DE69729701T2

DE69729701T2 - Vorrichtung zur Messung der Refraktion eines Auges

Info

Publication number: DE69729701T2
Application number: DE69729701T
Authority: DE
Inventors: Masanao Fujieda
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 1996-10-03
Filing date: 1997-10-02
Publication date: 2005-07-07
Anticipated expiration: 2017-10-03
Also published as: EP0836830B1; US5907388A; EP0836830A1; DE69729701D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine ophthalmologische Messvorrichtung, und betrifft insbesondere eine ophthalmologische Messvorrichtung wie etwa eine Augenbrechwert-Messvorrichtung zur objektiven Messung des Brechwerts eines zu untersuchenden Auges.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Wenn der Refraktionsfehler mit Hilfe einer Brille oder mit Hilfe von Kontaktlinsen korrigiert werden soll, wird eine subjektive Untersuchung durchgeführt, um einen Verschreibungswert der Brille bzw. der Kontaktlinsen zu bestimmen. Bei der Durchführung der subjektiven Untersuchung ist ein Verfahren weit verbreitet, bei dem Messdaten verwendet werden, die mit Hilfe einer Augenbrechwert-Messvorrichtung zur objektiven Messung eines Brechwerts eines Auges gemessen werden. Es ist eine Augenbrechwert-Messvorrichtung bekannt, die ein schlitzförmiges Lichtbündel scannt, es auf den Augenhintergrund des Auges projiziert und den Brechwert des Auges durch Erfassen des durch die Projektion des schlitzförmigen Lichtbündels von dem Augenhintergrund reflektierten Lichts mit Hilfe von zwei Paaren von Lichtempfangselementen bestimmt, die so angeordnet sind, dass sie symmetrisch bezüglich einer zwischen ihnen angeordneten optischen Achse, an ungefähr konjugierten Positionen bezüglich der Hornhaut des Auges sind. Die mit der Vorrichtung gemessenen Ergebnisse werden berechnet und ausgegeben, wobei drei Parameter S (sphärische Wirkung), C (astigmatische (zylindrische) Wirkung) und A (astigmatischer (zylindrischer) Achsenwinkel verwendet werden und festgelegt ist, dass der Brechwert des Auges symmetrisch bezüglich des Hornhautzentrums ist, um zu dem vorgeschriebenen Wert von Brillen oder dergleichen zu passen.
Der Brechwert eines Auges ist jedoch nicht immer symmetrisch bezüglich des Hornhautzentrums, und viele Augen weisen einen unregelmäßigen Astigmatismus auf. Im Falle eines unregelmäßigen Astigmatismus wie etwa einem Keratokonus existiert ein Unterschied zwischen den gemessenen Ergebnissen von S, C und A, die zu dem Zeitpunkt gewonnen wurden, zu dem das Auge auf das Zentrum des Fixierungsziels in der Vorrichtung blickt, und den gemessenen Ergebnissen von S, C und A, die zu dem Zeitpunkt gewonnen werden, zu dem das Auge auf den Punkt blickt, der nicht das Zentrum des Fixierungsziels ist. Daher liefern die Messdaten nach herkömmlichen Verfahren keine ausreichende Brechwertinformation, um die subjektive Untersuchung effizient durchzuführen.
Darüber hinaus ist der Eingriff der bisherigen keratorefraktive Chirurgie, die den Refraktionsfehler durch künstliche Veränderung der Hornhautkrümmung dadurch korrigiert, dass die Hornhautoberfläche entfernt wird, nicht unerheblich, so dass eine Vorrichtung erforderlich ist, die die Hornhautform vor der Operation und nach der Operation genau erfasst und die Verteilung des Brechwerts bei jeweiligen Abschnitten der Hornhaut erkennt. Die Ursache für solche Anforderungen, der letztendliche Zweck der keratorefraktiven Chirurgie, liegt darin, eine solche Verteilung des Brechwerts des Auges zu erreichen, bei der das Auge nahe an der Recht- bzw. Normalsichtigkeit (oder geringen Kurzsichtigkeit, geringem regulären Astigmatismus) liegt.
Ferner, was die keratorefraktive Chirurgie mit Hilfe eines Eximerlaserstrahls betrifft, der als modernes Korrekturverfahren für Refraktionsfehler allgemein bekannt ist, so wird die Hornhautkrümmung verändert, indem die Hornhautoberfläche abgetragen wird, denn sobald eine axiale Abweichung vorliegt, ist die Symmetrie der Hornhaut gebrochen. Darüber hinaus neigen die Messergebnisse von S, C und A eines zu untersuchendes Auges, dessen Brechwert wie es oben beschrieben nicht symmetrisch ist, dazu, ungenau zu sein. In diesem Fall erfordert die zur Verschreibung von Brillen und dergleichen durchgeführte Untersuchung auf der Grundlage der anschließend fortgesetzten subjektiven Untersuchung viel Zeit, so dass das Auge ermüdet, was häufig falsche Verschreibungswerte zur Folge hat.
Die US-A-5 555 039 offenbart eine Augenmessvorrichtung, die einen Brechwertdetektor zur Messung des Brechwerts eines zu untersuchenden Auges, einen Nebelbilder, um die Position eines Zielbildes entlang der optischen Achse des zu untersuchenden Auges zu bewegen, und eine Regeleinheit zum Empfangen eines Ausgangssignals von dem Brechwertdetektor und Bewegen der Position des Zielbildes in eine Richtung, in der das Auge nicht akkomodiert und somit entspann ist, umfasst, in Übereinstimmung mit einer in einer vorbestimmten Merdianrichtung des zu untersuchenden Auges gemessenen Information und einer aus den in einer Mehrzahl von Meridianrichtungen des zu untersuchenden Auges gemessenen Brechwerten gewonnenen astigmatischen Information des zu untersuchenden Auges.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine ophthalmologische Vorrichtung gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.
Die vorliegende Erfindung kann somit eine ophthalmologische Vorrichtung bereitstellen, die den Zustand des Brechwerts genau feststellen kann, indem sie die Verteilung des Brechwerts des Auges dadurch misst, dass der Brechwert an einer Mehrzahl von Teilen einer Meridianrichtung der Hornhaut und an jeweiligen Teilen von einer Mehrzahl von Meridianrichtungen der Hornhaut erfasst wird.
Ferner kann die ophthalmologische Vorrichtung die Verteilung der Hornhautkrümmung und die Verteilung des Brechwerts messen, indem eine Vorrichtung verwendet und die Beziehung zwischen der Hornhautkrümmung und dem Brechwert dadurch gefunden wird, dass die Messdaten der Verteilung der Hornhautkrümmung in Korrelation zu dem Messdaten der Verteilung des Brechwerts gebracht werden.
Ferner kann die ophthalmologische Messvorrichtung den Brechwert des Auges auf der Grundlage eines genaueren Phasendifferenzverfahrens gewinnen und leicht das Vorhandensein eines unregelmäßigen Astigmatismus feststellen.
Bei einer Ausführungsform umfasst die ophthalmologische Messvorrichtung zur Messung eines Brechwerts eines zu untersuchenden Auges ein optisches Schlitzprojektionssystem zum Scannen des Augenhintergrundes des Auges mit Hilfe eines optisches Schlitzlichtbündel-Erfassungssystems zum Erfassen des von dem Augenhintergrund, welches mit dem optischen Schlitzprojektionssystem gescannt wird, reflektierten schlitzförmigen Lichtbündels bzw. Schlitzlichtbündels, wobei das optische Erfassungssystem eine Mehrzahl von Paaren von Lichtempfangselementen umfasst, die entlang der Meridianrichtung angeordnet sind, die der Schlitzscanrichtung des Schlitzlichtbündels entsprechen, und wobei jeweilige Paare von Lichtempfangselementen so angeordnet sind, dass sie symmetrisch bezüglich einer dazwischen angeordneten optischen Achse, an ungefähr konjugierten Positionen bezüglich der Hornhaut des Auges angeordnet sind, und ein Brechwertberechnungsmittel zur Berechnung des Brechwerts des Auges umfasst, das in der Meridianrichtung verändert wird, auf der Grundlage von jeweiligen Phasendifferenzsignalen, die von jeweiligen Lichtempfangselementen des optischen Erfassungssystems ausgegeben werden.
Der Brechwert des Auges von mehreren Hornhautabschnitten der Meridianrichtung und die Verteilung des Brechwerts des Auges von jeweiligen Hornhautabschnitten, wobei der Zustand des Brechwerts genau ermittelt werden kann.
Darüber hinaus kann die ophthalmologische Messvorrichtung der vorliegenden Erfindung ein Zielprojektionsmittel zur Projektion des Ziels zur Verwendung bei der Messung der Hornhautform auf die Hornhaut des Auges und ein Hornhautformmessmittel zur Gewinnung der Form von jeweiligen Abschnitten der Hornhaut durch Erfassen und Verarbeitung des Zielbildes, welches durch Projektion des Zielbildes auf die Hornhaut mit Hilfe des Zielprojektionsmittels gebildet ist, umfassen.
