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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine ophthalmische Vorrichtung zur
Messung und Analyse der Brechkraftverteilung eines zu untersuchenden
Auges.
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Eine
Vorrichtung zur Messung der im Zeitverlauf variierenden Veränderung
der Akkommodationskraft eines zu untersuchenden Auges (Linse) ist
bekannt. Diese Art von Vorrichtung misst die Brechkraft eines Auges,
die variiert, wenn ein Fixierziel, bei dem es sich um einen Betrachtungsgegenstand
handelt und das entfernt angeordnet ist, näher zum Auge bewegt wird, oder
wenn das Fixierziel, das nahe angeordnet ist, weiter vom Auge weg
bewegt wird.
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Diese
Art von Vorrichtung misst jedoch nur die Brechkraft des Auges von
beschränkten
Abschnitten entlang spezifischer Meridianrichtungen. Daher kann
sie eine akkommodative Veränderung des
Auges (der Linse) nicht detailliert darstellen.
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J.
C. He et al., „Monochromatic
aberrations in the accomodative human eye", Vision Research, Elsevier Science
Ltd., 40 (2000), 41–48,
beschreiben ein räumlich
auflösendes
Refraktometer zur Messung von Wellenfront-Aberrationen des menschlichen
Auges.
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Die
vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen
Umstände
gemacht und die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Lösung der
vorstehend beschriebenen Probleme und die Bereitstellung einer ophthalmischen
Vorrichtung, die eine akkommodative Veränderung des Auges detailliert
darstellen kann.
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Diese
Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Zusätzliche
Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden teilweise in der folgenden
Beschreibung erläutert
und sind teilweise aufgrund der Beschreibung offensichtlich, oder
sie ergeben sich aus der Durchführung
der Erfindung. Die Aufgaben und Vorteile der Erfindung können mit
den Geräten
und Kombinationen realisiert und erreicht werden, die insbesondere
in den beigefügten
Ansprüchen
dargestellt sind.
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Die
beigefügten
Zeichnungen, die in die Beschreibung einbezogen sind und einen Teil
dieser Beschreibung bilden, veranschaulichen erfindungsgemäße Ausführungsformen
und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der Aufgaben, Vorteile
und Prinzipien der Erfindung. In den Zeichnungen ist bzw. sind
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1A und 1B Außenansichten,
die den Aufbau einer ophthalmischen Vorrichtung gemäß einer
bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform
zeigen;
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2 eine
schematische Ansicht, die den Aufbau eines optischen Systems zeigt,
das innerhalb einer Messeinheit der Vorrichtung angeordnet ist;
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3 ein
schematisches Blockdiagramm, das ein Steuersystem der Vorrichtung
zeigt;
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4 eine
Ansicht, die eine Anordnung von Lichtdetektoren zeigt, die in eine
Lichtempfangseinheit eines optischen Systems zur Messung der Brechkraft
eines Auges einbezogen ist;
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5 eine
Ansicht, die ein Beispiel einer Anzeige von Ergebnissen zeigt, die
durch eine Messung der Brechkraftverteilung des Auges erhalten worden sind;
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6 eine
Ansicht, die Beispiele einer Anzeige einer Brechkraftverteilung
eines Auges bei Weitsicht und Nahsicht sowie der Akkommodationskraftverteilung
zeigt; und
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7A und 7B Ansichten
sind, die Funktionen einer Linse veranschaulichen.
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Nachstehend
folgt eine detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
einer ophthalmischen Vorrichtung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen. Die 1A und 1B sind Außenansichten,
die den Aufbau einer ophthalmischen Vorrichtung gemäß der bevorzugten
erfindungsgemäßen Ausführungsform
zeigen: Die 1A ist eine Vorderansicht von
der Seite einer zu untersuchenden Person her und die 1B ist
eine Seitenansicht. Die 2 ist eine schematische Ansicht,
die den Aufbau eines optischen Systems zeigt, das innerhalb einer
Messeinheit 5 angeordnet ist. Die 3 ist ein
schematisches Blockdiagramm, das ein Steuersystem der Vorrichtung
zeigt.
