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Objektives Augenrefraktometer Das Gerät dient dem Zweck, in der Augenheilkunde
den Refraktionszustand des Auges objektiv zu bestimmen.
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Bei der Bestimmung der Refraktion des Auges mißt man im allgemeinen
die optischen Eigenschaften des Auges mit Hilfe von Prüflinsen, wobei man sich auf
nicht immer zuverlässige Angaben der Patienten verlassen muß. Damit leidet die Genauigkeit
der überdies zeitraubenden Methode0 Neben diesem verbreiteten subjektiven Verfahren
sind objektive Methoden zur Refraktionsbestimmung bekannt. Dabei ist es üblich,
die Messung von Brechkraftfehlern so durchzuführen, daß auf der Netzhaut ein Bild
mit einer in der Brennweite einstellbaren Optik erzeugt wird. Der Wert der eingestellten
Brennweite, die zu einem scharfen Netzhautbild führt, ergibt den Refraktionszustand
des Auges.
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Man kann bei der Messung die volle Pupille einbeziehen, wobei aber
Hornhautflächenreflexionen und Nahakkommodation den Meßvorgang stören.
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Methoden, die die Hornhautreflexionen vermeiden, benutzen verschiedene
Teile der Hornhaut z;ur Abbildung des Testbildes auf der Netzhaut und zur Beobachtung.
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Allen Verfahren ist gemein, daß das zu untersuchende Auge sowohl auf
das Testobjekt, den Akkomodationsreiz und den Beobachtungs- bzw. Meßkanal justiert
werden muß. Das macht die praktische Durchfu~hrbarkeit dieser Methoden schwierig.
Hinzu kommt, daß die verwendeten Testbilder auf der Netz tut für eine meßt-echnische
Verarbeitung nicht optimal sind.
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Dem hier beschriebenen Verfahren liegt die Absicht zu Grunde, die
Refraktionsbestimmung objektiv bei leichter Einstellung des Patientenauges durchzuführen
und dabei durch Verwendung eines zur weiteren Verarbeitung gut geeigneten Testgitters
eine hohe Genauigkeit der Methode zu erzielen.
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Das wird dadurch erreicht, daß das menschliche Auge im umgekehrten
Strahlengang untersucht wird, indem zunächst ohne Mitwirken einerAbbildung der zu
untersuchenden Optik ein Testgitter auf der Netzhaut erzeugt wird. Das geschieht
mit Hilfe zweier zueinander kohärenter Laserstrahlen eines Lasers, die von außen
in die Optik einstrahlen und auf der Netzhaut durch Inte#ferenz der beiden Strahlen
miteinander ein Streifenmuster erzeugen.
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Der Intensitätsverlauf senkrecht zu den Streifen folgt einer Sinusfunktion.
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Die beiden Laserstrahlen, die das Testgitter erzeugen, benutzen beim
Eintritt in das Auge einen nur engen zentralen Kanal, sodaß sie von dem optischen
System und dessen Refraktionszustand unbeeinflußt die Teststreifen auf der Netzhaut
erzeugen. Die Funktion der Optik des Auges entspricht hier einer Feldlinse.
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Das so erzeugte Testbild wird jetzt mit Hilfe des zu untersuchenden
Auges in den Außenraum abgebildet, wo es mittels Drehspiegel, Spalt oder Gitter
und Photomultiplier in seiner Intensitätsverteilung ausgemessen und die Modulationstiefe
des abgebildeten Testgitters bestimmt wird. Ein Fokussierungsfehler der Optik des
Auges zeigt sich in einer starken Abnahme der Modulationstiéfe. Diese Fokussierung
kann man mit Hilfe von Vorsatzlinsen verschiedener Brennveite im Strahlengang des
reflektierten Lichtes verändern. Die bei maximaler Modulationstiefe des Signals
benutzte Korrektionsoptik gibt den Refraktionazustand des Auges an.
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Im einzelnen sieht das Gerät folgende Funktion vor: Der Strahl eines
Lasers (i) passiert eine Blende (2), wird mittels einer Zerstreuungslinse (3) schwach
divergent gemacht und trifft auf einen Teilerspiegel (4), der die Hälfte der Intensität
durchläßt. Die andere Hälfte gelangt über den Spiegel (5) in das Objektiv (6), welches
beide Strahlen in den Mittelpunkt der Optik des Auges (7) fokussiert.