Die Verteilung der Hornhautkrümmung und die Verteilung des Brechwerts kann mit Hilfe einer Vorrichtung gemessen werden, wobei die Beziehung zwischen der Hornhautkrümmung und dem Brechwert des Auges ermittelt werden kann, indem die gemessene Verteilung der Hornhautkrümmung in Korrelation zu der gemessenen Verteilung des Brechwerts gebracht wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die ophthalmologische Messvorrichtung zur Messung eines Brechwerts eines zu untersuchenden Auges, wobei die Vorrichtung ein optisches Schlitzprojektionssystem zum Scannen eines zu untersuchenden Augenhintergrundes des Auges mit wenigstens zwei ausgerichteten Schlitzlichtbündeln, ein optisches Erfassungssystem zum Erfassen des von dem Augenhintergrund des Auges, das mit dem optischen Schlitzprojektionssystem gescannt wird, reflektierten Schlitzlichtbündels mit Hilfe einer Mehrzahl von Paaren von Lichtempfangselementen, die so angeordnet sind, dass sie symmetrisch bezüglich einer dazwischen angeordneten optischen Achse, an ungefähr konjugierten Positionen bezüglich der Hornhaut des Auges sind, wobei die Mehrzahl von Lichtempfangselementen wenigstens ein Paar von ersten Lichtempfangselementen umfassen, die entlang der Meridianrichtung angeordnet sind, die der ersten Schlitzscanrichtung des Schlitzlichtbündels entsprechen, und wenigstens ein Paar von zweiten Lichtempfangselementen umfassen, die entlang der Meridianrichtung angeordnet sind, die nicht der ersten Schlitzscanrichtung des Schlitzlichtbündels entspricht, ein Zentrumserfassungsmittel zur Erfassung von entweder einem Hornhautzentrum oder einem Sehachsenzentrum auf der Grundlage des Phasendifferenzsignals zwischen wenigstens einem Paar der zweiten Lichtempfangselemente, und ein Brechwertberechnungsmittel zur Berechnung des Brechwerts an jeweiligen Teilen der Hornhaut, die jeweiligen Positionen der Lichtempfangselemente entsprechen, auf der Grundlage von jeweiligen Phasendifferenzsignalen zwischen entweder dem Hornhautzentrum oder dem Sehachsenzentrum, die mit Hilfe des Zentrumserfassungsmittels erfasst werden, und jeweiligen Lichtempfangselementen, die entlang der Meridianrichtung angeordnet sind, die der ersten Schlitzscanrichtung des Schlitzlichtbündels entsprechen, umfasst.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann man den Brechwert des Hornhautabschnitts der Meridianrichtung bezüglich des Hornhautzentrums gewinnen, so dass das Vorhandensein eines irregulären Astigmatismus leicht ermittelt werden kann, so dass erreicht wird, dass die Untersuchungsperson seine Aufmerksamkeit nachher auf die Durchführung einer Augenuntersuchung zur Verschreibung einer Brille oder dergleichen richtet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beigefügten Zeichnungen die dieser Anmeldung enthalten sind und einen Teil von ihr bilden, veranschaulichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erklärung von Zielen, Vorteilen und Prinzipien der Erfindung. In den Zeichnungen ist:
1 eine Ansicht, die eine schematische, optische Systemanordnung einer Vorrichtung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine Ansicht, die eine Anordnung von Lichtempfangselemeten zeigt, die auf der in 1 gezeigten Lichtempfangsabschnitt angeordnet sind;
3A bis 3D Ansichten sind, die Beispiele von Ausgangssignalwellen gemäß der bevorzugten Ausführungsform zeigen, die von vier Lichtempfangselementen 15a, 15b, 15g und 15h abeleitet werden;
4 eine Ansicht, die ein Beispiel von Signalwellen gemäß der bevorzugten Ausführungsform zeigt, die von beiden Elementen zu dem Zeitpunkt abgeleitet werden, zu dem Lichtundurchlässigkeiten des Hornhautabschnitts, der einem Lichtempfangselement 15b entspricht, relativ zu denen des Hornhautabschnitts, der einem Lichtempfangselement 15a entspricht, ausgeprägt sind;
5A bis 5E Ansichten zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Erfassung auf der Grundlage eines Binärumwandlungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung;
6 eine Ansicht, die schematisch ein Blockdiagramm eines Signalverarbeitungssystems einer Vorrichtung der ersten bevorzugten Ausführungsform zeigt;
7 eine Ansicht zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Berechnung der Hornhautkrümmung gemäß dem bevorzugten Ausführungsform;
8 eine Ansicht, die die Beziehung zwischen der Zeitdifferenz, die mit Hilfe des Phasendifferenzverfahrens erfasst wird, und dem Brechwert zeigt;
9 eine Ansicht, die ein Anzeigebeispiel der Messdaten der Verteilung des Brechwerts gemäß der bevorzugten Ausführungsform zeigt;
10 eine Ansicht, die ein weiters Anzeigebeispiel der Messdaten der Verteilung des Brechwerts gemäß der bevorzugten Ausführungsform zeigt;
11 eine Ansicht, die ein Beispiel gemäß einem modifizierten Beispiel der bevorzugten Ausführungsform einer Anordnung von Schlitzöffnungen in dem Fall zeigt, in dem die Messung in zwei Meridianrichtungen ausgeführt werden;
12 eine Ansicht, die ein Beispiel einer Anordnung von Lichtempfangselementen in dem Fall zeigt, in dem die Messung der zwei in 11 gezeigten Meridianrichtungen ausgeführt wird;
13 eine Ansicht, die schematisch eine optische Systemanordnung einer Vorrichtung gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
14 eine Ansicht, die eine Anordnung von vier Lichtempfangselementen zeigt, die für den in 13 gezeigte Lichtempfangsabschnitt vorgesehen sind;
15A bis 15D Ansichten, die Beispiele von Ausgangssignalwellen zeigen, die von vier Lichtempfangselementen 15a, 15b, 15c und 15d abgeleitet sind;
16A bis 16E Ansichten zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Erfassung, auf der Grundlage eines Binärkonvertierverfahrens gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
17 eine Ansicht, die schematisch ein Blockdiagramm eines Signalverarbeitungssystems einer Vorrichtung der zweiten bevorzugten Ausführungsform zeigt;
18 eine Ansicht, die ein Beispiel einer ausgedruckten Aufzeichnung zeigt, die mit Hilfe der Vorrichtung der zweiten Ausführungsform ausgeführt wurde;
19 eine Ansicht, die ein Beispiel gemäß dem modifizierten Beispiel der bevorzugten Ausführungsform einer Anordnung von Schlitzvorrichtungen zeigt, die an der Seitenfläche des Drehabschnittsektors angeordnet sind, wenn die Messung der drei Meridianrichtungen ausgeführt wird; und
20 eine Ansicht, die ein Beispiel einer Anorndung von Lichtempfangselementen zeigt, für den Fall, dass die Messung der drei in 19 gezeigten Meridianrichtung ausgeführt wird.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden ist eine ausführliche Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform einer ophthalmologischen Messvorrichtung, die die vorliegende Erfindung verkörpert, mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen gegeben. In 1 ist schematisch die Anordnung des optischen Systems der Vorrichtung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das optische System besteht allgemein aus einem optischen Augenbrechwertmesssystem, einem optischen Fixierungszielsystem, einem Ziel für ein optisches Projektionssystem zur Messung der Hornhautkrümmung und ein Zielbild für ein optische Erfassungssystem zur Messung der Hornhautkrümmung.
Optisches Augenbrechwertmesssystem
Ein optisches Augenbrechwertmesssystem 100 besteht aus einem optischen Schlitzprojektionssystem 1 und einem optischen Schlitzbilderfassungssystem 10. Das optische Schlitzprojektionssystem 1 hat folgenden Aufbau. Bezugszahl 2 bezeichnet eine Schlitzbeleuchtungslichtquelle, die Licht im nahen Infrarotbereich aussendet, und Bezugszahl 3 bezeichnet einen Spiegel. Bezugszahl 4 bezeichnet einen Drehsektor in Zylinderform, der so ausgebildet ist, dass er mittels eines Motors 5 in einer festgelegten Richtung gedreht werden kann. Eine Mehrzahl von Schlitzöffnungen 4a sind auf einer Seitenfläche des Drehsektors 4 angeordnet. Bezugszahl 6 bezeichnet eine Projektionslinse, und die Lichtquelle 2 befindet sich ungefähr an einer Position, die bezüglich der Projektionslinse 6 zu einer nahe an einer Hornhaut eines zu untersuchenden Auges E gelegenen Position konjugiert ist. Bezugszahl 7 bezeichnet eine Abgrenzungsblende, und Bezugszahl 8 bezeichnet einen Strahlteiler, der dafür sorgt, dass die optische Hauptachse L1 gegenüber dem Auge E mit der optischen Achse L2 des optischen Schlitzprojektionssystems 1 zusammenfällt.
Das Licht in nahen Infrarotbereich, das von der Lichtquelle 2 ausgesendet wird, wird von dem Spiegel 3 reflektiert und beleuchtet dann die Schlitzöffnungen 4a des Drehsektors 4. Das Schlitzlichtbündel, das durch Drehung des Drehsektors 4 gescannt wird, tritt durch die Projektionslinse 6 und die Abgrenzungsblende 7 und wird dann von dem Strahlteiler 8 reflektiert. Anschließend tritt es durch einen Strahlteiler 9, der dafür sorgt, dass die optische Achse des optischen Fixierungszielsystems und die optische Achse des optischen Beobachtungssystems mit der optischen Hauptachse L1 zusammenfällt, läuft an der nahe an der Hornhaut des Auges E gelegenen Position zusammen und wird dann auf einen Augenhintergrund des Auges E projiziert.
Das optische Schlitzbilderfassungssystem umfasst eine Empfangslinse 11, die auf der optischen Hauptachse L1 ange ordnet ist, einen Spiegel 12 und eine Blende 13 und einen Lichtempfangsabschnitt 14, der auf einer optischen Achse L3 angeordnet ist, die von dem Spiegel 12 reflektiert wird. Die Blende 13 ist über den Spiegel 12 im Brennpunkt der Empfangslinse 11 angeordnet (d. h. sie ist an einer zu dem Augenhintergrund eines recht- bzw. normalsichtig en Auges E konjugierten Position angeordnet). Der Lichtempfangsabschnitt 14 umfasst, wie es in 2 gezeigt ist, auf seiner Lichtempfangsoberfläche acht Lichtempfangselemente 15a–15h, die bezüglich der Empfangslinse 11 an ungefähr zur Hornhaut des Auges E konjugierten Positionen angeordnet sind. Mit Ausnahme der Lichtempfangselemente 15g und 15h sind die Lichtempfangselemente 15a–15f auf einer Linie angeordnet, die durch die Mitte der Lichtempfangsfläche (durch die optische Achse L3) geht, und die Lichtempfangselemente 15a und 15b, die Lichtempfangselemente 15c und 15d und die Lichtempfangselemente 15e und 15f sind so angeordnet, dass sie jeweils symmetrisch bezüglich der Mitte der Lichtempfangsoberfläche liegen (das heißt mit dem Zentrum auf der optischen Achse L3). Die Abstände der Konfiguration der drei Paare von Lichtempfangselementen sind so eingestellt, dass der Brechwert an jeweiligen Positionen der Meridianrichtung der Hornhaut erfasst wird (mit Bezug auf 2 sind sie mit „äquivalente Größe auf der Hornhaut" bezeichnet). Im Gegenteil dazu sind die Lichtempfangselemente 15g und 15h so angeordnet, dass sie bezüglich einer Linie symmetrisch liegen, die die Linie, welche durch die Lichtempfangselemente 15a bis 15f führt, unter 90° schneidet, und zwar mit ihrem Zentrum auf der optischen Achse L3.