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Das
Bezugszeichen 1 bezeichnet eine feststehende Basis. Die
Basis 1 weist eine Kopfstützeinheit 2 auf, die
feststehend daran befestigt ist, um den Kopf einer zu untersuchenden
Person fixierend zu stützen. 5 ist
die Messeinheit, die ein optisches Messsystem, ein optisches Ausrichtungssystem
und dergleichen enthält,
die später
beschrieben werden. Die Messeinheit 5 ist auf einer Seite,
die der zu untersuchenden Person gegenüber liegt, etwa in der Mitte der
Rechts- und Links-Richtung (X-Richtung) mit einem Messfenster 5a ausgestattet,
so dass ein Messlicht und dergleichen durch dieses hindurch treten kann.
Ein Hauptkörper 3, auf
dem die Messeinheit 5 montiert ist, gleitet mit einem bekannten
Gleitmechanismus, der als Reaktion auf die Betätigung eines Joysticks 4 entlang
der Basis in der Rechts- und Links-Richtung (X-Richtung) und der Zurück- und Vor-Richtung
(Z-Richtung) arbeitet. Darüber
hinaus bewegt sich die Messeinheit 5 durch eine Y-Richtung-Bewegungsvorrichtung,
die einen Motor und dergleichen umfasst, der über eine Berechnungs- und Steuereinheit 50 als
Reaktion auf eine Drehbetätigung
eines Drehknopfs 4a, der an dem Joystick 4 montiert
ist, angesteuert wird, in der Oben- und Unten-Richtung (Y-Richtung)
relativ zu dem Hauptkörper 3.
Um ferner für
eine automatische Ausrichtung bereit zu sein, kann die Messeinheit 5 durch
die Berechnungs- und Steuereinheit 50 sowie durch eine X-Richtung-Bewegungsvorrichtung,
eine Y-Richtung-Bewegungsvorrichtung und eine Z-Richtung-Bewegungsvorrichtung,
die jeweils einen Motor und dergleichen umfassen, in der X-, Y-
und Z-Richtung relativ zu dem Hauptkörper 3 bewegt werden.
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Das
Bezugszeichen 39 ist ein Farbmonitor (Anzeige) zum Anzeigen
verschiedener Informationen für
die untersuchende Person, wie z.B. ein Bild des zu untersuchenden
Auges, Ausrichtungsinformationen, Messergebnisse und dergleichen.
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In
der 2 ist ein optisches System zur Messung der Brechkraft
eines Auges 120 hinter einem Strahlteiler 25 angeordnet,
der auf einer optischen Achse L1 angeordnet ist. Das optische System zur
Messung der Brechkraft eines Auges 120 umfasst ein optisches
Schlitz-Lichtprojektionssystem 121 und
ein optisches Schlitz-Bilddetektionssystem 131. Nahinfrarotlicht,
das von einer Lichtquelle 122 emittiert wird, die in das
optische Schlitz-Lichtprojektionssystem 121 einbezogen
ist, beleuchtet Schlitzöffnungen,
die an einer rotierenden Sektorvorrichtung 123 angeordnet
sind. Das Schlitzlicht, das durch die Drehung der Sektorvorrichtung 123 abgetastet worden
ist, tritt durch eine Projektionslinse 124 und ein Begrenzungsdiaphragma 125 hindurch
und wird dann von einem Strahlteiler 126 reflektiert. Danach tritt
das Licht durch den Strahlteiler 25 hindurch und konvergiert
dann in der Nähe
einer Hornhaut Ec eines zu untersuchenden Auges E und wird auf den Fundus
Ef des Auges E projiziert.
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Das
optische Schlitz-Bilddetektionssystem 131 umfasst eine
Lichtempfangslinse 132 und einen Spiegel 133,
die beide auf einer optischen Achse L1 angeordnet sind, sowie ein
Diaphragma 134 und eine Lichtempfangseinheit 135,
die beide auf einer optischen Achse L2 von Licht angeordnet sind,
das durch den Spiegel 133 reflektiert wird. Das Diaphragma 134 ist
an einem hinteren Brennpunkt der Lichtempfangslinse 132 angeordnet.
