DE10122248A1

DE10122248A1 - Apparatur zur Messung der Augencharakteristik

Info

Publication number: DE10122248A1
Application number: DE10122248A
Authority: DE
Inventors: Toshifumi Mihashi; Yoko Hirohara
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 2000-05-12
Filing date: 2001-05-08
Publication date: 2001-12-13
Also published as: JP4517211B2; US20020041359A1; US6802609B2; JP2001321340A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Messgerät, das Messungen mit hoher Genauigkeit durchführt, und bei dem, wenn die optische Charakteristik eines Auges gemessen wird, die Differenzkomponente zu den gemessenen Daten in einem optischen Referenzpfad gewählt wird. Bei dem Messgerät beleuchtet ein optisches Referenzsystem einen kleinen Bereich auf der gegenüberliegenden Oberfläche des, durch den von der ersten Lichtquelle ausgehenden Lichtstrahl, reflektierenden Objekts; und bei dem das System von den dem reflektierenden Referenzobjekt reflektierten und zurückgesandten Lichtstrahl empfängt. Das erste Umwandlungselement teilt den von dem optischen Messsystem und/oder dem optischen Referenzsystem empfangenden Reflexionslichtstrahl in eine Vielzahl von Strahlen, wobei die erste lichtempfindliche Einheit die Vielzahl der in dem Konversionselement aufgeteilten Strahlen empfängt, und wobei die Umschalteinheit den Lichtstrahl im optischen Messsystem und im optischen Referenzsystem abwechselnd zu der ersten lichtempfindlichen Einheit leitet. Die Rechensteuereinheit kann die optischen Charakteristika des Auges auf der Basis der Empfangsposition und des von dem optischen Messsystem erhaltenen Lichtstrahls abschätzen, der in der ersten lichtempfangenden Einheit und der Empfangsposition des optischen Referenzsystems erhalten wird. Daher weist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung eine ganz außerordentliche Wirkung auf, indem die Aberration während der Messung vollständig beseitigt und eine ...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Apparatur zum Messen der Au gencharakteristik, bei dem, wenn die optischen Charakteristika des Auges gemes sen werden, eine Differenzkomponente aus der Beziehung zu gemessenen Daten in einem optischen Referenzpfad genommen wird, wodurch die Messung mit ho her Genauigkeit erfolgt; und insbesondere ist die Messapparatur mit einem opti schen Referenzsystem versehen, das von einem Lichtaufnahme-Messsystem ge trennt ist.

Die Messergebnisse der die Augencharakteristik messenden Apparatur beinhalten sowohl die Aberration des Auges, als auch die Aberration der Messapparatur. In folgedessen ist, um die Aberration der Messapparatur auszuschließen, die Mes sung unter Benutzung eines zu messenden Objektes ohne vorherige Aberration durchgeführt worden.

Weil aber bei der oben genannten herkömmlichen Methode Daten benutzt werden, die in der Anfangsstufe gemessen werden, besteht insofern ein Problem, als die gemessene Aberration in die Verspannung der später hergestellten Apparatur ein gebracht wird, oder dass die Aberration der Apparatur durch Verformung auf grund von Temperatureinflüssen verursacht wird.

So ist der dringende Wunsch nach einer Apparatur zum Messen der Augencha rakteristik entstanden, bei dem die Aberration während der Messung vollständig beseitigt werden kann und eine völlig exakte Messung durchgeführt werden kann.

Die vorliegende Erfindung besteht in einer Apparatur zur Messung der Augencha rakteristik, bei der ein optisches Referenzsystem einen kleinen Bereich auf der entgegengesetzten Oberfläche des reflektierenden Referenzartikels durch den von der ersten Lichtquelle ausgehenden Lichtstrom beleuchtet wird und den von dem reflektierenden Referenzartikel reflektierten und zurückgeleiteten Lichtstrom empfängt. Das erste Umwandlungselement teilt den von dem optischen Messsy stem und/oder dem optischen Referenzsystem empfangenen Reflexionslichtstrom in eine Vielzahl von Strahlen, wobei die erste lichtempfangende Einheit die Viel zahl der in dem Umwandlungselement unterteilten Strahlen empfängt, und die Umschalteinheit führt den Lichtstrom im optischen Messsystem und im optischen Referenzsystem abwechselnd zu der ersten lichtempfangenden Einheit. Die Re chensteuereinheit kann die optische Charakteristik des Auges auf der Basis der Empfangsposition des von dem optischen Messsystem kommenden Lichtstroms, empfangen in der ersten lichtempfangenden Einheit, und der Aufnahmeposition des von dem optischen Referenzsystem kommenden Lichtstroms abschätzen. Da her bringt die vorliegende Erfindung ganz ausgezeichnete Wirkungen hervor, in dem die Aberration während der Messung vollständig beseitigt wird und eine völ lig exakte Messung durchgeführt werden kann.

Die beigefügten Zeichnungen zeigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfin dung.

Fig. 1 ist ein Diagramm, das den Aufbau einer Apparatur zum Messen der Augencharakteristik gemäß einer ersten Ausführungsform veran schaulicht;

Fig. 2 ist ein Diagramm, das den elektrischen Aufbau der Apparatur der ersten Ausführungsform zum Messen der Augencharakteristik ver anschaulicht;

Fig. 3(a) ist ein Diagramm, das ein Beispiel der vierten Antriebseinheit er läutert;

Fig. 3(b) ist ein Diagramm, das ein Beispiel der vierten Antriebseinheit er läutert;

Fig. 3(c) ist ein Diagramm, das ein Beispiel der vierten Antriebseinheit er läutert;

Fig. 4 ist ein Flussdiagramm, das die Betriebsweise der ersten Ausfüh rungsform erläutert;

Fig. 5 ist ein Flussdiagramm, das die Betriebsweise der ersten Ausführungsform erläutert;

Fig. 6 ist ein Diagramm, das die Betriebsweise der ersten Ausführungs form erläutert;

Fig. 7 ist ein Diagramm, das den optischen Aufbau einer Apparatur zum Messen der optischen Charakteristik bei einer zweiten Ausfüh rungsform erläutert;

Fig. 8 ist ein Diagramm, das das Prinzip erklärt;

Fig. 9 ist ein Diagramm, das Öffnungen der Hartman'schen Platte erläu tert; und

Fig. 10 ist ein Diagramm, das eine Referenzreflexionseinheit erläutert.

Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Be zugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

Erste Ausführungsform

Ein Gerät 10000 zur Messung der Augencharakteristik enthält bei einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung, wie in Fig. 1 dargestellt, eine erste Lichtquelle 100, die einen Lichtstrom mit einer ersten Wellenlänge aus sendet; ein erstes optisches Beleuchtungssystem 200A, das in der Lage ist, einen kleinen Bereich auf der Retina des, mit einem Lichtstrahl von der ersten Licht quelle 100 unter variablen Beleuchtungsbedingungen zu inspizierenden Auges zu beleuchten; ein erstes optisches Lichtempfangssystem 300A, das einen Teil des reflektierten Lichtstrahls leitet und von der Retina des Auges durch ein erstes Umwandlungselement 400 zu einer ersten lichtempfangenden Einheit 510 zurück führt, welches den reflektierten Lichtstrahl in mindestens siebzehn optische Strahlen unterteilt; ein zweites optisches Beleuchtungssystem 200B, wo ein Licht strahl von einer zweiten Lichtquelle 110 aus eine Kondensorlinse 360 und Strahl teiler 340, 350 durchläuft und ein Auge 1000, das das Objekt ist, von einem im wesentlichen parallelen Lichtstrahl beleuchtet wird; ein zweites optisches licht aufnehmendes System 300B, wo der zweite reflektierte und von der vorderen Au genpartie zurückgesandte Lichtstrahl zu einer zweiten lichtaufnehmenden Einheit 520 zurückgeführt wird; und eine Recheneinheit 600, die die optischen Charakte ristika des Auges 1000 auf der Basis eines ersten Signals bestimmt, das von der ersten lichtempfangenden Einheit 510 entsprechend dem Neigungswinkel des Lichtstrahls geliefert wird. Darüber hinaus entspricht die erste Lichtquelle 100 einer ersten Lichtquelle, und das erste optische Beleuchtungssystem 200A ent spricht einem optischen Messsystem.