Das optische Augenbrechwertmesssystem 100 ist so aufgebaut ist, dass sich von der Schlitzbeleuchtungslichtquelle 2 bis zum Motor 5 alles mit dem Zentrum um die optische Achse L2 drehen lässt und sich der Lichtempfangsabschnitt 14 mit dem Zentrum um die optische Achse L3 drehen lässt, wobei die Drehungbewegungen mit Hilfe eines Drehmechanismus 21 zueinander synchronisiert sind, der aus einem Motor 20 und einem Getriebe oder dergleichen besteht. Und die Richtung, in der die Lichtempfangselemente 15a bis 15f auf dem Lichtempfangsabschnitt 14 angeordnet sind, ist so ausgerichtet, dass sie mit der Scanrichtung (das Schlitzlichtbündel auf dem Augenhintergrund wird sozusagen in der Richtung gescannt, die die Längsrichtung des Schlitzes in einem Winkel von 90° schneidet) des Schlitzlichtbündels auf dem Auge E, welches von dem optischen Schlitzprojektionssystem 1 projiziert wird, übereinstimmt. Wenn das Schlitzlichtbündel von der Schlitzöffnung 4a über den Augenhintergrund des Auges E gescannt wird, das eine Übersichtigkeit oder eine Kurzsichtigkeit ohne Astigmatismus aufweist, so sind gemäß der Vorrichtung der bevorzugten Ausführungsform die Lichtempfangselemente 15a bis 15f in einer Richtung angeordnet, die die Längsrichtung des auf dem Lichtempfangsabschnitt 14 empfangenen Schlitzes in einem Winkel von 90° schneidet.
Optisches Augenfixierungszielsystem
sezugszahl 30 bezeichnet ein optisches Augenfixierungszielsystem, Bezugszahl 31 bezeichnet eine Lichtquelle, die sichtbares Licht aussendet, Bezugszahl 32 bezeichnet ein Fixierungsziel, und Bezugszahl 33 bezeichnet eine Lichtaussendelinse. Die Lichtaussendelinse 33 nebelt das Auge E ein, indem sie auf der optischen Achse bewegt wird. Bezugszahl 34 bezeichnet einen Strahlteiler, der dafür sorgt, dass die optische Achse des optischen Beobachtungssytems mit der optischen Achse des optischen Augenfixierungszielsystems 30 zusammenfällt. Die Lichtquelle 31 beleuchtet das Fixierungsziel 32, das Lichtbündel von dem Fixierungsziel 32 tritt durch die Lichtaussendelinse 33 und den Strahlteiler 34 und wird dann von dem Strahlteiler 9 reflektiert, um auf das Auge E zu treffen, das Auge E ist auf das Fixierungsziel 32 fixiert.
Optisches System zur Projektion eines Ziels zur Messung der Hornhautkrümmung
Ein optisches System zur Projektion eines Ziels zur Messung der Hornhautkrümmung hat die folgende Konfiguration. Bezugszahl 26 bezeichnet konische Placido-Scheibe, die in ihrer Mitte eine Öffnung aufweist und auf der ein Ringmuster aus zahlreichen lichtdurchlässigen und lichtundurchlässigen Teilen in Form von zur optischen Achse L1 konzentrischen Kreisen ausgebildet ist. Mit Bezugszahl 27 ist eine Mehrzahl von Beleuchtungslichtquellen wie etwa LEDs oder dergleichen bezeichnet, von denen ein Beleuchtungslicht ausgesendet wird, das an einer Reflexionsplatte 28 reflektiert wird, um die Placido-Scheibe 26 von hinten im Wesentlichen gleichmäßig zu beleuchten. Das Lichtbündel mit den Ringmustern, das durch die lichtdurchlässigen Teile der Placido-Scheibe 26 tritt, wird auf die Hornhaut des Auges E projiziert.
Optisches System zur Erfassung eines Zielbildes zur Messung der Hornhautkrümmung
Bezugszahl 35 bezeichnet ein optisches System zur Erfassung eines Zielbildes zur Messung der Hornhautkrümmung. Das von der Hornhaut reflektierte Lichtbündel mit Ringmuster, das von dem optischen System 25 zur Projektion eines Ziels zur Messung der Hornhautkrümmung projiziert wird, wird von dem Strahlteiler 9 und dem Strahlteiler 34 reflektiert und bildet dann das reflektierte Bild der Hornhaut auf dem fotografischen Element der CCD-Kamera 38, das ein Ringmuster aufweist. Das optische System zur Erfassung des Zielbildes zur Messung der Hornhautkrümmung dient darüber hinaus auch als optisches Beobachtungssystem, das Bild des vorderen Teils des Auges E, das von der nicht gezeigten Lichtquelle zur Beleuchtung des vorderen Teils beleuchtet wird, tritt durch den Strahlteiler 9, den Strahlteiler 34 und eine fotografische Linse 37 und wird dann auf dem fotografischen Element der CCD-Kamera 38 abgebildet, um auf dem TV-Monitor 39 angezeigt zu werden.
Nachfolgend ist das Verfahren gemäß vorliegenden Erfindung zur Messung des Brechwerts des Auges beschrieben. Bei der Messung des Brechwerts des Auges gemäß der vorliegenden Erfindung wird zuerst das Hornhautzentrum (oder das Sehachsenzentrum, was einen Punkt auf der Sehachse auf der Hornhaut bedeutet) der Meridianrichtung, in der die Lichtempfangselemente 15a bis 15f angeordnet sind, auf der Grundlage der von den Lichtempfangselementen 15g und 15h ausgegebenen Signalen bestimmt. Dann werden die Brechwerte jeweiliger Teile der Hornhaut, die jeweiligen Lichtempfangselementen 15a bis 15f entsprechen, bezüglich des Zentrums gemessen. Um die Beschreibung zu vereinfachen, wird die Erzeugung des Punktes des Paares von Lichtempfangselementen 15a und 15b beschrieben, die den geringsten Abstand zur optischen Achse haben.
Es wird festgelegt, dass das Schlitzlichtbündel von dem optischen Schlitzprojektionssystem mit konstanter Geschwindigkeit gescannt wird, und es wird ferner festgelegt, dass die Ausgangssignalwellen, die zu dem Zeitpunkt ausgegeben werden, zu dem die von dem Augenhintergrund reflektierten Schlitzbilder jeweilige Lichtempfangselemente 15a, 15b, 15g und 15h durchqueren, so sind, wie es in 3A bis 3D gezeigt ist. Dies ist der Fall, wenn das Auge E eine Übersichtigkeit oder eine Kurzsichtigkeit und darüber hinaus einen Astigmatismus aufweist.
Unter Bezugnahme jetzt auf die Messung des Brechwerts unter Verwendung des Phasendifferenzverfahrens kann der Brechwert zwischen den Lichtempfangselementen 15a und 15b in dem Fall, in dem der Brechwert so festgelegt wird, dass er bezüglich des Hornhautzentrums symmetrisch ist, gewonnen werden, indem er der Phasendifferenz (der Zeitdifferenz) zwischen dem Wellensignal von den in 3A gezeigten Lichtempfangselementen 15a und dem in 3B gezeigten Wellensignal von dem Lichtempfangselement 15b entspricht. Der Brechwert ist jedoch nicht immer symmetrisch bezüglich des Hornhautzentrums (oder des Sehachsenzentrums). Daher wird zuerst das Verfahren verwendet, bei dem auf der Grundlage der Fotospannungssignale des Lichtempfangselements 15g und 15h, die in der Richtung angeordnet sind, die die Richtung, in der die Lichtempfangselemente 15a und 15b angeordnet sind, in einem Winkel von 90° schneidet, das Zentrum zwischen den Lichtempfangselementen 15a und 15b gewonnen wird. Sobald das Zentrum bestimmt ist, kann der Brechwert des Hornhautabschnitts, der dem Lichtempfangselement 15a oder 15b entspricht, gemessen werden, indem die Zeitdifferenz zwischen dem Hornhautabschnitt, der dem Lichtempfangselement 15a oder 15b entspricht, und dem Hornhautzentrum (dem Sehachsenzentrum) gewonnen wird.
Wo es, um die Beschreibung einfacher zu machen, definiert ist, dass jeweilige Anstiegszeiten von Fotospannungssignalwellen, die von jeweiligen Lichtempfangselementen in Antwort auf das einfallende Licht erzeugt werden, gemessen werden (t_a, t_b, t_g und t_h, gezeigt in 3A bis 3D), ist das Zentrum zwischen den Lichtempfangselementen 15a und 15b bezüglich der Zeitbasis durch den Ausdruck (t_g + t_h)/2 gegeben. Wenn daher die Zeitdifferenz von dem Hornhautabschnitt, der dem Lichtempfangselement 15a entspricht, zum Zentrum der Hornhaut als T_a definiert ist, und die Zeitdifferenz von dem Hornhautzentrum zu dem Hornhautabschnitt, der dem Lichtempfangselement 15b entspricht, als T_b definiert ist, dann sind die folgenden Ausdrücke gegeben: Ta = [(tg + th)/2 – ta], Tb = [tb – (tg + th)/2]
Dann wird der Brechwert des Hornhautabschnitts, der dem Lichtempfangselement 15a entspricht, gemessen, indem die Zeitdifferenz T_a berechnet wird, und der Brechwert des Hornhautabschnitts, der dem Lichtempfangselement 15b ent spricht, wird gemessen, indem die Zeitdifferenz T_b berechnet wird.