Die Lichtempfangseinheit 135 weist acht Lichtdetektoren 136a bis 136h auf
deren Lichtempfangsebene in im Allgemeinen konjugierten Positionen
mit der Hornhaut Ec relativ zu der Lichtempfangslin se 132 auf
(vgl. die 4). Von den acht Lichtdetektoren
befinden sich die Lichtdetektoren 136a bis 136f entlang
einer Linie, die derart durch die Mitte der Lichtempfangsebene (der
optischen Achse L2) verläuft,
dass die Lichtdetektoren 136a und 136b, 136c und 136d,
und 136e und 136f bezogen auf die Mitte der Lichtempfangsebene
symmetrisch sind. Diese drei Paare von Lichtdetektoren sind in spezifischen
Abständen
angeordnet, so dass sie die Brechkraft an jeder entsprechenden Position
in der Meridianrichtung auf der Hornhaut Ec detektieren können (in
der 3 sind die Abstände in äquivalenter Größe auf der
Hornhaut Ec gezeigt). Andererseits sind die Lichtdetektoren 136g und 136h derart
auf einer Linie senkrecht zu den Lichtdetektoren 136a bis 136f angeordnet,
dass sie in Bezug auf die optische Achse L2 symmetrisch sind.
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Dieses
optische System zur Messung der Brechkraft eines Auges 120 ist
so konfiguriert, dass ein Drehmechanismus, der einen Motor, ein
Getriebe und dergleichen umfasst, die Sektorvorrichtung 123 bzw.
die Lichtempfangseinheit 135 synchron auf ihren optischen
Achsen dreht.
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Auf
einer optischen Achse L3, die mit der optischen Achse L1 durch den
Strahlteiler 25 koaxial gemacht ist, sind ein halbdurchlässiger Spiegel 26, eine
Linse 33, ein halbdurchlässiger Spiegel 27,
Linsen 28 und 31, ein Fixierziel 29a und
eine Beleuchtungslichtquelle 30, wie z.B. eine LED, die
sichtbares Licht emittiert, angeordnet. Als Fixierziel 29a sind eine
Mehrzahl von Zielen, wie z.B. eine Landschaftsdarstellung, sowie
eine visuelle Sehschärfeoptotype des
Landoltring-Typs und dergleichen bereitgestellt. Durch Drehen einer
Zielplatte 29 wird das Ziel, das auf der optischen Achse
L3 platziert ist, auf einen vorgesehenen Typ umgeschaltet. Die Linse 28 ist
entlang der optischen Achse L3 derart bewegbar, dass die Position
des Fixierziels 29a, auf welches das Auge blickt, verändert wird.
Dies ermöglicht
das „Fogging" des Auges E bei
der Messung der Brechkraft des Auges oder das Ausüben einer
akkommodativen Belastung auf das Auge E bei der Messung der Brechkraft
des Auges.
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Auf
einer optischen Achse L4, die durch den halbdurchlässigen Spiegel 27 zur
optischen Achse L3 koaxial gemacht ist, ist eine Lichquelle 34,
wie z.B. eine LED, angeordnet, die Nahinfrarotlicht emittiert. Das
Licht, das von der Lichtquelle 34 emittiert wird, wird
durch den halbdurchlässigen
Spiegel 27 reflektiert und dann durch die Linse 33 zu
im Allgemeinen parallelen Licht gemacht und von vorne über den halbdurchlässigen Spiegel 26 und
den Strahlteiler 25 auf die Hornhaut Ec projiziert. Als
Ergebnis bildet die Lichtquelle 34 ein Bild eines Ausrichtungsziels
auf der Hornhaut Ec. Das Licht des Zielbilds, das auf der Hornhaut
Ec gebildet worden ist, tritt über
den Strahlteiler 25, den halbdurchlässigen Spiegel 26 und
eine Linse 35 in eine CCD-Kamera 38 ein.
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Auf
einer optischen Achse L5, die durch den halbdurchlässigen Spiegel 26 zur
optischen Achse L3 koaxial gemacht ist, sind die Linse 35 und
die CCD-Kamera 38 angeordnet, die als photographisches
Element dienen. Das Ausgangssignal von der Kamera 38 wird
direkt oder über
die Berechnungs- und Steuereinheit 50 in den Monitor 39 eingespeist. Ein
Bild eines hinteren Augensegments des Auges E, das von der Kamera 38 photographiert
worden ist, wird auf dem Monitor 39 angezeigt. Auch das
Zielbild durch die Lichtquelle 34 wird einer Bildverarbeitung unterzogen,
die durch die Berechnungs- und Steuereinheit 50 durchgeführt wird,
wodurch die Ausrichtungsbedingung der Vorrichtung mit dem Auge E
in der Auf- und Ab-Richtung und der Rechts- und Links-Richtung (X-
und Y-Richtung) erhalten wird.