Die Recheneinheit 600 steuert alle Einheiten und Systeme einschließlich einer Steuereinheit 610. Weiter empfängt die Steuereinheit 610 Signale 4, 8, 11, die von der ersten lichtempfangenden Einheit 510, der zweiten lichtempfangenden Einheit 520, der dritten lichtempfangenden Einheit 530 geliefert werden; und sie steuert das Einschalten und Ausschalten der ersten Lichteinheit 100 durch die dritte Lichtquelle 130; und sie treibt eine erste Antriebseinheit 910 durch eine vierte Antriebseinheit 940 an und steuert eine Anzeigeeinheit 700 und eine Spei chereinheit 800. Darüber hinaus kann das von der ersten lichtempfangenden Ein heit 510 gelieferte Signal 4 Einstelldaten bilden.

Vorzugsweise sendet die erste Lichtquelle 100 einen Lichtstahl aus, der eine hohe räumliche Kohärenz aber keine hohe zeitliche Kohärenz aufweist. Bei der ersten Lichtquelle 100 der ersten Ausführungsform wird eine Superlumineszenzdiode SLD verwendet, so dass eine Punktquelle hoher Luminanz erzielt wird.

Auch ist die erste Lichtquelle 100 bei der ersten Ausführungsform nicht auf die SLD beschränkt, denn eine Lichtquelle mit hoher Raum- und Zeitkohärenz, wie etwa ein Laser, kann ebenfalls benutzt werden, indem eine drehbare Diffusions platte, oder dergleichen, eingefügt wird, wodurch die Zeitkohärenz in passender Weise verringert wird. Sogar eine Lichtquelle ohne hohe Raum- und Zeitkohä renz, wie etwa eine SLD, kann verwendet werden, sofern die Lichtmenge aus reicht, wobei ein Nadelloch oder dergleichen an der Stelle der Lichtquelle des optischen Pfades eingefügt wird.

Die Wellenlänge der ersten Lichtquelle 100 zum Beleuchten der ersten Ausfüh rungsform kann eine Wellenlänge im Infrarotbereich sein, wie etwa eine von 780 nm.

Das erste optische Beleuchtungssystem 200A beleuchtet durch den von der ersten Lichtquelle 100 gelieferten Lichtstrahl einen kleinen Bereich auf dem Fundus des zu untersuchenden Auges. Das erste optische Beleuchtungssystem 200A umfaßt die erste Lichtquelle 100, eine erste Kollimatorlinse 210 und eine zylindrische Linse 220, und es beleuchtet das zu untersuchende Auge 1000.

Das erste optische, lichtempfangende System 300A empfängt den von der Retina des Auges reflektierten und zurückgesandten Lichtstrahl und leitet denselben an die erste lichtempfangende Einheit 510. Das erste optische lichtempfangende Sy stem 300A umfaßt einen ersten Zerhacker 311A, ein Prisma 331, eine zweite afokale Linse 312 und eine erste lichtempfangende Vorrichtung 301A. Die erste lichtempfangende Vorrichtung 301A umfaßt eine erste Kollimatorlinse 320, ein Umwandlungselement 400 zum Unterteilen des reflektierten Lichtstrahls in min destens siebzehn Strahlen und die erste lichtempfangende Einheit 510.

Der Strahlteiler 331 ist in die erste optische lichtempfangende Einheit 300A ein gefügt. Der Strahlteiler 331 teilt das von dem ersten optischen Beleuchtungssystem 200A kommende Licht, überträgt einen Teil davon durch ein optisches Messsystem 201A zum Auge 1000 und überträgt den anderen Teil durch einen optischen Referenzpfad 202A an eine reflektierende Referenzeinheit 2000.

Der Strahlteiler 331 läßt die im Auge 1000 gestreuten Stahlen passieren, reflek tiert die an einer Referenz-Reflexionsoberfläche 300A gestreuten Streustrahlen und leitet die reflektierten Strahlen zum ersten optischen lichtempfangenden Sy stem 300A. Wenngleich in Fig. 1 der Strahlteiler 331 aus einem Stapelprisma mit einer Strahlteileroberfläche besteht, kann der Strahlteiler 331 auch aus einer dün nen Schicht bestehen, die ein Dünnfilm ist. Der Strahlteiler 331 wird durch ein Rhombusprisma gebildet, wodurch die Lichteinfallsoberfläche oder die Austritts oberfläche leicht gegen die senkrechte Richtung relativ zur optischen Achse ge neigt ist. Auf diese Weise kann der Einfluss von schlecht reflektiertem Licht ver ringert werden.

Der optische Referenzpfad 202A wird durch einen zweiten Zerhacker 211B und eine Kondensorlinse 380 gebildet. Im optischen Referenzpfad 202A kann eine minutiös bewegbare reflektierende Bezugsquelle 230 hinsichtlich ihrer Position variiert werden, als Antwort auf eine sphärische Oberflächenkomponente des zu untersuchenden Auges als Einstelldatum.

Im vorliegenden Falle besteht die reflektierende Einheit 2000 aus einer Linsen einheit, die mindestens Brechkraft und eine reflektierende Oberfläche mit Diffusi onsfunktion aufweist. Die reflektierende Referenzeinheit 2000 ist beispielsweise durch ein Modellauge oder dergleichen gebildet. Was die Aberration der bei dem Modellauge zu benutzenden Linseneinheit anbetrifft, wird die durch die Design werte und die von einem Interferometer in einer gewissen, bestimmten Diopter position gemessene Aberration berücksichtigt. Darüber hinaus wird der Fundus des Modellauges zu einer Diffusionsplatte.

Wie in Fig. 10 gezeigt ist, kann eine Referenzeinheit auch durch einen Glasstab 2000A gebildet werden, der eine einzelne, von einer sphärischen Oberfläche 240 gebildete Oberfläche sowie eine weitere Oberfläche umfaßt, die durch eine Diffu sionsplatte 242 gebildet wird. Im vorliegenden Falle entspricht die sphärische Oberfläche 240 einer Cornea, und die Diffusionsoberfläche 242 entspricht einer Retina. Wenn die Brechkraft gemessen wird, wird eine Vielzahl von Glasstäben 2000A, die unterschiedliche Abstände haben, zwischen der sphärischen Oberflä che 240 und der Diffusionsoberfläche 242 angeordnet, entsprechend der Kompo nente der sphärischen Oberfläche; geeignete Glasstäbe werden ausgewählt und entsprechend der Komponente mit sphärischer Oberfläche des zu untersuchenden Auges bemessen. Ansonsten unterscheiden sich die Glasstäbe hinsichtlich des Krümmungsradius' und Abstandes zwischen dem Krümmungsradius; und die sphärische Oberfläche 240 sowie die Diffusionsoberfläche 242 können je nach Bedarf entsprechend eingestellt und gewählt werden.