Nachfolgend ist das Verfahren zur Messung der Phasendifferenzzeit durch Verarbeitung der Ausgangssignale von jeweiligen Lichtempfangselementen durch einen Binärumwandlungsprozess (Umwandlung der Ausgangssignale in eine binäre Form) beschrieben. Wenn ein Binärumwandlungsprozess ausgeführt wird, indem ein Schellenwert bezüglich Signalen eingestellt wird, die von jeweiligen Lichtempfangselementen ausgegeben werden, treten bei der Erfassung der Phasendifferenzzeit in manchen Fällen Fehler auf, wenn zwischen jeweiligen Lichtempfangselementen eine Lichtintensitätsdifferenz vorliegt. Es kommt vor, dass in diesem Fall Lichtundurchlässigkeiten wie etwa ein Katarakt in dem optischen Medium existiert. 4 zum Beispiel ist eine Ansicht, die die von beiden Lichtempfangselementen 15a und 15b zu einem Zeitpunkt abgeleiteten Signalwellen zeigen, zu dem Lichtundurchlässigkeiten des Hornhautabschnitts, der dem Lichtempfangselement 15b entspricht, im Vergleich zu Lichtundurchlässigkeiten des Hornhautabschnitts, der dem Lichtempfangselement 15a entspricht, ausgeprägt sind (um die Beschreibung zu vereinfachen, ist der Zeitpunkt des Lichtempfangs in beiden Fällen gleich). Die Welle 65 bezeichnet die Signalwelle von dem Lichtempfangselement 15a, und die Welle 66 bezeichnet die Signalwelle von dem Lichtempfangselement 15b. Die Amplitude der Welle des Lichtempfangselements 15b ist aufgrund von Lichtundurchlässigkeiten klein. Diese analogen Wellen werden durch einen Binärumwandlungsprozess in Impulswellen mit einem Schellenwert 67 umgewandelt, so dass zwischen den jeweiligen Anstiegszeiten t_a1 und t_b1 bezüglich der Zeitbasis t₀, zu denen die Umformung zu Impulswellen jeweils stattfindet, eine Zeitdifferenz Δt besteht. Wenn daher eine Lichtintensitätsdifferenz zwischen jeweiligen Lichtempfangselementen vorliegt, folgt daraus, dass die Zeitdifferenz ΔT bei der Umwandlung zum Brechwert einen Fehler erzeugt.
Wenn sich daher die Lichtintensitäten der jeweiligen Lichtempfangselemente unterscheiden, erhält man das zu messende Zentrum der Meridianrichtung (das Hornhautzentrum oder das Sehachsenzentrum) und den Brechwert relativ zu dem des Zentrums, indem man die Zeit von der Zeitbasis auf die Hälfte der Impulsbreite der jeweiligen Pulswelle, die umgewandelt wird, verwendet. Dadurch hat die Amplitudendifferenz zwischen jeweiligen Lichtempfangselementen keinen Einfluss mehr. Das heißt, in 4 kann es erlaubt sein, die Zeit t_a1 und t_a2, die Zeit t_b1 und t_b2 zu messen, dann die Zeit t_a3 oder t_b3 bis zu deren Zentrum zu messen. Somit sind t_a3 und t_b3 durch folgende Ausdrücke gegeben: ta3 = ta1 + ta2/2, tb3 = tb1 + tb2/2.
Das bedeutet, dass die Zeit gemessen werden kann, selbst wenn der Schellenwerte beim Binärumwandlungsprozess, die den jeweiligen Lichtempfangselementen entsprechen, sich bis zu einem gewissen Grad unterscheiden.
5A bis 5E zeigen deutlich das obige Verfahren zur Messung der den jeweiligen Lichtempfangselementen zugehörigen Zeit. 5A zeigt die digitale Welle der zur Messung verwendeten Impulswelle, die in diesem Fall als Standard verwendet wird (Messdauer), wobei der Zeitpunkt des ersten Impulswellenanstiegs, der nach der Binärumwandlungsprozess bei den Lichtempfangselementen 15a, 15b, 15g und 15h auftritt, als Zeitbasis für die Messung der Phasendifferenzzeit verwendet wird. 5B bis 5E zeigen die digitalen Wellen, die man von jeweiligen Lichtempfangselementen erhält, und t_A3, t_B3, t_G3 und t_H3 bezeichnen die Zeit von der Zeitbasis (Anstiegsflanke der zur Messung verwendeten Impulswelle) bis zur Mitte der jeweiligen Impulsbreite. Wenn daher die Richtung der Lichtempfangselemente 15a und 15b als die zu messende Meridianrichtung definiert ist, ist de ren Mitte (das Hornhautzentrum) durch den Ausdruck (t_G3 + t_H3)/2 gegeben. Dann sind die Zeitdifferenz T_A von dem Lichtempfangselement 15a zu dem gegebenen Zentrum und die Zeitdifferenz T_B von dem Zentrum zu dem Lichtempfangselement 15b gegeben durch: TA = (tG3 + tH3) – tA3, TB = tB3 – (tG3 + tH3)/2.
Somit wird der Brechwert des Hornhautabschnitts, der dem Lichtempfangselement 15a entspricht, gemessen, indem die Zeitdifferenz T_A gemessen wird, und der Brechwert des Hornhautabschnitts, der dem Lichtempfangselement 15b entspricht, wird gemessen, indem die Zeitdifferenz T_B berechnet wird.
Ebenso wird der Brechwert der jeweiligen Abschnitte der Hornhaut, die jeweiligen Lichtempfangselementen entsprechen, gemessen, indem Zeitdifferenzen zwischen dem Zentrum und den Lichtempfangselementen 15c, 15d, 15e und 15f berechnet werden. Indem das optische Schlitzprojektionssystem 1 und der Lichtempfangsabschnitt 14 synchron um 180° um ihre optische Achse gedreht werden, kann der Brechwert aller Meridianrichtung (360°) gefunden werden.
Ferner, durch Messung des Brechwerts der jeweiligen Abschnitte vom Hornhautzentrum zum Rand lässt sich der Brechwert in Abhängigkeit vom Pupillendurchmesser erhalten. Andererseits kann der Pupillendurchmesser des Auges E während der Messung in Abhängigkeit davon gemessen werden, ob die jeweiligen Lichtempfangselemente der zu messenden Meridianrichtung das von dem Augenhintergrund reflektierte Licht empfangen oder nicht. Im Falle der bevorzugten Ausführungsform wird er durch die äquivalente Größe auf der Hornhaut der Konfiguration der in 2 gezeigten Lichtempfangselemente 15a bis 15f gemessen.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform sind drei Paare von Lichtempfangselementen angeordnet. Wenn mehrere Lichtempfangselemente angeordnet sind, kann der Brechwert von weiter außen liegenden Abschnitten des Auges gewonnen werden. Ferner kann man den Brechwert an enger zusammenliegenden Positionen erhalten, wenn die Abstände der Konfiguration kleiner gemacht werden.
Nachfolgend ist der Betrieb der Vorrichtung unter Bezugnahme auf das schematische Blockdiagramm des in 6 gezeigten Signalverarbeitungssystems beschrieben. Zuerst wird der Messmodus gewählt, indem der Messmodusumschalter 70 verwendet wird. Die kontinuierliche Messung der Hornhautkrümmung und die Messung des Brechwerts ist beschrieben.
Die Untersuchungsperson bewegt die Vorrichtung in vertikaler und lateraler Richtung und in Vorwärts-/Rückwärts-Richtung, während sie das Bild des vorderen Teils des Auges E, das von der (nicht gezeigten) Beleuchtungslichtquelle beleuchtet wird, mit Hilfe des TV-Monitors 39 beobachtet. Auf diese Weise führt die Untersuchungsperson die Ausrichtung aus (es kann eine bekannte Ausrichtung verwendet werden, die das Ziel zur positionellen Ausrichtung so projiziert, dass der von der Hornhaut reflektierte Leuchtpunkt und das Fadenkreuz eine vorbestimmte Lage zueinander einnehmen). Sobald die Ausrichtung abgeschlossen ist, beginnt die Messung, indem das Triggersignal durch Verwenden des nicht gezeigten Messbeginnschalters erzeugt wird.
Im kontinuierlichen Messmodus wird mit der Messung der Hornhautkrümmung begonnen. Die Beleuchtungslichtquelle 27 zur Messung der Hornhautkrümmung wird innerhalb der vorbestimmten Zeit eingeschaltet, und das durch die Placido-Scheibe 26 erzeugte Ringmuster wird auf die Hornhaut projiziert. Das Bild des auf die Hornhaut projizierten Ringmusters wird von der CCD-Kamera 38 fotografiert und anschlie ßend in einem Bildspeicher 71 gespeichert. Das in dem Bildspeicher 71 gespeicherte Bild wird durch eine Bildverarbeitungsschaltung 72 einem Flankenerkennungsprozess unterzogen. Anschließend werden die verarbeiteten Daten mittels einer Steuerschaltung 50 in einem Speicher 73 gespeichert.
Die Steuerschaltung 50 berechnet in Intervallen eines vorbestimmten Winkels die Hornhautkrümmung auf der Grundlage der gespeicherten Daten der erfassten Flankenposition. Die Berechnung der Hornhautkrümmung geschieht wie folgt. wenn, wie in 7 gezeigt ist, durch die Linse L das Bild i der Lichtquelle P, die von der Hornhaut entlang der optischen Achse in einem Abstand D und von der optischen Achse in einer Höhe H angeordnet ist, aufgrund der konvexen Krümmung der Hornhaut als "h'" auf der zweidimensionalen Erfassungsebene abgebildet wird und die Vergrößerung des optischen Systems der Vorrichtung als „m" definiert ist, dann ist der Hornhautkrümmungsradius R durch folgenden Ausdruck gegeben (was die Einzelheiten dieser Berechnung betrifft, so wird auf die Patentoffenlegungsschrift No. HEI7 (1995)-124113 verwiesen, die der US-P-5 500 679 entspricht): R = (2D/H)mh'.
Ferner kann das vereinfachte Berechnungsverfahren wie folgt angewendet werden. Der Krümmungsradius der Fläche, wo der j-te Ring auf die Hornhaut projiziert wird, ist als R_j definiert, die Proportionalitätskonstante, die aus der Höhe des j-ten Rings, dem Abstand bis zum Auge und der fotografischen (Bild-) Vergrößerung definiert ist, ist als K_j definiert, und die Bildhöhe auf der fotografischen Ebene ist als h_j definiert, der Beziehungsausdruck ist, wie oben beschrieben, als R_j = K_J·H_J gegeben. Werden mehrere Modellaugen mit unterschiedlichen Krümmungen, die den Messbereich abdecken, im Voraus gemessen, so erhält man die Proportionalitätskonstante K_j als charakteristischen wert der Vorrichtung. Daher erhält man die Verteilung der Krümmung in sehr kurzer Zeit, wenn dieser Wert gelesen und zur Berechnung bei der Messung verwendet wird. Wenn der Berechnungsprozess im kontinuierlichen Messmodus nach Beendigung des Brechwertsmessung ausgeführt wird, wird außerdem die kontinuierliche Messung effizient ausgeführt.