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Das
Bezugszeichen 110 ist ein optisches Zielprojektionssystem
zur Arbeitsabstandsdetektion und umfasst eine Lichtquelle 111,
wie z.B. eine Nahinfrarotlicht-emittierende LED, und eine Linse 112. 115 ist
ein optisches Zieldetektionssystem zur Arbeitsabstandsdetektion
und umfasst eine Linse 116 und einen eindimensionalen Lichtdetektor
(einen Positionsdetektor) 117. Licht, das von der Lichtquelle 111 emittiert
wird, wird durch die Linse 112 zu im Allgemeinen parallelen
Licht gemacht und beleuchtet die Hornhaut Ec schräg. Als Folge
davon bildet die Lichtquelle 111 ein Zielbild auf der Hornhaut
Ec. Das Licht des Zielbilds, das auf der Hornhaut Ec gebildet worden
ist, tritt über
die Linse 116 in den Detektor 117 ein. Auf der
Basis der Einfallsposition des Lichts auf dem Detektor 117 detektiert
die Berechnungs- und Steuereinheit 50 eine Ausrichtungsbedingung
der Vorrichtung mit dem Auge E in einer Arbeitsabstandsrichtung
(Z-Richtung).
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Nachstehend
wird der Betrieb der Vorrichtung beschrieben. Als erstes wird eine
Messung in einem Modus zur Messung der Brechkraft des Auges bei
Weitsicht durchgeführt,
bei der die Akkommodation des Auges relaxiert ist (nachstehend wird
dieser Modus als Weitsichtmodus bezeichnet). Dieser Weitsichtmodus
wird mit einem Moduswechselschalter 40 ausgewählt. Während ein
Bild des hinteren Segments des Auges E betrachtet wird, das von
einer nicht veranschaulichten Beleuchtungslichtquelle beleuchtet
und auf dem Monitor 39 angezeigt wird, bedient der Untersuchende
den Joystick 4 und dergleichen, um die Vorrichtung (die
Messeinheit 5) mit dem Auge E auszurichten. Um eine Ausrichtung
in der X- und der Y-Richtung
durchzuführen,
wird ein Bild des Ausrichtungsziels, das durch die Lichtquelle 34 an
einer optischen Mitte, die abhängig
von dem optischen Hornhautsystem des Auges E bestimmt wird (nachstehend
wird diese als Hornhautmitte betrachtet, die auch als ungefähre Mitte
der Sichtachse betrachtet werden kann), gebildet wird, in die Mitte
einer Zielmarkierung gebracht, die auf dem Monitor 39 angezeigt
wird. Diese Zielmarkierung kann elektrisch erzeugt werden und deren
Mitte wird so eingestellt, dass sie mit der photographischen optischen
Achse L5 der Kamera 38 (der optischen Messachse L1) zusammenfällt. Um
eine Ausrichtung in der Z-Richtung durchzuführen, zeigt die Berechnungs-
und Kontrolleinheit 50 einen Ausrichtungsindikator auf
der Basis von Informationen, die von dem Detektor 117 erhalten
werden, bezüglich
einer Abweichung in der Arbeitsabstandsrichtung auf dem Monitor 39 an.
Dann bewegt der Untersuchende den Hauptkörper 3 gemäß dem Indikator
in der Z-Richtung.
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Nachdem
die Ausrichtung durchgeführt
worden ist, drückt
der Untersuchende einen nicht veranschaulichten Messschalter, um
eine Messung der Brechkraft des Auges durchzuführen. Eine Einheit zur Berechnung
der Brechkraft des Auges 52 ermittelt die Brechkraftverteilung
des Auges auf der Basis der Phasendifferenz der Ausgangssignale
von jedem Lichtdetektor, der in der Lichtempfangseinheit 135 angeordnet
ist. Um dies zu erreichen wird zuerst eine vorhergehende Messung
in einer Weise durchgeführt,
die derjenigen eines herkömmlichen
Phasendifferenzverfahrens zur Ermittlung der Brechkraft entspricht.
Auf der Basis des so erhaltenen Ergebnisses wird die Linse 28 so
bewegt, dass das Fixierziel 29a an eine Position bewegt
wird, die in etwa mit dem Fundus Ef des Auges E konjugiert ist,
worauf die Linse 28 weiter bewegt wird, um ein „Fogging" für geeignete
Dioptrien durchzuführen.