Wenn die Cornea gemessen wird, wird eine Vielzahl von Glasstäben 2000A, die sich hinsichtlich des Krümmungsradius' der sphärischen Oberfläche 240 unter scheiden, entsprechend der sphärischen Komponente des zu untersuchenden Au ges hergerichtet, und dann werden passende Glasstäbe entsprechend der sphäri schen Oberflächen-Komponente des zu untersuchenden Auges ausgewählt und bemessen.

Der Abstand L zwischen der reflektierenden Brechungseinheit 2000 und dem Fundus wird entsprechend dem S des zu untersuchenden Auges 1000 eingestellt, so dass L = f/(1 + fD). Im vorliegenden Falle wird die Brennweite der Linsen einheit mit f bezeichnet, und die Brechkraft des zu untersuchenden Auges 1000 wird mit D bezeichnet. Weiter entspricht der optische Referenzpfad 202A dem optischen Referenzsystem.

Wenn das erste optische Beleuchtungssystem 200A in die Richtung der optischen Achse derart bewegt wird, dass die Punktquelle auf die Retina des zu untersu chenden Auges 1000 strahlt, kann der Aberrationsgrad des Lichtstrahls verändert werden. Als Reaktion auf die Veränderung wird mindestens die reflektierende Referenzeinheit 2000, und falls nötig, die Kondensorlinse 380, in die Richtung der optischen Achse bewegt, so dass der Lichtstrahl des ersten optischen Beleuch tungssystems 200A durch die Kondensorlinse 380 des optischen Bezugspfades 202A auf die reflektierende Referenzeinheit 2000 fokussiert wird. Die Bewegung entspricht der Abstimmung der sogenannten Augenachsenlänge.

Die erste lichtempfangende Einheit 510 empfängt Licht vom ersten optischen lichtempfangenden System 300A, das durch das Umwandlungselement 400 läuft, und sie erzeugt das erste Signal 4.

Der Fundus des zu untersuchenden Auges 1000 und die reflektierende Referenz oberfläche 230 sind in Bezug auf die erste Lichtquelle 100 konjugiert. Weiter ist das Umwandlungselement 100 mit der Pupille konjugiert; und die Pupille ist mit der Pupille der reflektierenden Referenzoberfläche 230 konjugiert.

D. h., dass der vordere Fokus der ersten afokalen Linse 310 im wesentlichen mit dem vorderen Teil des den Gegenstand der Untersuchung bildenden Auges koin zident ist.

Das erste optische beleuchtende System 200A und das erste optische lichtempfan gende System 300A werden in demjenigen Punkte als reflektierend betrachtet, in welchen der von der ersten Lichtquelle 100 kommende Lichtstrahl konvergiert. Während die gegenseitige Beziehung dafür, dass die Signalspitze bei der ersten lichtempfangenden Einheit 510 durch das reflektierte Licht maximal wird, beibe halten wird, werden das erste optische Beleuchtungssystem 200A und das erste lichtempfangende System 300A konjugiert in Richtung der Verstärkung der Si gnalspitze in der ersten lichtempfangenden Einheit 510 bewegt, und werden dann an derjenigen Stelle gestoppt, an der die Intensität ein Maximum erreicht. Als Folge davon wird der von der ersten Lichtquelle 100 kommende Lichtstrahl auf den Fundus des Auges konvergiert. Es ist vorteilhaft, wenn die erste Lichtquelle 100 erst eine definierte kurze Zeit später eingeschaltet wird, nachdem die notwen digen Vorbereitungen getroffen worden sind.

Als nächstes wird das Transformationselement 400 beschrieben. Das in dem er sten optischen lichtempfangenden System 300A angeordnete Element ist eine Wellenfront-Transformationseinheit, welche den reflektierten Lichtstrahl in eine Vielzahl optischer Systeme umwandelt, wobei das in der ersten Ausführungsform verwendete Transformationselement 400 eine Mehrzahl von Fresnel-Mikrolinsen umfaßt, die in einer Ebene senkrecht zu der optischen Achse angeordnet sind.

Um das Messobjekt im Bereich der sphärischen Komponente und den Astigma tismus dritter Ordnung zu messen, muss die Messung unter Benutzung von min destens siebzehn, durch das Messobjekt hindurchgehenden Strahlen durchgeführt werden. Ein Beispiel für das Transformationselement 400 ist in den Fig. 9(a) und 9(b) dargestellt. In jedem Falle ist die zentrale Apertur in Übereinstimmung mit der optischen Achse des optischen Systems angeordnet.

Nachfolgend wird die Fresnel-Linse im einzelnen beschrieben.

Die Fresnel-Mikrolinse ist ein optisches Element mit ringförmigen Firstkanten, die mit einer Höhenteilung für eine Wellenlänge angeordnet sind und ein Blaze-Winkeloptimum für das austretende Licht parallel zum Konvergenzpunkt aufwei sen. Die Fresnel-Mikrolinse, die hier verwendet werden kann, ist beispielsweise eine solche, bei der sich der Unterschied der optischen Pfadlänge über acht Ni veaus erstreckt, bei wirksamer Anwendung der präzisen Halbleiterbearbeitungs technik, wobei ein Konvergenzwirkungsgrad von 98% erreicht werden kann.

Das vom Fundus des Auges reflektierte Licht läuft durch die zweite afokale Linse 312, die Kollimatorlinse 320 und die Transformationseinheit 420 und wird dann als Licht erster Ordnung auf die erste lichtempfangende Einheit 510 fokussiert. Hier entspricht das Licht nullter Ordnung demjenigen des übertragenen Licht strahl, während das Licht erster Ordnung demjenigen des Kondensorlichts ent spricht.

Das Transformationselement 400 kann eine Mikrolinseneinheit zur Durchführung der Konvergenzfunktion, und eine Öffnungseinheit zur Durchführung der Trans missionsfunktion aufweisen, und zwar in jedem der in mindestens siebzehn Berei che unterteilten Bereiche.

Das Transformationselement 400 bei der ersten Ausführungsform umfaßt ein Wellenfront-Transformationselement zum Umwandeln des reflektierten Licht strahls in mindestens siebzehn Strahlen.

Anschließend empfängt die erste lichtempfangende Einheit 510 die Anzahl der im Transformationselement 400 umgewandelten optischen Strahlen. Bei der ersten Ausführungsform ist die lichtempfangende Einheit 510 ein ladungsgekoppeltes Schaltelement (CCD), das nicht viel Auslesrauschen erzeugt. Das CCD kann ir gendein Typ allgemein üblicher CCDs mit schwachem Rauschen oder ein ge kühltes CCD zum Messen sein, versehen mit 2000.2000 Elementen.

Ein von dem schwach rauschenden CCD und ihrem Treiber ausgegebenes Bildsi gnal kann auf einfache Weise unter Verwendung einer adaptiven Bildeingabe platte erzielt werden.

Das erste optische lichtempfangende System 300A hat ein im wesentlichen kon jugiertes Verhältnis zur Iris eines Auges und zum Transformationselement 400.

Ein Prisma 331 ist in das erste optische lichtempfangende System 300A einge fügt; und das von dem ersten beleuchtenden optischen System 200A erzeugte Licht wird an das Auge 1000 gesandt, und das reflektierte Licht wird übertragen.