Der Brechwertsmessung wird kontinuierlich ausgeführt. Die Vormessung des Brechwerts wird mit dem gleichen Verfahren durchgeführt wie das herkömmliche Phasendifferenzverfahren. Bei der Messung wird dann die Lichtaussendelinse 33 des optischen Augenfixierungszielsystem 30 auf der Grundlage des Brechwerts der Vormessung bewegt, dann werden das Fixierungsziel 32 und der Augenhintergrund des Auges E an konjugierten Positionen angeordnet, danach wird die angemessene Größe des Diopters vernebelt. Das Schlitzlichtbündel, das von der Schlitzöffnung 4a des optischen Schlitzprojektionssystems 1 begrenzt ist, wird durch die Pupille eingestrahlt und auf den Augenhintergrund projiziert. Das vom Augenhintergrund reflektierte und durch die Pupille austretende Lichtbündel wird von der Empfangslinse 11 des optischen Schlitzbilderfassungssystems 10 konvergiert, tritt durch die Blende 13 und wird von dem Lichtempfangsabschnitt 14 empfangen. Für den Fall, dass das Auge E recht- bzw. normalsichtig ist, erzeugen die Lichtempfangselemente 15a bis 15h des Lichtempfangsabschnitts 14 in dem Moment eine Fotospannung, in dem das Lichtbündel in das Innere des Auges eingestrahlt wird. Liegt jedoch ein Refraktionsfehler vor, wird das Licht des Schlitzbildes, das vom Augenhintergrund reflektiert wird, so bewegt, als hätte es den Lichtempfangsabschnitt 14 überquert.
Die Fotospannung wird von den jeweiligen Lichtempfangselementen 15a bis 15h auf der Grundlage der Bewegung des Lichts des Schlitzbildes auf den Lichtempfangsabschnitt 14 erzeugt (die Fotospannung zeigt die Zeitdifferenz). Die jeweilige Fotospannung wird jeweiligen Verstärkern 40a bis 40h zugeführt, mit denen jeweilige Lichtempfangselemente 15a bis 15h verbunden sind, und dann verstärkt. Ferner werden die jeweiligen Spannungswert von jeweiligen Pegelverschiebungsschaltungen 41a bis 41h verschoben und werden anschließend in die Impulssignale umgewandelt, die bei den vorbestimmten Schellenwertn von jeweiligen Binärumwandlungsschaltungen 42a bis 42h in die Binärform umgewandelt werden. Anschließend werden die jeweiligen Impulssignale jeweiligen Zählschaltungen 46a bis 46h und einer ODER-Schaltung 43 zugeführt. Die ODER-Schaltung 43 wird verwendet, um die erste Anstiegsflanke der jeweiligen Impulssignale zur Anstiegsflanke des Impulses für die Messung zu machen. Dann wird die erste Anstiegsflanke einem Flip-Flop 44 zugeführt. Das Flip-Flop 44 gibt das Impulssignal für die Messung, das die Zeitbasis (die Anstiegsflanke) enthält, an die jeweiligen Zählschaltungen 46a bis 46h und wird rückgesetzt, indem es das Rset-Signal empfängt, das von der Steuerschaltung 50 ausgegeben wird, nachdem alle Signale gemessen wurden.
Sobald die Impulssignale, die von jeweiligen Binärumwandlungsschaltungen 42a bis 42h umgewandelt wurden, und die Impulssignale für die Messung von dem Flip-Flop 44 jeweiligen Zählerschaltungen zugeführt wurden, zählen und halten die jeweiligen Zählerschaltungen 46a bis 46h die Anstiegszeit und die Zeit der Impulsbreite von jeweiligen Impulssignalen relativ zur Anstiegsflanke (die die Zeitbasis ist) des Impulssignals für die Messung. Unter Bezugnahme auf beispielsweise 5A bis 5E sind die Zeiten für die Zeitbasis der Anstiegsflanke jeweiliger Impulse t_A1 (unter Bezugnahme auf 5A, t_A1 = 0), t_B1, t_G1 bzw. t_H1. Ferner sind die Zeiten des Impulsbreiten der digitalen Signale (Signale, die in die Binärform umgewandelt werden) t_A2, t_B2, t_G2 bzw. t_H2.
Die von jeweiligen Zählerschaltungen gehaltene Zeit wird durch von der Steuerungsschaltung erzeugte Chip-Aktivierungssignale (Cs_a bis CS_h) ausgegeben und dann über einen Datenbus 47 der Steuerungsschaltung 50 zugeführt. Die Steuerungsschaltung 50 berechnet die Zeit, die zur Messung des Hornhautzentrums der Meridianrichtung mittels dem oben genannten Verfahren erforderlich ist (die Sanrichtung des Schlitzlichtbündels), auf der Grundlage der Anstiegszeit (t_A1, t_B1, t_G1, t_H1) und der Zeit der Impulsbreite (t_A2, t_B2, t_G2, t_H2) von jeweiligen Impulssignalen von jeweiligen Zählschaltungen 46a bis 46h, und misst dann die Zeitunterschiede (die Phasendifferenzen) der drei Paare der Lichtempfangselemente, die in der Meridianrichtung angeordnet sind, um relativ zu ihrer Mitte gemessen zu werden.
Sobald die Zeitdifferenzen jeweiliger Hornhautabschnitte in einem Meridian ermittelt sind, werden sie in Brechwerte umgewandelt. Es gibt eine Beziehung zwischen der Zeitdifferenz, die mit Hilfe des Phasendifferenzverfahrens gemesssen wird, und des Brechwerts, wie es in 8 gezeigt ist. Unter Bezugnahme auf die Beziehung erhält man zum Beispiel den Betrag des Brechwerts, der der Zeitdifferenz entspricht, indem unter Verwendung des Modellauges, dessen Brechwert im Voraus bekannt ist, die Daten abgefragt werden und die Daten dann gespeichert werden.
Als nächstes wird alles von der Schlitzbeleuchtungslichtquelle 2 bis zum Motor 5 des optischen Schlitzprojektionssystems 1 sowie der Lichtempfangsabschnitt 14 um die jeweilige optische Achse in vorbestimmten Intervallen (z. B. 1°) um 180° gedreht, indem der Motor 20 angetrieben wird. Man gewinnt der Brechwert der jeweiligen Drehposition auf der Grundlage der Signale von den Lichtempfangselementen. Diese Brechwertsmessung wird wiederholt ausgeführt, und die Ergebnisse werden einer vorbestimmten Verarbeitung unterzogen (Bildung des Durchschnitts, des Mittelwertes und dergleichen) und gespeichert. Darüber hinaus werden die Parameter S, C und A, die dieselben wie im Stand der Technik sind, berechnet, indem die Brechwirkung in jeweiligen Meri dianrichtungen der vorbestimmen Berechnung unterzogen werden.
Gleichzeitig gewinnt man den Pupillendurchmesser des Auges E während der Messung in Abhängigkeit davon, ob jeweilige Lichtempfangselemente in der zu messenden Medianrichtung das von dem Augenhintergrund reflektierte Licht empfangen oder nicht. Wenn daher die Verarbeitung ihres Durchmessers und der Verteilung des Brechwerts ausgeführt wird, dann kann bei der Untersuchung mehr Information geliefert werden.
Die Messdaten der wie oben beschrieben gewonnenen Verteilung des Brechwerts werden mit Hilfe der Anzeigeschaltung 53a auf der Anzeige 53 angezeigt. 9 und 10 sind ein Beispiel davon. 9 ist eine Vorderansicht, die die Verteilung des Brechwerts durch Verwendung einer Farbkarte (oder Graustufenkarte) zeigt. In der Figur ist der obere Teil, wo die Farbkarte unterbrochen ist, der Teil, wo das Lichtempfangselement das von dem Augenhintergrund reflektierte Licht aufgrund der Wimpern nicht empfangen kann, was zur Folge hat, dass man keine Verteilung des Brechwerts erhält. 10 ist ein Beispiel der Verteilung des Brechwerts unter Verwendung einer stereoskopen Anzeige.
Darüber hinaus wird gemäß der bevorzugten Ausführungsformen der Brechwert von drei Abschnitten in der radialen Richtung der Hornhaut durch die drei Paare von Lichtempfangselementen gewonnen. Jedoch kann auch der Brechwert von mehreren Abschnitten in radialer Richtung gewonnen werden, indem der Brechwert zwischen den gewonnenen Hornhautabschnitten interpoliert wird, so dass der Verteilungszustand leichter zu erkennen ist.
Ferner, der Verteilungszustand des Krümmungsradius kann wie 9 und 10 angezeigt werden, indem der durch die Messung der Hornhautkrümmung gewonnene Krümmungsradius mit Hilfe eines bekannten Verfahrens in den Brechwert der Hornhaut umgewandelt wird. Ferner, wenn die Verteilung der Hornhautkrümmung (Verteilung des Brechwerts der Hornhaut: D = (n – 1)/r, r = Hornhautkrümmung, n = äquivalenter Brechungsindex der Hornhaut) und die Verteilung des Brechwerts des Auges gleichzeitig angezeigt werden, indem sie in Übereinstimmung zueinander gebracht werden, können die Beziehungen zwischen ihnen bekannt sein.
Ferner, um die Verteilung des Brechwerts des Auges mit der Verteilung der Brechraft der Hornhaut in Übereinstimmung zu bringen, kann die zylindrische Komponente des Brechwerts mit der Astigmatismuskomponente des Brechwerts des Auges verglichen oder deren Unterschied angezeigt werden, wenn die zylindrische Komponente des Brechwerts von dem Brechwert der Hornhaut genommen wird. Auf diese Weise kann der Verteilungszustand des Restastigmatismus des Auges E (Differenz zwischen dem Gesamtastigmatismus des Auges E und dem Hornhautastigmatismus) festgestellt werden.
Durch die Kenntnis des Brechungszustandes des Auges E wie oben beschrieben können selbst dann die Daten für eine angemessenen Behandlung geliefert werden, wenn eine keratorefraktive Chirurgie durchgeführt wird.
Ferner kann die Information bei einer subjektiven Untersuchung zur Verschreibung einer Brille oder dergleichen verwendet werden, wenn gleichzeitig der Pupillendurchmesser des Auges E gemessen wird.