Die Linse 28 wird durch eine Linsenbewegungseinheit 41 bewegt,
die einen Motor und dergleichen umfasst. Danach ermittelt die Einheit
zur Berechnung der Brechkraft des Auges 52 auf der Basis
der Ausgangssignale von den Lichtdetektoren 136g und 136h,
die als Reaktion auf die Bewegung des Schlitzbilds auf der Lichtempfangseinheit 135 variieren,
die Hornhautmitte (oder die Mitte der Sichtachse) in der Meridianrichtung,
in der die Lichtdetektoren 136a bis 136f angeordnet sind.
Als nächstes
wird auf der Basis der Phasendifferenz der Ausgangssignale von jedem
der Lichtdetektoren 136a bis 136f bezüglich der
so erhaltenen Mitte die Brechkraft an einer Mehrzahl von Hornhautabschnitten,
die jedem Lichtdetektor entsprechen, ermittelt. Während die
Sektorvorrichtung 123 des optischen Projektionssystems 121 und
die Lichtempfangseinheit 135 in einem vorgegebenen Winkelschritt
(1 Grad) um 180° um
die optischen Achsen gedreht werden, wird die Brechkraft für jeden
Meridian bei jedem Winkelschritt eine nach der anderen berechnet
und gespeichert. Als Ergebnis wird die Brechkraftverteilung des
Auges, die in der Meridianrichtung variiert, erhalten (bezüglich der
Details vgl. das US-Patent 5,907,388).
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Die
so erhaltenen Daten bezüglich
der Brechkraftverteilung des Auges bei Weitsicht werden in einer
Speichereinheit 55, wie z.B. einer Festplatte oder dergleichen
gespeichert. Darüber hinaus
wird die Brechkraftverteilung des Auges bei Weitsicht auf dem Monitor 39 in
einem Farbkartenformat graphisch angezeigt, wie es in der 5 gezeigt
ist. Die Karte ist gemäß vorgegebener
Schritte der Brechkraft farbkodiert, so dass die Änderung
der Brechkraftverteilung des Auges in einem Farbinformationsformat
angezeigt wird, das einfach und visuell wahrgenommen wird.
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Als
nächstes
wird der Moduswechselschalter 40 gedrückt, so dass eine Messung in
einem Modus zur Messung der Brechkraft des Auges bei Nahsicht durchgeführt wird,
wobei die akkommodative Belastung auf das Auge ausgeübt wird
(nachstehend wird dieser Modus als Nahsichtmodus bezeichnet). In dem
Nahsichtmodus wird das Fixierziel 29a durch Betätigen eines
Fixierzielbewegungsschalters 42 zu einem vorgesehenen Nahpunkt
bewegt. Als Reaktion auf ein Signal, das von dem Schalter 42 eingespeist worden
ist, steuert die Berechnungs- und Steuereinheit 50 die
Linsenbewegungseinheit 41 derart, dass die Linse 28 so
bewegt wird, dass das Fixierziel 29a optisch an einem vorgesehenen
Nahpunkt angeordnet wird. Wenn beispielsweise der im Vorhinein gemessene
SE-Wert (sphärische Äquivalentwert)
der Brechkraft des Auges bei Weitsicht –3 D (Dioptrien) beträgt, muss
die Linse 28 derart bewegt werden, dass das Fixierziel 29a bei –3 D – 2,5 D
= –5,5
D angeordnet wird, was einer Nahsicht von 40 cm entspricht.
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Durch
Fixieren des Auges E auf das Fixierziel 29a, das in der
vorstehend beschriebenen Weise zu einem Nahpunkt bewegt worden ist,
wird auf das Auge E eine akkommodative Belastung ausgeübt. Der
Messschalter wird unter dieser Bedingung gedrückt, um die Brechkraftverteilung
des Auges bei Nahsicht zu messen. Wie bei der Weitsichtmessung ermittelt
die Berechnungseinheit 52 die Brechkraftverteilung des
Auges auf der Basis der Phasendifferenz der Ausgangssignale von
jedem Lichtdetektor, welche die Lichtempfangseinheit 135 umfasst.