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Die Strahlen divergieren wieder und überlappen sich in einem Kegel
hinter dem optischen System des Auges. Im Überlappungsbereich tritt Interferenz
der beiden Strahlen auf, die bewirkt, daß in jeder Ebene, die diesen Kegel schneidet,
Interferenzstreifen zu sehen sind. Die Interferenzstreifen (8), die auf der Bildebene
(9) erzeugt werden, dienen als Testgitter für den jetzt anschließenden Abbildungsprozeß.
Das Gitter wird durch die Optik des Auges (7) abgebildet, passiert eine Korrektionsoptik
(10), welche aus Linsen bestehen kann,
die nacheinander in den Strahlengang
geschaltet werden können, oder einer Variooptik. Die Öffnung wird durch die Pupille
(11) begrenzt. Das Bündel des reflektierten Lichtes gerät auf einen Teilerspiegel
(12) und wird auf einen Drehspiegel (13) gelenkt. Als Drehspiegel dient ein Mehrkantspiegel,
um möglichst viele Signale pro Spiegelumlauf zu erhalten. Das von einem Punkt auf
der Netzhaut von einer richtig fokussierten Optik des Auges ausgehende Paralleistrahlbündel
wird durch das Objekt (14) auf einen Spalt (15) oder ein Gitter mit gleicher Periodizität
wie das Bildgitter abgebildet. Die durchgelassene Wechsellichtintensität gelangt
auf einen Photomultiplier (16). Das durch Verstärker (17) und Bandfildter (18) verstärkte
und selektierte Signal wird gleichgerichtet und auf einen Schreiber (19) gegeben,
der unmittelbar die Modulationsübertragung im jeweiligen Fokussierungszustand des
Auges aufzeichnet. Durch Variation einer Brennweite einer Korrektionsoptik (in),
die aus verschiedenen Brillengläsern bestehen kann, wird der Fokussierungszustand
des Auges dadurch bestimmt, daß man die Modulationsübertragung bei Einschyinken
verschiedener Linsen (io) verfolgt und das Maximum bestimmt. Die Korrektionsgläser.
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haben - wie die Optik des Auges - keinen Einfluß auf die Entstehung
des Streifentestbildes. Zur Fixation der Akkomodation dient ein über ein Objektiv(20)
und Teilerspiegel (21) eingespiegeltes, leuchtendes Objekt (22). Zur Vermeidung
von Reflektionen an der Hornhaut oberfläche dient ein Polarisationsfilter (23),
dessen Durchgangs -richtung senkrecht zur polarisationsrichtung des einstrahlenden
Laserlichtes steht.
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Zur Messung des Astigmatismus des menschlichen Auges muß durch Drehung
des Spiegels (5) um die gemeinsame optische Achse von Laser (1),Objektiv (6) und
Prüfling (7), und synchrone-Drehung von Drehspiegel (13) und Spalt (15) die Modulationsübertragung
in den verschiedenen Schnitten verfolgt werden.
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Die Vorteile dieser Methode liegen einmal darin, daß das benutzte
Testgitter nicht durch Abbildung zustande kommt, und damit die Optik des Auges nur
einmal im Rückweg an einer Abbildung beteiligt ist. Das bringt nur einmal einen
Modulationsverlust.
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Eiw Verschwinden des Signals im Rauschen ist bei einer zweimaligen
Abbildung, wie es andere Verfahren benutzen, früher gegeben. Damit lassen sich feinere
Testgitter verwenden, und so die Genauigkeit der Methode steigern.
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Zum anderen erreicht man durch die Messung bei einer festen Liniendichte,
die einer elektrischen Signal fester Frequenz entspricht, mit Hilfe enger Bandfilter
ein hohes Signal-Rauschverhältnis und damit eine hohe Verstärkung. Das führt ebenfalls
zu einer höheren Genauigkeit.
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Da überdies die Interferenzstreifen überall im Raume stehen, hat man
in jeder Ebene ein scharfes Bild. Eine besondere Fokussierung des Auges entfällt.
Daher ist für einen Patienten die Einstellung des Auges nicht kritisch. Vorteilhaft
ist in diesem Zusammenhang, daß der Patient durch Akkomodation nicht gestört wird,
da das Testbild bei jedem Akkomodationszustand scharf erscheint.