Die vorliegende Erfindung kann in anderen speziellen Ausführungsformen verkörpert sein, die vom Geist oder den wesentlichen Eigenschaften abweichen. Zum Beispiel ist der Drehsektor 4 mit zahlreichen Schlitzöffnungen 90a bzw. 90b unterschiedlicher Neigungswinkel ausgestattet. Das heißt, die Schlitzöffnung 90a ist so angeordnet, dass sie einen Neigungswinkel von 45° bezüglich der Drehrichtung des Dreh sektors 4 einnimmt, und die Schlitzöffnung 90b ist so angeordnet, dass sie einen Neigungswinkel von 135° bezüglich der Drehrichtung einnimmt, so dass die Schlitzöffnung 90b bezüglich der Schlitzöffnung 90a einen Winkel von 90° einnimmt. Im Gegensatz dazu sind, wie es in 12 gezeigt ist, die drei Paare von den Lichtempfangselementen 91a bis 91f und die drei Paare von den Lichtempfangselementen 91g bis 91l auf dem Lichtempfangsabschnitt 14 entlang von Linien angeordnet, die sich unter 90° schneiden, so dass sie den Scanrichtungen der Schlitzöffnungen 90a und 90b entsprechen. Auf diese Weise werden der Brechwert der jeweiligen Abschnitte der Hornhaut, die der Anordnung jeweiliger Lichtempfangselemente in den zwei Meridianrichtungen entsprechen, die den zwei sich unter 90° schneidender Schlitzscanrichtungen entsprechen, gemessen. Demzufolge wird der Brechwert aller Meridianrichtungen gemessen, wenn das optische Schlitzprojektionssystem 1 und der Lichtempfangsabschnitt 14 synchron miteinander um 90° um die optische Achse gedreht werden, was zur Folge hat, dass die Messzeit im Vergleich zu der oben genannten Anordnung verkürzt werden kann. Ferner kann, wenn die Anzahl der Neigungswinkel des Schlitzlichtbündels erhöht wird und die Anordnungsrichtungen der Lichtempfangselemente auf dem Lichtempfangsabschnitt 14 als Antwort auf diese Erhöhung erhöht wird, der Brechwert mehrerer Meridianrichtungen gemessen werden, wobei der Drehwinkel klein gemacht wird.
Ferner kann eine Vorrichtung hergestellt werden, die die vereinfachte Verteilung des Brechwerts als Antwort auf die Anordnungsrichtung der Lichtempfangselemente erhält, ohne den Drehmechanismus bereitzustellen, wenn es nicht erforderlich ist, dass die Meridianrichtungen in die zahlreichen Richtungen geteilt ist.
13 ist eine Ansicht, die schematisch eine Anordnung eines optischen Systems einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Das optische System um fasst das optische Schlitzprojektionssystem, ein optisches Schlitzerfassungssystem, ein optisches Augenfixierungssystem und ein optisches Beobachtungssystem. Gemäß der zweiten bevorzugte Ausführungsform sind an einer Seitenfläche des Drehsektors 4, der an dem optischen Schlitzprojektionssystem angeordnet ist, wie es in der oben genannten 11 gezeigt ist, eine Mehrzahl von Schlitzöffnungen 90a bzw. 90b angeordnet, die zwei unterschiedliche Neigungswinkel aufweisen. Das heißt, die Schlitzöffnung 90a ist so angeordnet, dass sie einen Neigungswinkel von 45° bezüglich der Drehrichtung des Drehsektors 4 einnimmt, und die Schlitzöffnung 90b ist so angeordnet, dass sie einen Neigungswinkel von 135° bezüglich der Drehrichtung einnimmt, so das die Schlitzöffnung 90b und die Schlitzöffnung 90a einen Winkel von 90° zueinander einnehmen.
Licht im nahen Infrarotbereich, das von der Lichtquelle 2 ausgesendet wird, wird von dem Spiegel 3 reflektiert und beleuchtet dann die Schlitzöffnung 90a oder 90b des Drehsektors 4. Das Schlitzlichtbündel, das durch die Drehung des Drehsektors 4 gescannt wird, tritt druch die Projektionslinse 6 und die Begrenzungsblende 7 und wird dann von dem Strahlteiler 8 reflektiert. Anschließend tritt es durch einen Strahlteiler 9, konvergiert gegen einen Punkt nahe der Hornhaut des Auges E und wird dann auf den Augenhintergrund projiziert. Ferner ist der Drehsektor 4 mit den Schlitzöffnungen versehen, die unterschiedliche Neigungswinkel aufweisen. Somit erfasst der Sensor 16, welchen Winkel das projizierte Schlitzlichtbündel hat.
Im Gegensatz dazu ist der Lichtempfangsabschnitt 14, der auf der optischen Achse L1 des optischen Schlitzerfassungssystems angeordnet ist, auf seiner Lichtempfangsoberfläche mit vier Lichtempfangsabschnitten 15a–15d versehen. Die Lichtempfangselemente 15a und 15b sind symmetrisch zur optischen Achse L1 angeordnet. Ebenso sind die Lichtempfangselemente 15c und 15d symmetrisch zur optischen Ach se L1 angeordnet. Die zwei Paare von Lichtempfangselementen sind jeweils so angeordnet, dass sie mit der Scanrichtung des Schlitzlichtbündels E übereinstimmen, das von den Schlitzöffnungen 90a und 90b, die zwei unterschiedliche Neigungswinkeln aufweisen, auf den Augenhintergrund des Auges projiziert wird (das Schlitzlichtbündel auf dem Augenhintergrund wird sozusagen in einer zu der Längsrichtung des Schlitzes senkrechten Richtung gescannt). Gemäß der Vorrichtung der bevorzugten Ausführungsform wird das Paar von Lichtempfangselementen 15a und 15 in dem Fall, in dem das Schlitzlichtbündel von der Schlitzöffnung 90a über den Augenhintergrund eines Auges E gescannt wird, das eine Übersichtigkeit oder Kurzsichtigkeit ohne Astigmatismus aufweist, so angeordnet, dass es mit der zu der Längsrichtung des Schlitzbündels, das auf dem Lichtempfangsabschnitt 14 empfangen wird, senkrechten Richtung übereinstimmt. Ebenso ist das Paar von Lichtempfangselementen 15c und 15d in dem Fall, in dem das Schlitzlichtbündel von der Schlitzöffnung 90b gescannt wird, so angeordnet, dass es mit der zu der Längsrichtung des Schlitzbündels, das auf dem Lichtempfangsabschnitt 14 empfangen wird, senkrechten Richtung übereinstimmt.
Die Bezugszahl 55 bezeichnet ein optisches Beobachtungssystem, und die Bezugszahl 36 bezeichnet eine Beleuchtungslichtquelle, die in dem optischen Beobachtungssystem 55 angeordnet ist. Das Bild des vorderen Teils des Auges E, das mit der Beleuchtungslichtquelle 36 beleuchtet wird, tritt durch die Strahlteiler 9 und 34 und erzeugt mittels der fotografischen Linse 37 ein Bild auf den fotografischen Elementen der CCD-Kamera 38, das anschließend auf dem TV-Monitor 39 angezeigt wird. Die gleiche Konfiguration wie die in 1 gezeigte erste bevorzugte Ausführungsform ist mit den gleichen Bezugszahlen versehen, und auf eine Beschreibung wird verzichet.
Nachfolgend ist das Messverfahren zur Bestimmung des Hornhautzentrums (oder Sehzentrums) gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform und die anschließende Messung des Brechwerts der jeweiligen Abschnitte der Hornhaut, die jeweiligen Lichtempfangsabschnitten zugeordnet sind, beschrieben.
Nun, es ist festgelegt, dass das Schlitzlichtbündel von der Schlitzöffnung 90 mit einer festgelegten Geschwindigkeit gescannt wird, und die Ausgangssignalwellen werden, bezogen auf eine Zeitbasis t₀ wie in 15A bis 15D gezeigt ist, zu dem Zeitpunkt gebildet, zu dem die von dem Augenhintergrund reflektierten Schlitzbilder 60 jeweilige Lichtempfangselemente 15a bis 15d überstreichen. Dies ist der Fall, wenn das Auge E eine Übersichtigkeit oder Kurzsichtigkeit und darüber hinaus einen Astigmatismus aufweist.
Wenn bestimmt wird, dass der Brechwert symmetrisch bezüglich dem Hornhautzentrum ist, können die Brechwerte zwischen den jeweiligen Abschnitten der Hornhaut, die den jeweiligen Lichtempfangsabschnitten 15a bis 15b entsprechen, daraus abgeleitet werden, dass sie der jeweiligen Phasendifferenz (der Zeitdifferenz) zwischen dem Wellensignal von dem in 15a gezeigten Lichtempfangselement 15a und dem in 15B gezeigten Lichtempfangselement 15b entsprechen. Der Brechwert ist jedoch nicht immer symmetrisch bezüglich des Hornhautzentrums. Daher wird das Verfahren zur Bestimmung der Mitte zwischen den Lichtempfangselementen 15a und 15b auf der Grundlage der Ausgangssignale der Lichtempfangselemente 15c und 15d verwendet, die in der senkrechten Richtung zu den Lichtempfangselementen 15a und 15b angeordnet sind. Dann wird der Brechwert der jeweiligen Abschnitte der Hornhaut gemessen, die den jeweiligen Lichtempfangsabschnitten 15a und 15b entsprechen. Auf diese Weise kann die Erfüllung der Symmetrie des Brechwerts bezüglich des Zentrums gemessen.
Wo, um die Beschreibung zu vereinfachen, bestimmt wird, dass jeweilige Anstiegszeiten der Fotospannungssignalwellen, die von jeweiligen Lichtempfangselementen als Antwort auf den Lichteinfall erzeugt werden, gemessen werden (t_a, t_b, t_c und t_a, 15A bis 15D), ist die zeitliche Mitte zwischen den Lichtempfangselementen 15a und 15b bezüglich der Zeitbasis t₀ durch den Ausdruck (t_c + t_d)/2 gegeben. Daher sind die folgenden Ausdrücke gegeben, wenn die Zeitdifferenz von dem Hornhautabschnitt, der dem Lichtempfangselement 15a entspricht, zu dem Hornhautzentrum als T_a und die Zeitdifferenz von dem Hornhautzentrum zu dem Hornhautabschnitt, der dem Lichtempfangselement 15b entspricht, als T_b definiert ist: Ta = [(tc + td)/2 – ta], Tb = [tb – (tc + td)/2]
Dann wird der Brechwert des Hornhautabschnitts, die dem Lichtempfangsabschnitt 15a entspricht gemessen, indem die Zeitdifferenz T berechnet wird, und der Brechwert des Hornhautabschnitts, der dem Lichtempfangsabschnitt 15b entspricht, wird gemessen, indem die Zeitdifferenz T_b berechnet wird.