Die so erhaltenen Daten bezüglich
der Brechkraftverteilung des Auges bei Nahsicht werden in der Speichereinheit 55 gespeichert
und die Brechkraftverteilung des Auges bei Nahsicht wird auf dem
Monitor 39 in einem Farbkartenformat graphisch angezeigt.
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Sobald
die Daten bezüglich
der Brechkraftverteilung des Auges bei Weitsicht und die Daten bezüglich der
Brechkraftverteilung des Auges bei Nahsicht in der vorstehend beschriebenen
Weise erhalten worden sind, werden die Tastatur 58 und
die Maus 57, die mit der Berechnungs- und Steuereinheit 50 verbunden
sind, gemäß den auf
dem Monitor 39 angezeigten Anweisungen betätigt. Durch
die Betätigung
werden die jeweiligen Daten bezüglich
der Verteilung in eine Einheit zur Berechnung der Akkommodationskraft 53 eingespeist,
so dass die Brechkraftverteilung aus der Differenz zwischen den
beiden Verteilungsdaten (in dieser Beschreibung wird dies als Akkommodationskraftverteilung
bezeichnet) berechnet wird. D.h., eine Änderung der Akkommodation der
Linse, die als Reaktion auf die Änderung
der akkommodativen Belastung, die auf das Auge ausgeübt wird,
stattfindet, wird als zweidimensionale Verteilung erhalten. Die
so erhaltenen Daten werden in der Speichereinheit 55 gespeichert
und auf dem Monitor 39 angezeigt.
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Die 6 zeigt
Beispiele einer Anzeige, welche die Ergebnisse zeigt, die durch
die Einheit zur Berechnung der Akkommodationskraft 53 und
dergleichen berechnet worden sind. Der Monitor 39 zeigt die
folgenden vier Fenster an, die auf einem Bildschirm angeordnet sind:
Eine Farbkarte 71, welche die Brechkraftverteilung des
Auges bei Weitsicht zeigt, eine Farbkarte 72, welche die
Brechkraftverteilung des Auges bei Nahsicht zeigt, eine Farbkarte 73, welche
die Akkommodationskraftverteilung, bei der es sich um die Differenz
zwischen den zwei Verteilungen handelt, zeigt, und eine dreidimensionale
Anzeige 74, deren vertikale Achse die Differenz der Brechkraft
zeigt.
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Darüber hinaus
ist es möglich,
die Minimal- und Maximalwerte der Akkommodationskraftverteilung,
den Durchschnittswert für
den gesamten Messbereich und das Volumen der dreidimensionalen Anzeige 74,
deren vertikale Achse die Differenz der Brechkraft zeigt, zu berechnen.
Ferner können
die berechneten Daten auf dem Monitor 39 als quantitative
numerische Daten angezeigt und in der Speichereinheit 55 gespeichert
werden.
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Ferner
kann die Brechkraftverteilung des Auges bei Weitsicht und bei Nahsicht
unter Verwendung des Zernike-Polynomausdrucks in Aberrationskomponenten
zerlegt werden. Auf diese Weise ist es möglich, herauszufinden, Aberrationskomponenten
welcher Ordnung zugenommen oder abgenommen haben. D.h., im Hinblick
auf Aberrationen vor und nach der Veränderung in der Linse können die
optischen Eigenschaften eines lebenden Auges bekannt sein.
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Nachstehend
werden die Vorgänge
bezüglich
der Linse des Auges kurz erläutert.
Um Gegenstände
in verschiedenen Entfernungen zu sehen, wirkt der Ziliarmuskel,
wenn das Auge normal ist, dahingehend, dass die Dicke der Linse
verändert
wird, um deren Brechkraft zu erhöhen
oder zu vermindern, was dazu führt,
das ein Bild eines Gegenstands auf der Netzhaut fokussiert wird.
Gemäß der 7A ist der
Ziliarmuskel 61 bei Weitsicht (dem Zustand, bei dem die
Akkommodation relaxiert ist) relaxiert und daher werden die Zinn-Zonen 62,
welche die Linse 63 vertikal stützen, unter Spannung gesetzt,
wodurch die Linse 63 gezogen wird. Als Folge davon nimmt die
Dicke d1 der Linse 63 ab und folglich nimmt die Brechkraft
ab. Im Gegensatz dazu kontrahiert der Ziliarmuskel 61 bei
Nahsicht (dem akkommodierten Zustand) und daher relaxieren die Zinn-Zonen 62,
welche die Linse 63 vertikal stützen, wie es in der 7B gezeigt
ist. Als Ergebnis nimmt die Dicke d2 der Linse 63 aufgrund
ihrer Eigenelastizität
zu und folglich wird eine stärkere
Brechkraft erreicht.