Weiter sind vorgesehen: ein den Arbeitsabstand justierendes optisches System zum Justieren des Arbeitsabstandes zwischen dem Auge 1000, das das Objekt bildet, und einem die Charakteristik messenden optischen Gerät 10000; ein opti sches Ausfluchtungssystem zum Einstellen der positionsmäßigen Beziehung des Auges 1000, das das Objekt bildet, und dem die Charakteristik messenden opti schen Gerät 10000 in der Richtung senkrecht zur optischen Achse; und ein zwei tes optisches Beleuchtungssystem 200B zum Beleuchten des Objekts.

Die Ausfluchtung wird wie folgt durchgeführt. Der von der zweiten Lichtquelle 110 des zweiten optischen Beleuchtungssystems 200B ausgesandte Lichtstrahl läuft durch die lichtkonvergierende Linse 360, den Strahlteiler 350 und den Strahlteiler 340, wobei das Auge 1000 das Objekt ist, das durch den im wesentli chen parallelen Lichtstrahl beleuchtet wird. Die Reflexion des in der Cornea des Auges reflektierten Lichtstrahls wird in dem ausgesandten, streuenden Lichtstrahl so ausgesandt, als ob er von einem Punkt entsprechend ½ des Cornea-Krümmungsradius' ausgesandt würde. Der divergierende Lichtstrahl läuft durch den Strahlteiler 350, der das zweite lichtempfangende optische System 300B bil det, den Strahlteiler 340 und eine lichtkonvergierende Linse 370, und wird dann in der zweiten lichtempfangenden Einheit 520 als Punktbild empfangen. Wenn das Punktbild von der optischen Achse der zweiten lichtempfangenden Einheit 520 abweicht, wird das Gehäuse des die Charakteristik messenden Gerätes 10000 und in vertikaler Richtung sowie in lateraler Richtung so bewegt und eingestellt, dass das Punktbild auf die optische Achse kommt. Wenn das Punktbild mit der opti schen Achse der zweiten lichtempfangenden Einheit 520 koinzidiert, ist die Aus richtungseinstellung beendet.

Die Wellenlänge der zweiten Lichtquelle 110 unterscheidet sich von der Wellen länge der ersten Lichtquelle 100; und diejenige Wellenlänge die die größere ist, beispielsweise die von 940 nm, kann gewählt werden. Darüber hinaus sind die zweite Lichtquelle 110 und die Pupille des Auges miteinander konjugiert, und die Pupille des Auges und die zweite lichtempfangende Einheit 520 sind miteinander konjugiert.

Der Strahlteiler 340 ist als dichroitischer Spiegel ausgebildet, so dass die Wellen länge der ersten Lichtquelle 100 übertragen wird, während die Wellenlänge der zweiten Lichtquelle 110 reflektiert wird, so dass auf diese Weise derjenige Zu stand verhindert wird, bei dem der Lichtstrahl in dem einen optischen System in ein anderes optisches System eindringt und Störungen erzeugt.

Als nächstes wird die Einstellung des Arbeitsabstandes in der Weise durchgeführt, dass der in der Nähe der Lichtachse von der vierten Lichtquelle 130 ausgesandte Lichtstrahl auf das Objekt gerichtet wird, und das von dem Auge, welches das Objekt bildet, reflektierte Licht wird durch die konvergierende Linse 531 von der dritten lichtempfangenden Einheit 530 empfangen. Die dritte lichtempfangende Einheit 530 reicht aus, sofern sie Variationen der Lichtstrahlposition in der Ober fläche erkennen kann, die die vierte Lichtquelle 130, die optische Achse und die dritte lichtempfangende Einheit 530 enthalten. Beispielsweise kann die Einheit aus einem eindimensionalen CCD und der die Position erkennenden Vorrichtung (PSC) bestehen, die in der Oberfläche angeordnet sind.

Wenn sich das Auge im richtigen Arbeitsabstand befindet, wird das von der vier ten Lichtquelle 130 gelieferte Punktbild auf der optischen Achse der dritten licht empfangenden Einheit 530 gebildet; und wenn das Auge von dem richtigen Vor wärts- oder Rückwärtsabstand abweicht, wird das Punktbild oberhalb oder unter halb der optischen Achse gebildet.

Nun soll der elektrische Aufbau des die Augencharakteristik messenden Gerätes 10000 unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben werden. Der elektrische Aufbau des die Augencharakteristik messenden Gerätes 10000 umfaßt eine Recheneinheit 600, eine Steuereinheit 610, eine Anzeigeeinheit 700, eine Speichereinheit 800, eine erste Antriebseinheit 910, eine zweite Antriebseinheit 920, eine dritte An triebseinheit und eine vierte Antriebseinheit 940.

Die Steuereinheit 610 steuert das Beleuchten und das Eliminieren der ersten Lichtquelle 100 bis zur vierten Lichtquelle 130; und sie steuert die erste Antriebs einheit 910, die zweite Antriebseinheit 920, die dritte Antriebseinheit 930 und die vierte Antriebseinheit 940 als Antwort auf ein von der Recheneinheit 600 gelie fertes Signal.

Die erste Antriebseinheit 910 bewegt das optische Beleuchtungssystem 200A als Ganzes in Richtung der optischen Achse, auf der Basis eines Signals, das von der ersten lichtempfangenden Einheit 510 geliefert und in die Recheneinheit 600 ein gegeben wird; oder sie dreht und justiert die erste Zylinderlinse 220 des ersten Beleuchtungssystems 200A um die optische Achse. Die erste Antriebseinheit 920 treibt in passender Weise die Linsenbewegungsvorrichtung so an, dass das opti sche Beleuchtungssystem 200A bewegt und justiert wird. Dementsprechend be wegt die erste Antriebseinheit 910 das erste optische Beleuchtungssystem 200A in die Richtung der optischen Achse, so dass eine Punktquelle auf der Retina des zu untersuchenden Auges beleuchtet wird.

Die zweite Antriebseinheit 920 treibt das erste optische lichtempfangende System 300A als Ganzes in Richtung der optischen Achse an, basierend auf einem Signal, das von der ersten lichtquelleempfangenden Einheit 510 in die Recheneinheit 600 eingegeben wird. Die zweite Antriebseinheit 920 treibt in passender Weise eine Linsenbewegungsvorrichtung so an, dass das erste optische lichtempfangende System 301A bewegt und justiert wird.

Die dritte Antriebseinheit 930 steuert und treibt den ersten Zerhacker 311A und den zweiten Zerhacker 311B auf der Basis eines von der Recheneinheit 600 gelie ferten Steuersignals.

Der erste Zerhacker 311A und der zweite Zerhacker 311 B, angeordnet an der Austrittsseite des Prismas 331, entsprechen einer Umschalteinheit und einem Analysator und können das von dem ersten optischen Beleuchtungssystem 200A gelieferte Licht abwechselnd an das optische Messsystem 201A und den optischen Referenzpfad 202A leiten.

Wenn die Recheneinheit 600 die dritte Antriebseinheit 930 antreibt, sodann den auf der Seite des zu untersuchenden Auges 1000 befindlichen ersten Zerhacker 311A öffnet und den sich auf der Seite des Modellauges befindlichen zweiten Zerhacker 311B schließt, wird das Messen des optischen Systems 201A gewählt. Falls im Gegensatz dazu der erste Zerhacker 311A, der sich auf der Seite des zu untersuchenden Auges 1000 befindet, geschlossen wird, und der zweite Zerhacker 311B, der sich auf der Seite des Modellauges befindet, geöffnet wird, wird der optische Referenzpfad 202A gewählt.