Als nächstes ist das Verfahren zur Messung der Phasendifferenzzeit durch Verarbeiten der Ausgangssignale von jeweiligen Lichtempfangselementen mit Hilfe einer Binärumwandlungsverarbeitung wie schon im Zusammenhang mit 4 erwähnt beschrieben, so dass die Beschreibung an dieser Stelle vereinfacht ist. Bezugnehmend auf 4 wird die Zeit t_a3 bzw. t_b3 bis zur Mitte der Impulswelle durch Verwenden der Ausdrücke: ta3 = ta1 + ta2/2, tb3 = tb1 + tb2/2, auch dann gemessen, wenn sich die Amplitude der Signalwelle 65 von dem Lichtempfangselement 15a von der Amplitude der Signalwelle 66 von dem Lichtempfangselement 15b unterscheidet, sobald die Zeiten t_a1 und t_a2 und t_b1 und t_b2 zum Zeitpunkt der Umwandlung in eine Impulswelle an dem Schellenwert 67 gemessen worden sind, so dass die genaue Zeit selbst dann gemessen werden kann, wenn sich die Schwellenwerte bei der Binärumwandlungsverarbeitung, die den jeweiligen Lichtempfangselementen entsprechen, bis zu einem gewissen Grad unterscheiden.
16A bis 16E zeigen deutlich das obige Verfahren zur Messung der Zeit, die jeweilige Lichtempfangselementen betrifft. 16A zeigt die digitale Welle der Impulswelle zur Messung, die in diesem Fall als Standard verwendet wird (Messdauer), wobei die erste Anstiegszeit der Impulswelle nach der Binärumwandlungsverarbeitung von den Lichtempfangselementen 15a bis 15d als die Zeitbasis zur Messung der Phasendifferenzzeit verwendet wird. 16B bis 16E zeigen die digitalen Wellen, die von den jeweiligen Lichtempfangselementen der vier Lichtempfangselementen 15a bis 15d gewonnen werden, und t_A3, t_B3, t_C3 und t_D3 bezeichnen die Zeiten von der Zeitbasis (Anstiegsflanke der Impulswelle zur Messung) zur Mitte des jeweiligen Impulses. Daher ist das Zentrum (das Hornhautzentrum) durch den Ausdruck (t_C3 + t_D3)/2 gegeben, wenn die Richtung der Lichtempfangselemente 15a und 15b als die zu messende Meridianrichtung bestimmt ist, und dann sind die Zeitdifferenz T_A von dem Lichtempfangselement 15a zu dem gegebenen Zentrum und die Zeitdifferenz T_B von dem Zentrum zu dem Lichtempfangselement 15b durch folgende Ausdrücke gegeben: TA = (tC3 + tD3)/2 – tA3, TB = tB3 – (tC3 + tD3)/2.
Somit wird der Brechwert des Hornhautabschnitts, der dem Lichtempfangselement 15a entspricht, gemessen, indem die Zeitdifferenz T_A berechnet wird, und der Brechwert des Hornhautabschnitts, der dem Lichtempfangselement 15b entspricht, wird gemessen, indem die Zeitdifferenz T_B berechnet wird.
Auf die gleiche Weise wird das Zentrum davon (das Hornhautzentrum) auf der Grundlage der digitalen Wellen von den Lichtempfangselementen 15a und 15b bestimmt, wenn die Richtung der Lichtempfangselemente 15c und 15d als die zu messende Meridianrichtung bestimmt ist, und jeweilige Zeitdifferenzen bei den Lichtempfangselementen 15c und 15d bezüglich dessen Zentrum werden ebenfalls gemessen.
Nachfolgend ist der Betrieb der Vorrichtung der zweiten bevorzugten Ausführungsform mit Bezug auf das schematische Blockdiagramm des in 17 gezeigten Signalverarbeitungssystems beschrieben. Die Untersuchungsperson bewegt die Vorrichtung in vertikaler und lateraler Richtung und in Vorwärts/Rückwärts-Richtung, während sie an dem TV-Monitor 39 das Bild des vorderen Abschnitts des Auges E beobachtet, das von der Beleuchtungslichtquelle 36 beleuchtet wird. Auf diese Weise führt die Untersuchungsperson die Ausrichtung aus (es kann eine bekannte Ausrichtung verwendet werden, die das Ziel zur Positionseinstellung so projiziert, dass der von der Hornhaut reflektierte Beleuchtungspunkt und das Fadenkreuz in die vorbestimmte Beziehung zueinander gebracht werden). Wenn die Ausrichtung abgeschlossen ist, wird die Messung durch das Triggersignal gestartet, indem der nicht gezeigte Messstartschalter verwendet wird.
Wenn die Messung gestartet ist, wird das Schlitzlichtbündel, das von der Schlitzöffnung 90a oder 90b begrenzt ist, von dem optischen Schlitzprojektionssystem 1 durch die Pupille eingestrahlt und dann scannend auf den Augenhintergrund projiziert. Das Lichtbündel von dem Schlitzbild, das von dem Augenhintergrund reflektiert und durch die Pupille tritt, wird von der Empfangslinse 11 des optischen Lichter fassungssystem 10 konvergiert, tritt durch die Blende 13 und wird von dem Lichtempfangsabschnitt 14 empfangen. Wenn das Auge E recht- bzw. normalsichtig ist, werden die Fotospannungen bei den Lichtempfangselementen 15a bis 15d des Lichtempfangsabschnitts 14 zu dem Zeitpunkt erzeugt, zu dem das Lichtbündel in das Innere des Auges E gestrahlt wird. Liegt jedoch ein Refraktionsfehler vor, so bewegt sich das Licht des Schlitzbildes, das von dem Augenhintergrund reflektiert wird, so, als wenn es den Lichtempfangsabschnitt 14 überstrichen hätte.
Die Fotospannungen werden durch jeweilige Lichtempfangselemente 15a bis 15d auf der Grundlage der Bewegung des Lichts des Schlitzbildes auf dem Lichtempfangsabschnitt 14 erzeugt (die Fotospannung zeigt die Zeitdifferenz). Jeweilige Fotospannungen werden jeweiligen Verstärkern 40a bis 40d zugeführt und dann verstärkt. Ferner wird die Verschiebeverarbeitung bezüglich der jeweiligen Spannungswert von jeweiligen Pegelverschiebungsschaltungen 41a bis 41d ausgeführt, werden dann in die digitalen Signale umgewandelt, die von jeweiligen Binärumwandlungsschaltungen 42a bis 42d in die binäre Form bei dem vorbestimmten Schellenwert umgewandelt werden. Dann werden die jeweiligen Impulssignale jeweiligen Zählschaltungen 46a bis 46d und einer ODER-Schaltung 43 zugeführt. Die ODER-Schaltung 43 wird verwendet, um die erste Anstiegsflanke von jeweiligen Impulssignalen zu der Anstiegsflanke des Impulses zur Messung zu machen. Dann wird die erste Anstiegsflanke dem Flip-Flop 44 zugeführt. Das Flip-Flop 44 gibt das Impulssignal für die Messung, das die Zeitbasis (die Anstiegsflanke) enthält, an die jeweiligen Zählschaltungen 46a bis 46d und wird durch Empfang des von der Steuerschaltung 50 ausgegebenen Rset-Signals rückgesetzt, nachdem alle Impulssignale gemessen sind.
Wenn die Impulssignale, die von jeweiligen Binärumwandlungsschaltungen 42a bis 42d in Binärform umgewandelt sind, und das Impulssignal für die Messung von dem Flip-Flop 44 in jeweilige Zählschaltungen 46a bis 46d umgewandelt sind, zählen und halten die jeweiligen Zählschaltungen 46a bis 46d die Anstiegszeit und die Zeit der Impulsbreite des jeweiligen Impulssignals bezüglich der Anstiegsflanke (äquivalent zur Zeitbasis) des Messimpulssignals. Unter Bezugnahme beispielweise auf 16A bis 16E, sind die Zeiten von der Zeitbasis zu der Anstiegsflanke der jeweiligen Impulssignale t_A1 (unter Bezugnahme auf 16A, t_A1 = 0), t_B1, t_C1 bzw. t_D1. Ferner sind die Zeiten der Impulsbreiten der digitalen Signale t_A2, t_B2, t_C2 bzw. t_D2.
Die von jeweiligen Zählschaltungen gehaltene Zeiten werden durch das von der Steuerungsschaltung erzeugte Chip-Aktivierungssignal (Cs_a bis CS_d) ausgegeben und dann über den Datenbus 47 der Steuerungsschaltung zugeführt. Die Steuerungsschaltung 50 berechnet die Zeit des Hornhautzentrums der zu messenden Meridianrichtung (die Scanrichtung des Schlitzlichtbündels) mittels des oben erwähnten Verfahrens auf der Grundlage der Anstiegszeit (t_A1, t_B1, t_C1, t_D1), der Zeiten der Impulsbreiten (t_A2, t_B2, t_C2, t_D2) von jeweiligen Impulssignalen von jeweiligen Zählschaltungen 46a bis 46d und des Beurteilungssignals zur Unterscheidung der Art der Schlitzscanrichtung mit dem Sensor 16, und misst dann die Zeitdifferenzen (die Phasendifferenzen) eines Paars der Lichtempfangselemente, die in der zu messendenden Meridianrichtung bezüglich des Zentrums angeordnet sind.
Hat man die Zeitdifferenzen gewonnen, werden sind in Brechkräften ausgedrückt (umgewandelt). Es gibt eine Beziehung zwischen der Zeitdifferenz, die mit Hilfe des Phasendifferenzverfahrens gemessen wird, und der Brechwert, wie es in der oben erwähnten 8 gezeigt ist. Daher erhält man zum Beispiel den Brechwert, der der Zeitdifferenz entspricht, indem die Daten abgetastet werden, wobei das Modellauge verwendet wird, dessen Brechkraft im Voraus bekannt ist, und die Daten anschließend gespeichert werden.
