstrahlengang eingeordnet, daß die Krüm
mungsmittenachse mit der Drehachse der drehbaren optische
Einheit deckungsgleich ist, wobei sich der Kegeldurchmesser
zur Cornea hin verjüngt.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbei
spieles näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen
zeigen in
Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau der erfindungsgemäßen
keratometrischen Anordnung;
Fig. 2 ein Beispiel für die Ausführung des reflektie
renden Elementes.
In Fig. 1 sind die von zwei punktförmigen Strahlungsquellen
mit je einem nachgeschalteten Kollimator (beides nicht dar
gestellt) ausgehenden Beleuchtungsstrahlengänge parallelen
Lichtes 2e und 2f auf ein drehbares optisches Prisma 27 ge
richtet. Das drehbare Prisma 27 weist zwei unter einem Win
kel von 90° gegeneinander geneigte Reflektorflächen 27a und
27b auf, die im Winkelscheitel bzw. in ihrer gemeinsamen
Schnittgeraden 35 aneinander anliegen.
Die Drehrichtung des Prisma 27 ist durch R angegeben. Die
Drehachse 59 des drehbaren optischen Prisma 27 liegt inner
halb der von den Beleuchtungsstrahlengängen 2e und 2f auf
gespannten Ebene und bildet zugleich die Winkelhalbierende
des von den beiden Beleuchtungsstrahlen 2e und 2f einge
schlossen Winkels. Die vom Prisma 27 reflektierten Beleuch
tungsstrahlengänge 2e' und 2f' sind auf die Spiegelfläche
57 des reflektierenden Elementes 56 gerichtet, das als
Hohlzylinder mit verspiegelter Innenfläche ausgebildet ist
(vgl. Fig. 2).
Aufgrund der deckungsgleich mit der Drehachse 59 angeordne
ten Krümmungsmittenachse 58 werden die beiden mit dem Pris
ma 27 rotierenden Beleuchtungsstrahlengänge 2e' und 2f' auf
die ebenfalls in der Drehachse 59 angeordnete Cornea 13 ge
lenkt.
Im Strahlengang des von der Cornea 13 reflektierten Be
leuchtungslichtes sind eine Linse 28 sowie eine telezentri
sche Blende 29 angeordnet. Im weiteren Strahlenverlauf ist
ein Strahlenteiler 30 vorgesehen, an dessen Teilerfläche
zunächst ein Beobachtungsstrahlengang 36 ausgeblendet und
über eine Linse 31 in eine CCD-Kamera 32 abgebildet wird.
Der nicht abgelenkte Teil des von der Cornea 13 kommenden
Strahlenganges erreicht das drehbare Prisma 27, wird dort
wieder in Richtung auf den Strahlenteiler 30 reflektiert
und von dessen Teilerfläche auf die CCD-Empfängerzeile 34
abgebildet, der eine Zylinderlinse 33 und ein Filter 34
vorgeordnet sind.
Wie im Hauptpatent 196 36 472.8 beschrieben, ist der Ab
stand der Lichtquellenbilder auf der CCD-Empfängerzeile 34
ein Maß für den Krümmungsradius in der von den Beleuch
tungsstrahlengängen aufgespannten Ebene.
Wird beim Betreiben dieser Anordnung das Prisma 27 um seine
Achse gedreht, erfolgt sowohl eine Drehung der Beleuch
tungsebene wie auch des Bildes auf der CCD-Empfängerzeile
34 um die optische Achse 12. Somit kann die Krümmungsmes
sung über die gesamte Cornea 13 erfolgen, da sich mit einer
Änderung des Krümmungsradius auf der Cornea 13 auch der Ab
stand der in Bildpunkten dargestellten Beleuchtungsstrah
lengänge in der Meßebene ändert, die durch die Beleuchtung
und die CCD-Empfängerzeile 34 aufgespannt ist. Aus dem Ab
stand der Bildpunkte auf der CCD-Empfängerzeile 34 wird der
jeweilige Krümmungsradius bestimmt.
Die elektronische Auswertung kann dabei wie im Hauptpatent
mit der dort dargestellten, der CCD-Empfängerzeile 34 nach
geschalteten Auswerteelektronik erfolgen.
2
e,
2
f,
2
e',
2
f' Beleuchtungsstrahlung
12
optische Achse
13
Cornea
27
drehbares Prisma
27
a,
27
b Reflektorflächen
28
Linse
29
telezentrische Blende
30
Strahlenteiler
31
Linse
32
CCD-Kamera
33
Zylinderlinse
34
CCD-Empfängerzeile
35
Schnittgerade
36
Beobachtungsstrahlengang
56
reflektierendes Element
57
Spiegelfläche
58
Krümmungsmittenachse
59
Drehachse
R Drehrichtung
R Drehrichtung
Claims (7)
1. Keratometrische Anordnung, bei der Beleuchtungsstrahlen
parallelen Lichtes, die von einer drehbaren optischen
Einheit kommen, unter Verwendung eines Axicon auf die
Cornea (13) gerichtet sind und eine Abbildung der von
der Cornea (13) reflektierten Beleuchtungsstrahlung auf
eine photoelektrische Empfängeranordnung erfolgt, nach
Patentanmeldung 196 36 472.8, dadurch gekennzeichnet,
daß das Axicon als reflektierendes Element (56) ausge
bildet ist, das eine zu einem Zylinder- oder einem Ke
gelmantel gekrümmte Spiegelfläche (57) aufweist.
2. Keratometrische Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Spiegelfläche (57) so angeordnet
ist, daß ihre Krümmungsmittenachse (58) mit der Dreh
achse (59) der drehbaren optische Einheit deckungs
gleich ist.
3. Keratometrische Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß das reflektierende Element
(56) aus einem Hohlzylinder besteht, dessen Innenwan
dung als Spiegelfläche (57) ausgebildet ist.
4. Keratometrische Anordnung nach einem der vorgenannten
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelflä
che (57) im Strahlengang zweier Beleuchtungsstrahlen
gänge parallelen Lichtes (2e', 2f') angeordnet ist, die
beide symmetrisch zur Drehachse (59) der drehbaren op
tischen Einheit geneigt sind.
5. Keratometrische Anordnung nach einem der vorgenannten
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Beleuch
tungsstrahlengängen (2e, 2f) vor der drehbaren opti
schen Einheit optische Baugruppen zur Korrektur der
Strahlungsverläufe vorgesehen sind.
6. Keratometrische Anordnung nach Anspruch 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß zur Korrektur der Strahlungsverläufe
in jedem der Beleuchtungsstrahlengänge (2e, 2f) eine
Zylinderlinse angeordnet ist.
7. Keratometrische Anordnung nach einem der vorgenannten
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als drehbare op
tische Einheit ein drehbares Prisma (27) und als photo
elektrische Empfängeranordnung eine CCD-Empfängerzeile
(34) mit nachgeschalteter Auswerteelektronik vorgesehen
ist.
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-
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