Außerdem bewirkt das Prisma 331 eine Trennung in das optische Messsystem 201A, welches das von dem ersten optischen Beleuchtungssystem 200A kom mende Licht reflektiert und es auf das Auge 1000 zum Eingeben richtet und in den optischen Bezugspfad 102A, was das von dem ersten optischen Beleuch tungssystem 200A kommende Licht durchtreten läßt und auf die reflektierende Referenzeinheit 2000 richtet. Als Prisma 331 kann ein Polarisationsstrahlteiler benutzt werden. Beispielsweise kann ein Polarisationsteiler benutzt werden, der die Reflexion bei der S-Polarisation durchführt, und der die Transmission bei der P-Polarisation durchführt. Und es kann ein Analysator in dem ersten lichtempfan genden optischen System 300A angewandt werden, der die Transmission bei der S-Polarisation oder der P-Polarisation durchführt.

Der optische Bezugspfad 202A besteht aus dem zweiten Zerhacker 311B und der Kondensorlinse 380. Die reflektierende Referenzeinheit 2000, die sehr genau be wegt werden kann, ist in dem optischen Referenzpfad 202A angeordnet. Außerdem entspricht die reflektierende Referenzeinheit 2000 dem reflektierenden Refe renzartikel.

Die vierte Antriebseinheit 940 bewegt die reflektierende Referenzeinheit 2000 feinfühlig, basierend auf einem von der Recheneinheit 600 gelieferten Steuersi gnal. Die reflektierende Referenzeinheit 2000 besteht aus einer geeigneten Diffu sionsplatte. Die reflektierende Referenzeinheit 2000 wird feinfühlig bewegt, wo durch der Einfluss von Rauschen im Brillenglas, oder dergleichen, beseitigt wer den kann. Die reflektierende Referenzeinheit 2000 vom Revolvertyp kann dann benutzt werden, wobei mehrere Arten geändert werden können.

Bei der vierten Antriebseinheit 940 ist, beispielsweise, wie in Fig. 3(a) dargestellt ist, die reflektierende Referenzeinheit 2000 auf einer Schiene 2100 beweglich in der lateralen Richtung angeordnet; die reflektierende Referenzeinheit 2000 wider steht der elastischen Rückstellkraft der Feder 2200, und das Piezo-Element 2300 wird angetrieben, wodurch die reflektierende Referenzeinheit 2000 bewegt wer den kann.

Auch die vierte Antriebseinheit 940, dargestellt in Fig. 3(b), kann so aufgebaut werden, dass ein Motor 2400 mit der reflektierenden Referenzeinheit 2000 ge kuppelt und die reflektierende Referenzeinheit 2000 in Drehung versetzt wird.

Weiter kann die vierte Antriebseinheit 940, wie in Fig. 3(c) dargestellt ist, so auf gebaut sein, dass die reflektierende Referenzeinheit 2000 auf einem Träger 2500 montiert ist, der zweidimensional bewegt werden kann, wobei die reflektierende Referenzeinheit 2000 sehr feinfühlig gesteuert werden kann.

Zuerst soll das Messen des ganzen Systems auf der Basis der Fig. 6 erläutert wer den.

Zunächst wird in Schritt S1 die Messung gestartet. Als nächstes treibt in Schritt S2 mit dem Ziel, die Einstelldaten zu messen, die Recheneinheit 600 die dritte Antriebseinheit 930 an, und der erste Zerhacker 311, der sich auf Seiten des zu untersuchenden Auges 1000 befindet, wird geöffnet, während der zweite Zerhacker 311B, der sich auf Seiten des Modellauges befindet, geschlossen wird.

In Schritt S3 wird die "Messung des Auges (A-2)" in Fig. 5, wie später im Ein zelnen erläutert wird, durchgeführt. Die Messergebnisse für das Auge einschließ lich der Aberration, die in dem ersten optischen lichtempfangenden System exi stiert, werden ermittelt, und die Einstelldaten zum Einstellen der reflektierenden Referenzeinheit 2000 zusammen mit dem Auge, werden abgeschätzt. Die Ein stelldaten werden konkret in der Weise erhalten, dass das Punktbild beim norma len Sehen zeitweilig erhalten wird, und der Abweichungsbetrag von der Position des Schwerezentrums im Punktbild des normalen Sehens wird von dem zu unter suchenden Auge erhalten, und die Einstelldaten werden in der Position des Schwerezentrums (S, C, Ax) ermittelt.

In Schritt S4 treibt die Recheneinheit 600 die dritte Antriebseinheit 930 auf der Basis der in Schritt S3 abgeschätzten Einstelldaten an, und der zweite Zerhacker 311B, der sich auf Seiten des Modellauges befindet, wird geöffnet, während der erste Zerhacker 311A, der sich auf Seiten des zu untersuchenden Auges 1000 be findet, wird geschlossen.

In Schritt S5 wird "die Messung der reflektierenden Referenzeinheit 2000 (A-1)" durchgeführt, d. h., dass in der reflektierenden Referenzeinheit 2000, als Antwort auf die Brechkraft des zu untersuchenden Auges, der Abstand zwischen der Kon densorlinseneinheit 380 und der reflektierenden Referenzoberfläche 230 justiert wird. Konkret gesprochen folgt daraus, dass, als Reaktion auf die Brechkraft des Auges und die Krümmung der Cornea, der Abstand den Wert L = f/(1 + fD) an nimmt. In dieser Formel wird die Brennweite durch f und die Brechkraft des Au ges 1000 mit D bezeichnet.

Weiter wird in Schritt S6 der Abweichungsbetrag der Position des Schwerezen trums des Punktbildes auf der ersten lichtempfangenden Einheit 510 zwischen dem zu untersuchenden Auge 1000 und der reflektierenden Referenzeinheit 2000 (Modellauge) berechnet.

In Schritt S7 wird auf der Basis der Formel 4 und der Formel 5, wie später be schrieben, der Zernike-Faktor berechnet.

In Schritt S8 werden die berechneten Werte S, C, Ax, SA, Coma und dergleichen auf der Anzeigeeinheit 700 dargestellt.

In Schritt S9 wird eine Entscheidung darüber getroffen, ob die Messung beendet ist oder nicht. Ist die Messung beendet, geht der Prozess nach Schritt S10 weiter und wird dann beendet. Wenn die Messung in Schritt S10 nicht beendet ist, kehrt der Prozess nach Schritt S2 zurück.

Neben dem Flussdiagramm, wie es oben beschrieben ist, wird der Prozess "der Messung des Auges (A-2)", ausgeführt in Schritt S3, auf der Basis der Fig. 5 nunmehr wie folgt erklärt.

"Messung des Auges (A-2)"

In Schritt 1 (im folgenden als "S1" abgekürzt) wird die Messung gestartet. Als nächstes wird in Schritt S2 die Ausfluchtung der Position des zu untersuchenden Auges eingestellt.

In Schritt S3 wird das Punktbild durch die erste lichtempfangende Einheit 510 aufgenommen. Als nächstes wird in Schritt S4 die Position des Schwerezentrums detektiert.

Anschließend wird in Schritt S5 der Abweichungsbetrag von der Position des Schwerezentrums beim normalen Sehen berechnet. Im vorliegenden Falle ist mit der Position des Schwerezentrums beim normalen Sehen die Position des Schwe rezentrums des verdichteten Lichtstrahls gemeint, das auf der lichtempfangenden Einheit 510 durch das Umwandlungselement 400 von dem vom Fundus des zu untersuchenden Auges reflektierten Lichtstrahls gebildet wird, wenn das Auge beim normalen Sehen gemessen wird.