Zusätzlich gewinnt man die drei Parameter S (sphärische Wirkung), C (astigmatische (zylindrische) Wirkung), A (astigmatischer (zylindrischer) Achswinkel) wie im Stand der Technik auf folgende Weise. Wenn der auf der Grundlage der Phasendifferenz zwischen einem Paar von Lichtempfangselementen 15a und 15b gewonnene Wert, falls das Schlitzlichtbündel durch die Schlitzöffnung 90a gescannt wird, als D1 definiert wird, und der auf der Grundlage der Phasendifferenz zwischen einem weiteren Paar von Lichtempfangselementen 15c und 15d gewonnene Wert als D2 definiert wird, und in gleicher Weise, falls das von der Schlitzöffnung 90b gescannte Schlitzlichtbündel gescannt wird, der auf der Grundlage der Phasendifferenz zwischen einem Paar von Lichtempfangselementen 15a und 15b gewonnen Wert als D3 definiert wird, und der auf der Grundlage der Phasendifferenz zwischen einem weiteren Paar von Lichtempfangselementen 15c und 15d gewonnene Wert als D4 definiert wird, so sind die folgenden Ausdrücke gegeben: D1 = S + Ccos2θ, D2 = (C/2)sin2θ, D3 = –(C(2)sin2θ, D4 = S + Csind2θ,wobei jeweilige Werte S, C und A (= q) durch arithmetische Verarbeitung obiger Beziehungsgleichungen.
Das wie oben beschrieben gewonnene Messergebnis wird auf dem Anzeigeabschnitt 51 angezeigt. Zur gleichen Zeit wird in dem Fall, in dem die vorbestimmte Differenz zwischen dem Brechwert in der zu messenden Meridianrichtung bezüglich dem Hornhautzentrum vorliegt, angezeigt, dass ein irregulärer Astigmatismus vorliegt. Der Grad der Differenz und die zu messende Meridianrichtung können angezeigt werden.
Ferner, in dem Fall, in dem das Messergebnis wie es in 18 gezeigt ist von dem Drucker 52 ausgedruckt wird, werden die Differenz 75 des jeweiligen Brechwerts an den Positionen jeweiliger Lichtempfangselemente bezüglich dem Zentrum alle zu messende Meridianrichtungen (unter Bezugnahme auf diese bevorzugte Ausführungsform die Richtungen 45° und 135°) zusätzlich zu den Werten S, C und A angezeigt. Ferner, wenn die Differenz nicht weniger als der vorbestimmte Wert ist (zum Beispiel ΔD > 0,5 Dioptrie), wird eine Nachrichtanzeige 76, wonach ein irregulärer Astigmatismus vorliegt und die Verschreibung einer Kontaktlinse angeraten wird, angezeigt. Einen solche Anzeige erinnert die Untersuchungsperson wiederholt und vorsichtig daran, die Werte S, C und A zu bestätigen, die von der Vorrichtung gewonnen wurden, in Falle der fortgesetzten Untersuchung, auf die die endgültige Verschreibung folgt.
Unter Bezugnahme auf die zweite Ausführungsform ist die Messung in den zwei Meridianrichtungen durch die zwei Paare von Lichtempfangselementen beschrieben. Ferner kann auch die Anzahl der Scanrichtung des Schlitzlichtbündels und die Anzahl der Anordnungen der Lichtempfangselemente erhöht werden, um die Messgenauigkeit weiter zu erhöhen. Zum Beispiel ist im Falle der Messung der drei Meridianrichtungen der Drehsektor 4 mit den Schlitzöffnungen 80a, 80b und 80c versehen, die drei verschiedene Neigungswinkel 30°, 90° und –30° bezüglich der Drehrichtung aufweisen (siehe 19). Im Gegenteil, ein Paar von Lichtempfangselementen 81a und 81b, ein Paar von Lichtempfangselementen 81c und 81d und ein Paar von Lichtempfangselementen 81e und 81f sind in Intervallen von 60° angeordnet, so dass sie symmetrisch bezüglich der optischen Achse sind, so dass sie mit der Richtung der drei Arten von Schlitzöffnungen für den Lichtempfangsabschnitt 14 übereinstimmen (siehe 20). Wenn in diesem Fall die Richtung der Schlitzöffnung (die Scanrichtung des Schlitzlichtbündels auf dem Augenhintergrund des Auges E) mit der Richtung der Lichtempfangselemente 81a und 81b übereinstimmt, kann das Zentrum der Scanrichtung des Schlitzlichtbündels bestimmt werden, indem das oben genannte Verfahren auf der Grundlage der Phasendifferenz eines Paares von Lichtempfangselementen 81c und 81d oder eines Paares der Lichtempfangselemente 81e und 81f verwendet wird, wobei der Brechwert der jeweiligen Abschnitte der Hornhaut, die den jeweiligen Lichtempfangselementen der jeweiligen Meridianrichtungen bezüglich dem Zentrum entsprechen, gemessen werden kann.
Die vorangegangene Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen wurde zu Zwecken der Darstellung und Beschreibung gegeben. Es ist nicht beabsichtigt, erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf die genaue offenbarte Form zu begrenzen, und Modifikationen und Variationen sind im Lichte der obigen Lehren möglich oder können aus der Anwendung der Erfindung erfordlich sein. Die Ausführungsformen, die gewählt und beschrieben sind, um die Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erläutern, um es einem Fachman zu ermöglichen, die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen und mit verschiedenen Modifikationen zu nutzen, wie es dem speziellen Gebrauch angemessen ist. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.

Claims

Eine ophthalmologische Messvorrichtung zur Messung des Brechwertes eines zu untersuchenden Auges (E), wobei die Vorrichtung umfasst: – ein optisches Schlitzprojektionssystem (1) zum Abrastern des Augenhintergrundes durch ein schlitzförmiges Lichtbündel; – ein optisches Erfassungssystem (10) zum Erfassen des von dem Augenhintergrund, der mit Hilfe des optischen Schlitzprojektionssystems abgerastert wird, reflektierten schlitzförmigen Lichtbündels, wobei das optische Erfassungssystem mehrere Lichtempfangselemente (15a–15h; 91a–91l; 81a–81f) umfasst, die an einer zu der Hornhaut des Auges ungefähr konjugierten Position angeordnet sind; und – Brechwertberechnungsmittel (50) zum Berechnen des Brechwertes des Auges auf der Grundlage von durch die Lichtempfangselemente ausgegebenen Signalen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung umfasst: – Drehmittel (21) zum Drehen des schlitzförmigen Lichtbündels um eine optische Achse des optischen Schlitzprojektionssystems und zum synchronen Drehen der Lichtempfangselemente um eine optische Achse des optischen Erfassungssystems; und – Drehungssteuerungsmittel (50) zum Steuern des Drehmittels, das in vorbestimmten Winkelintervallen gedreht werden soll, – wobei die mehreren Lichtempfangselemente mehrere Paare von Lichtempfangselementen umfasst, jeweilige Paare der Lichtempfangselemente symmetrisch bezüglich der optischen Achse des optischen Erfassungssystems angeordnet sind und wenigstens ein Paar der Lichtempfangselemente in einer Meridianrichtung angeordnet ist, die der Abrasterrichtung des schlitzförmigen Bündels entspricht, und – wobei das Brechwertberechnungsmittel auf der Grundlage jeweiliger durch jeweilige Lichtempfangselemente ausgegebenen Phasendifferenzsignalen den Brechwert an jeweiligen Teilen der Hornhaut berechnet, die Positionen jeweiliger Lichtempfangselemente entsprechen, und die Verteilung des Brechwertes des Auges durch Drehen des schlitzförmigen Lichtbündels und der Lichtempfangselemente gewinnt.
Ophthalmologische Messvorrichtung nach Anspruch 1, mit: – Anzeigemitteln (53) zur Anzeige der Verteilung des durch das Brechwertberechnungsmittel berechneten Brechwertes.
Ophthalmologische Messvorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Anzeigemittel Mittel zur geometrischen Anzeige (53) der Verteilung des durch das Brechwertberechnungsmittel berechneten Brechwertes enthält.
Ophthalmologische Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit: – Pupillendurchmessermessmitteln (50) zur Messung des Pupillendurchmessers des Auges auf der Grund lage der durch die Lichtempfangselemente ausgegebenen Signale.
Ophthalmologische Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das optische Schlitzprojektionssystem Mittel zur Projektion eines ersten schlitzförmigen Lichtbündels mit einem ersten Neigungswinkel und ein zweites schlitzförmiges Lichtbündel mit einem zweiten Neigungswinkel umfasst, und wobei die mehreren Paare von Lichtempfangselementen wenigstens ein Paar von Lichtempfangselementen umfasst, die in einer ersten Meridianrichtung angeordnet sind, die einer Abrasterrichtung des schlitzförmigen Lichtbündels mit dem ersten Neigungswinkel entspricht, und wenigstens ein Paar von Lichtempfangselementen umfasst, die in einer zweiten Meridianrichtung angeordnet sind, die einer Abrasterrichtung des zweiten schlitzförmigen Lichtbündels mit dem zweiten Neigungswinkel entspricht.
Ophthalmologische Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die mehreren Paare der Lichtempfangselemente in der Meridianrichtung angeordnet sind, die der Abrasterrichtung entspricht, und jeweilige Paare der Lichtempfangselemente, die in der Meridianrichtung angeordnet sind, die der Abrasterrichtung entspricht, sind an Positionen angeordnet, zu denen Abstände von der optischen Achse des optischen Erfassungssystems verschieden sind.
Ophthalmologische Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die mehreren Paare der Lichtempfangselemente wenigstens ein Paar der Lichtempfangselemente umfasst, die in einer Meridianrichtung angeordnet sind, die nicht der Abrasterrichtung entspricht, und wobei das Brechwertberechnungsmittel ein Hornhautzentrum oder ein visuelles Achsenzentrum des Auges auf der Grundlage von durch die Lichtempfangselemente, die in der Meridianrichtung angeordnet sind, die nicht der Abrasterrichtung entspricht, ausgegebenen Signalen erhält, und den Brechwert berechnet mit Bezug auf das Hornhautzentrum oder das visuelle Achsenzentrum auf der Grundlage von durch die Lichtempfangselemente, die in der Meridianrichtung angeordnet sind, die der Abrasterrichtung bezüglich des Hornhautzentrums oder des visuellen Achsenzentrums entspricht, ausgegebenen Signalen.