In Schritt S6 wird, auf der Basis der Formel 4 und der Formel 5, wie später be schrieben wird, der Zernike-Faktor berechnet. Nachdem der Zernike-Faktor in Schritt S6 berechnet worden ist, geht der Prozess nach Schritt S7 weiter, und die Messung wird beendet.

Im Zusammenhang mit dem oben beschriebenen Flussdiagramm soll der Prozess "der Messung der reflektierenden Referenzeinheit (A-1)", der in Schritt S5 durchgeführt wird, unter Bezugnahme auf Fig. 4 wie folgt beschrieben werden.

"Messung der reflektierenden Referenzeinheit (A-1)"

Die Messung der reflektierenden Referenzeinheit wird unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert. In Schritt S1 (im folgenden mit "S1" abgekürzt), wird die Messung gestartet. Als nächstes wird in S2 die reflektierende Referenzeinheit 2000 (Mo dellauge) nahe bei S, C, Ax des Auges 1000 eingestellt. In Schritt S3 werden die Bilddaten von der ersten lichtempfangenden Einheit 510 erhalten.

Weiter wird in Schritt S4 die Position des Schwerezentrums abgeschätzt. Bei spielsweise wird der Lichtstrahl auf eine Anzahl von Bildelementen in der licht empfangenden Oberfläche projiziert; und auf die Intensität des Lichtstrahls bei jedem Bildelement wird in der Weise Bezug genommen, dass die Position des Schwerezentrums geschätzt wird. Die Position des Schwerezentrums wird in einer Weise berechnet die sicherstellt, dass die Genauigkeit der Messposition 1/10 des Elementes oder weniger beträgt. Nachdem in Schritt S5 die Position des Schwere zentrums detektiert worden ist, ist die Messung der reflektierenden Referenzein heit 2000 in Schritt S5 beendet.

Zweite Ausführungsform

Ein Gerät 20000 zur Messung der Augencharakteristik bei einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist zum Messen der Corneaform einen optischen Aufbau auf. Der in Fig. 7 dargestellte optische Aufbau ist im wesentli chen demjenigen der ersten Ausführungsform ähnlich, so dass die Cornea gemes sen werden kann.

Bezugnehmend auf Fig. 7 soll nunmehr die zweite Ausführungsform hauptsäch lich in Bezug auf den gegenüber der ersten Ausführungsform unterschiedlichen Punkt beschrieben werden. Im optischen lichtempfangenden System ist eine erste lichtempfangende Einheit 510 in konjugierter Beziehung zum Krümmungszen trum der Cornea des durch die Objektivlinse 310 und eine Kollimatorlinse 320 zu untersuchenden Auges in der Weise angeordnet, dass ein geeigneter Arbeitsab stand durch die Ausgabe einer dritten lichtempfangenden Einheit 530 eingestellt wird, welche ein optisches Arbeitsabstandsystem ist, wobei die passende Aus fluchtung durch die Ausgabe einer zweiten lichtempfangenden Einheit 520 einge stellt wird, die ein optisches Ausfluchtungssystem ist. D. h., dass eine erste Licht quelle 100 mit dem Krümmungszentrum der Cornea des Auges 1000 konjugiert wird, und dass das Krümmungszentrum einer reflektierenden Referenzeinheit 2000 (Modellauge) mit der ersten lichtempfangenden Einheit 510 konjugiert wird. Weiter wird die zweite Lichtquelle 110 mit der Pupille des zu untersuchenden Auges 1000 konjugiert, und die Pupille wird mit der zweiten lichtempfangenden Einheit 520 konjugiert.

Die Ausfluchtung geschieht in folgender Weise. Ein Lichtstrahl von der zweiten Lichtquelle 110 des zweiten optischen Beleuchtungssystems 200B läuft durch eine Kondensorlinse 370 und die Strahlteiler 350, 340, wobei das Auge 1000 als Objekt durch den im wesentlichen parallelen Lichtstrahl beleuchtet wird. Der in der Cornea des zu untersuchenden Auges reflektierte Lichtstrahl wird so emittiert, als ob er ein divergentes Bündel von Strahlen wäre, die von dem Punkt an der Stelle ½ des Krümmungsradius der Cornea aus emittiert wird. Das divergente Strahlenbündel läuft durch die Strahlteiler 350, 340 und die Kondensorlinse 370, die das zweite optische lichtempfangende System 300B bilden, und wird als Punktbild in der zweiten lichtempfangenden Einheit 520 empfangen. Wenn das Punktbild außerhalb der optischen Achse in der zweiten lichtempfangenden Ein heit 520 liegt, wird das Gehäuse des die optische Charakteristik messenden Gerä tes 10000 bewegt und in vertikaler Richtung und lateraler Richtung so eingestellt, dass das Punktbild auf die optische Achse kommt.

Die Wellenlänge der zweiten Lichtquelle 110 unterscheidet sich von derjenigen der ersten Lichtquelle 100 und eine Wellenlänge, die länger als diese ist, bei spielsweise von 940 nm, kann gewählt werden.

Die Position des frontseitigen Fokus' einer zweiten afokalen Linse 312 unter scheidet sich von derjenigen der ersten Ausführungsform und ist im wesentlichen mit der der Cornea des Auges koinzident.

In einem Zustand, bei dem der passende Arbeitsabstand und die passende Aus fluchtung eingestellt sind, wird das erste optische Beleuchtungssystem 200A so bewegt und justiert, dass der beleuchtende Lichtstrahl des ersten optischen Be leuchtungssystems 200A auf das Krümmungszentrum der Cornea des zu untersu chenden Auges 1000 hin konvergiert.

Hinsichtlich der Frage, ob der beleuchtende Lichtstrahl des ersten optischen Be leuchtungssystems 200A auf das Krümmungszentrum der Cornea des Auges 1000 richtig konvergiert oder nicht, wird das erste optische Beleuchtungssystem 200A sehr feinfühlig in die optische Achsenrichtung bewegt, so dass die Ausgabe der ersten lichtempfangenden Einheit 510 an der Vorderseite und der Rückseite des ersten optischen Beleuchtungssystems maximal wird.

Was die Corneaform anbetrifft, werden im Stadium, in welchem die Einstellung des geeigneten Arbeitsabstandes durchgeführt wird, das erste optische Beleuch tungssystem 200A und das erste optische lichtempfangende System 300A, in Verbindung mit diesen so bewegt, dass der von dem ersten optischen Beleuch tungssystem 200A kommende Lichtstrahl zum Krümmungszentrum der Cornea hin konvergiert. Wenn die Ausgabe des ersten optischen lichtempfangenden Sy stems 300A maximal wird, entspricht der Abstand zwischen der Apex-Position der Cornea und der konvergierenden Position des ersten lichtempfangenden opti schen Systems 300A dem Krümmungsradius der Cornea.

Dies bedeutet, dass die Abstimmung des Arbeitsabstandes vollzogen worden ist.

Wenn das erste optische Beleuchtungssystem 200A in die Richtung der optischen Achse derart bewegt wird, dass der Lichtstrahl zum Krümmungszentrum der Cor nea des zu untersuchenden Auges 1000 hin konvergiert, kann der Aberrationsgrad des Lichtstrahls verändert werden. Als Reaktion auf die Veränderung wird die Linse 380 in die Richtung der optischen Achse bewegt, so dass der Lichtstrahl des ersten optischen Beleuchtungssystems 200A in Richtung auf das Krümmungs zentrum an der Vorderseite der Linse 380 hin konvergiert. Dies entspricht der Abstimmung der sogenannten axialen Augenlänge.

Die konkrete Messmethode und Messprozedur bei der zweiten Ausführungsform sind jeweils derjenigen der Fig. 6, beschrieben bei der ersten Ausführungsform, ähnlich. Daher soll eine detaillierte Beschreibung entfallen.

Das in dem Prozess abgeschätzte Zernike-Polynom stellt optische Charakteristika (Form, Krümmungsradius, Stärke und dergleichen) der Cornea dar.

Darüber hinaus sind weiter der Aufbau, die Funktion und dergleichen ähnlich demjenigen, wie bei der ersten Ausführungsform. Daher soll eine detaillierte Be schreibung entfallen.

Dritte Ausführungsform

Das Messgerät 10000 für die optische Charakteristik bei der ersten Ausführungs form zum Messen der Brechkraft und das Messgerät 20000 für die optische Cha rakteristik zum Messung der Corneaform bei der zweiten Ausführungsform kön nen in Kombination verwendet werden.

Das Prinzip der Arbeitsweise der Recheneinheit 600 zum Bestimmen der opti schen Charakteristika des Auges 1000 auf der Basis des ersten Signals, geliefert von der ersten lichtempfangenden Einheit 510 und entsprechend der Lichtinklina tion, soll nun erläutert werden.

Die vorliegende Erfindung beabsichtigt, die Wellenaberration des Auges zu mes sen.

Das Koordinatensystem XY wird durch eine X-Achse und eine Y-Achse auf der transformierenden Vorrichtung 400 definiert; während ein Koordinatensystem xy durch eine x-Achse und y-Achse auf der ersten lichtempfangenden Einheit 510 definiert wird. Eine Wellenfront W (X, Y), formuliert durch den Ausdruck (3), wird durch die Ausdrücke (1) und (2) bestimmt.

Beide Seiten des Ausdrucks (3) werden nach X und Y differenziert, um Ableitun gen zu erhalten, und die Ableitungen werden in die linken Seiten der Ausdrücke (1) und (2) eingesetzt, um ein Polynom von C_ij erhalten.

Z_ij des Ausdruckes (3) wird Zernike-Polynom genannt, dargestellt durch die Aus drücke (4) und (5).

wobei, wenn n-2m < 0 ist, der Sinus angewendet wird, und wenn n-2m ≦ 0 ist, wird der Cosinus angewandt.

Die Unbekannten C_ij werden durch Reduzieren des mittleren quadratischen Feh lers des Ausdrucks (6) auf ein Minimum gebracht.

Die so bestimmten Werte von C_ij sind wichtige optische Parameter des Auges.

Im Zernike-Polynom bezeichnen die Symbole folgendes:

Z₁₀, Z₁₁: Prismen
Z₂₁: S
Z₂₀, Z₂₂: C, Ax
Z₃₀, Z₃₃: Pfeilaberration
Z₃₁, Z₃₂: Comaaberration dritter Ordnung
Z₄₂: Sphärische Aberration dritter Ordnung
Z₄₁, Z₄₃: Astigmatismus
Z₅₂, Z₅₃: Comaaberration fünfter Ordnung
Z₆₃: Sphärische Aberration fünfter Ordnung
Z₈₄: Sphärische Aberration siebenter Ordnung.

Betrifft Beseitigung der Aberration der Geräteausrüstung durch die reflektierende Referenzeinheit 2000

Die Ebene X-Y (Pupille) und die Ebene (Hartman'sche Platte) X1-Y1 sind optisch miteinander konjugiert.
(Vergrößerung: β). Die Größe f ist der Abstand zwischen der Hartman'schen Platte (400) und dem CCD (erste lichtempfangende Einheit 510), und sie gleicht der fokalen Länge der Mikrolinse der Hartman'schen Platte (400).

Wie in Fig. 8 dargestellt ist, wird im Falle, dass X2 die Position des Punktes des Hartman'schen Bildes ausdrückt, wenn das optische System des Messinstrumen tes keine Aberration aufweist; und dass X2' diejenige Position desjenigen Punktes des Hartman'schen Bildes ausdrückt, die nur die Aberration des Messinstrumentes einbezieht; und wenn X2" als diejenige Position des Punktes des Hartman'schen Bildes ausgedrückt wird, welche die Aberration des Auges 1000 + Aberration des Messinstrumentes einbezieht, dann wird die Aberration der Wellenfront WT, wel che die Aberration des Auges 1000 und die Aberration des optischen Messsystems des Messinstrumentes einbezieht, durch die folgenden Gleichungen ausge drückt:

Der Ausdruck betreffend Y wird durch Ändern von X in Y erhalten. Daher wird die Formel betreffend Y hier fortgelassen.

Wenn W_R die Wellenfrontaberration des optischen Messsystems des Messinstru mentes ausdrückt, ergibt sich:

woraus, wenn W_E die Wellenfrontaberration des zu messenden Auges ist, folgt:

X2 erscheint in der Formel ebenfalls als der Bezugspunkt, und bei der Berech nung, mit diesem Punkt als Referenzpunkt, umfaßt die Aberration W_T der Wellen front die Aberration des Auges und die Aberration des Messgerätes. Um bei der bekannten Messtechnik die Aberration der Apparatur zu beseitigen, wurde die Aberration der Apparatur unter Benutzung von Teilen ohne Aberration eingestellt.

Bei dem vorliegenden Verfahren ist die gemessene Aberration demgegenüber in der Verspannung der später hergestellten Apparatur enthalten, weil die Datenmes sung im Anfangsstadium durchgeführt wird; oder es handelt sich um die Aberrati on der Apparatur, die durch Verformung aufgrund der Temperatur verursacht wird. Dementsprechend gleicht W_T der Aberration der reflektierenden Refe renzeinheit 2000 + der Aberration, die nach der Anfangsmessung erzeugt wird.

Bei der vorliegenden Erfindung wird der optische Referenzpfad jedesmal gemes sen, und die Position des gemessenen Punktes wird dann als X2' ausgedrückt, wo durch die während der Messung erfaßte Aberration vollständig beseitigt werden und eine exakte Messung durchgeführt werden kann.

D. h., dass durch Benutzung der Formel (8) die nachstehende Gleichung erhalten werden kann:

Bei der wie oben beschrieben aufgebauten Apparatur gemäß der Erfindung sendet die erste Lichtquelle einen Lichtstrahl mit einer ersten Wellenlänge aus, und das optische Messsystem beleuchtet eine Objektoberfläche des zu untersuchenden Auges durch den von der ersten Lichtquelle ausgesandten Lichtstrahl, und sie empfängt den reflektierten und von der Objektoberfläche des Auges zurückge sandten Lichtstrahl. Das optische Referenzsystem beleuchtet einen kleinen Be reich auf der entgegengesetzten Oberfläche des reflektierenden Bezugsgegenstan des durch den von der ersten Lichtquelle ausgehenden Lichtstrahl; und es emp fängt den von dem reflektierenden Bezugsgegenstand reflektierten und zurückge sandten Lichtstrahl. Das erste Umwandlungselement teilt den im optischen Mess system und/oder im optischen Referenzsystem empfangenen Reflexionslichtstrahl in eine Vielzahl von Strahlen; die erste lichtempfangende Einheit empfängt die Anzahl der in dem Umwandlungselement und der Änderungseinheit unterteilten Strahlen, und die Änderungseinheit leitet den Lichtstrahl im optischen Messsy stem und im optischen Referenzsystem abwechselnd an die erste lichtempfangen de Einheit. Die Rechensteuereinheit kann die optischen Charakteristika des Auges auf der Basis der Empfangsposition des von dem optischen Messsystem kommen den Lichtstrahls, erhalten in der ersten lichtempfangenden Einheit, und auf der Basis der Empfangsposition des von dem optischen Referenzsystem kommenden Lichtstrahls abschätzen. Dementsprechend ist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung durch ganz ausgezeichnete Wirkungen gekennzeichnet, aufgrund derer die Aberration während der Messung vollständig beseitigt werden kann und durchaus exakte Messungen durchgeführt werden können.

Claims

1. Apparatur zum Messen der Augencharakteristik, umfassend:
eine erste Lichtquelle zum Aussenden eines Lichtstrahls mit einer ersten Wellenlänge;
ein optisches Messsystem zum Beleuchten einer Objektoberfläche eines zu untersuchenden Auges durch den von der ersten Lichtquelle gelieferten Licht strahl und zum Empfangen des von der Objektoberfläche des Auges reflek tierten und zurückgesandten Lichtstrahls;
ein optisches Bezugssystem zum Beleuchten eines kleinen Bereichs einer re flektierenden Oberfläche eines reflektierenden Bezugsobjekts durch den von der genannten ersten Lichtquelle ausgehenden Lichtstrahl und zum Empfan gen des von dem reflektierenden Referenzobjekt reflektierten und zurückge sandten Lichtstrahls;
ein erstes Umwandlungselement zum Unterteilen des reflektierten Lichtstrahls in eine Vielzahl von optischen Strahlen, wobei der reflektierte Lichtstrahl in dem genannten optischen Messsystem und/oder dem genannten optischen Re ferenzsystem empfangen wird;
eine erste lichtempfangende Einheit zum Empfangen der Vielzahl der von der genannten Umwandlungseinrichtung konvertierten optischen Strahlen;
eine Umschalteinrichtung zum alternierenden Leiten der optischen Strahlen des genannten optischen Messsystems und des genannten optischen Referenz systems an die ersten lichtempfangenden Mittel und
eine Rechensteuereinheit zum Abschätzen der optischen Charakteristika des zu untersuchenden Auges, basierend auf der Empfangsposition des von dem genannten optischen Messsystem gelieferten Lichtstrahls, erhalten in der ge nannten ersten lichtempfangenden Einheit, und basierend auf einer Empfangs position des von dem genannten optischen Referenzsystem gelieferten Licht strahls.

2. Apparatur zum Messen der Augencharakteristik nach Anspruch 1, bei dem die Rechensteuereinheit Einstelldaten vom Ausgabesignal der ersten lichtempfan genden Einheit erhält, wenn der von dem optischen Messsystem gelieferte Lichtstrahl empfangen wird, und wobei auf der Basis der so erhaltenen Ein stelldaten der Zustand des reflektierenden Referenzobjekts des optischen Re ferenzsystems eingestellt wird.

3. Apparatur zum Messen der Augencharakteristik nach Anspruch 2, bei dem die Objektoberfläche des zu untersuchenden Auges die Retina des Auges ist, wo bei das optische Messsystem so aufgebaut ist, dass ein kleiner Bereich der Retina des zu untersuchenden Auges mit dem Lichtstrahl beleuchtet wird und die Rechensteuereinheit die optischen Charakteristika der Brechkraft des Au ges abschätzt.

4. Apparatur zum Messen der Augencharakteristik nach Anspruch 2, bei dem die Objektoberfläche des Auges die Cornea des Auges ist, und das optische Mess system angepaßt ist, um die Cornea des Auges bei Ausrichtung auf dessen Krümmungszentrum mit dem von der ersten Lichtquelle kommenden Licht strahl zu beleuchten, und wobei die Rechensteuereinheit die Form der Cornea des Auges abschätzt.

5. Apparatur zum Messen der Augencharakteristik nach Anspruch 2 oder nach Anspruch 3, bei dem das reflektierende Referenzobjekt durch mindestens eine Linseneinheit mit Brechkraft und einer reflektierenden Oberfläche mit Diffu sionsfunktion gebildet ist, und dass mindestens die reflektierende Oberfläche als ein feinbewegliches Modellauge geformt ist, und dass die Rechensteuer einheit das Modellauge so antreibt, dass es feinfühlig beweglich ist, um Rau schen, beispielsweise ein geflecktes Muster, zu beseitigen.

6. Apparatur zum Messen der Augencharakteristik nach Anspruch 5, bei dem die durch die Rechensteuereinheit geschätzten Einstelldaten mindestens die grobe sphärische Oberflächenkomponente des zu untersuchenden Auges umfassen, und die Rechensteuereinheit die Position der reflektierenden Referenzoberflä che oder die Brechungskraft der Linseneinheit als Antwort auf die Einstellda ten variiert.

7. Apparatur zum Messen der Augencharakteristik nach Anspruch 6, bei dem die von der Rechensteuereinheit geschätzten Einstelldaten weiter die grobe Astigmatismuskomponente des Auges umfassen, und dass als Antwort darauf die Brechkraft der Linseneinheit variiert wird.

8. Apparatur zum Messen der Augencharakteristik nach Anspruch 2 oder nach Anspruch 4, bei dem das reflektierende Referenzobjekt mindestens eine re flektierende Oberfläche mit vorgeschriebener Krümmung und in der optischen Achsrichtung beweglich ist, und dass die von der Rechensteuereinheit ge schätzten Einstelldaten mindestens Daten entsprechend der groben Cornea form des Auges umfassen und dass die Rechensteuereinheit die Position der reflektierenden Oberfläche in der optischen Achsenrichtung als Antwort auf die Einstelldaten variiert.

9. Apparatur zum Messen der Augencharakteristik nach Anspruch 8, bei dem die Rechensteuereinheit die reflektierende Oberfläche in der optischen Achsen richtung bewegt, als Antwort auf die Einstelldaten, derart, dass eine konver gierende Position des Lichtstrahls des optischen Referenzsystems im wesentli chen mit dem Krümmungszentrum der reflektierenden Oberfläche koinzidiert.

10. Apparatur zum Messen der Augencharakteristik nach Anspruch 9, bei der die durch die Rechensteuereinheit geschätzten Einstelldaten weiter die Astigma tismuskomponente der groben Corneaform des Auges umfassen, und dass die Rechensteuereinheit weiter die Astigmatismuskomponente der groben Cornea-Oberfläche des Auges umfaßt und dass die Rechensteuereinheit die Brech kraft der Linseneinheit als Antwort auf die Einstelldaten variiert.

11. Apparatur zum Messen der Augencharakteristik nach irgendeinem der An sprüche 1 bis 4, bei dem mehrere Arten von reflektierenden Referenzeinheiten zusammengestellt und als Antwort auf die optischen Charakteristika des zu untersuchenden Auges ausgewählt werden können.

12. Apparatur zum Messen der Augencharakteristik nach irgendeinem der An sprüche 1 bis 4, bei dem die Wechseleinheit aus einem Paar von Analysatoren aufgebaut ist, die jeweils entsprechend für das optische Messsystem und das optische Referenzsystem arrangiert werden.

13. Apparatur zum Messen der Augencharakteristik nach irgendeinem der An sprüche 1 bis 4, bei dem die Änderungseinheit einen Strahlteiler enthält, der durch ein rhombisches Prisma gebildet ist, das jeweils für das optische Mess system und das optische Referenzsystem arrangiert wird.