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D.h.,
es ist hilfreich, die Differenz der Brechkraftverteilung des Auges
zu berechnen, wenn die akkommodative Belastung, die auf das Auge
ausgeübt
wird, variiert, und ferner um diese als Farbkarte 73 gemäß der 6 anzuzeigen
oder um quantitative numerische Daten anzuzeigen, wie es vorstehend beschrieben
worden ist. Auf diese Weise ist es möglich, Informationen bereitzustellen,
die Details bezüglich
des Arbeitsmechanismus der Linse und des Akkommodationszustands
der Linse liefern.
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Die
Daten bezüglich
der Brechkraftverteilung des Auges bei Nahsicht und die Daten bezüglich der Brechkraftverteilung
des Auges bei Weitsicht, sowie die Daten bezüglich der Akkommodationskraftverteilung,
bei denen es sich um die Differenz zwischen diesen Daten handelt,
werden zusammen mit dem Messdatum, mit Informationen über die
untersuchte Person (wie z.B. der Name, eine Ausweisnummer, Informationen,
die angeben, welche Seite des Auges gemessen werden soll, und dergleichen),
Informationen bezüglich
der Messbedingungen (wie z.B. der eingestellten Position des Fixierziels)
und dergleichen in der Speichereinheit 55 gespeichert.
Die Informationen über
die untersuchte Person werden im Vorhinein unter Verwendung der
Tastatur 58, der Maus 57 und dergleichen eingegeben.
Die Messdaten werden automatisch mit einem Taktgeber erhalten, der
in die Berechnungs- und Steuereinheit 50 einbezogen ist.
Als Messbedingungsinformationen werden die Bedingungen bei jeder
Messung gespeichert.
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Unter
Verwendung der Daten, die in der vorstehend beschriebenen Weise
gespeichert worden sind, können
Untersuchungen bezüglich
Veränderungen
der Brechkraft ein und desselben Auges, das untersucht werden soll,
die im Zeitverlauf variieren (eine Veränderung nach einem Zeitraum
oder eine Veränderung
an einem unterschiedlichen Zeitpunkt an einem anderen Tag), durchgeführt werden.
D.h., auf der Basis der Messdateninformationen, der Informationen
bezüglich
der untersuchten Person, der Informationen bezüglich der Messbedingungen und dergleichen
wird die Brechkraft des Auges bei Weitsicht und bei Nahsicht an
dem gleichen Auge unter den gleichen Bedingungen gemessen. Dann
werden die vorherigen Daten des gleichen Auges herangezogen, so
dass die Berechnungseinheit 52 die vorher gemessenen Differenzdaten
(die ersten Differenzdaten) mit den Differenzdaten vergleicht, die
nach einem Zeitraum gemessen worden sind (die zweiten Differenzdaten),
wodurch die Differenzdaten berechnet werden (die dritten Differenzdaten).
Die so erhaltenen Ergebnisse werden in einer Weise angezeigt, die
derjenigen der 6 ähnlich ist. Die dritten Differenzdaten
können
in einer Weise angezeigt werden, die der vorstehend beschriebenen
Weise bezüglich des
Maximalwerts, des Minimalwerts, des Durchschnittswerts oder des
Volumens ähnlich
ist. Die Bereitstellung solcher Ergebnisse ermöglicht z.B. die detaillierte
Ermittlung der altersbezogenen Veränderung der Akkommodation der
Linse, die einen Anhaltspunkt zum Verständnis der Mechanismen der Verminderung
der Akkommodationskraft bereitstellen. Alternativ können solche
Informationen verwendet werden, um die Effektivität therapeutischer
Arzneistoffe zur Verhinderung der Entwicklung eines grauen Stars
oder therapeutischer Arzneistoffe zur Wiederherstellung der Akkommodationskraft
(oder eines Trainings zur Wiederherstellung der visuellen Sehschärfe) zu
untersuchen.
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In
der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird das Fixierziel
bei Nahsicht willkürlich in
einer bestimmten Entfernung angeordnet. Dennoch kann das Fixierziel
zu einem Punkt der Grenze bewegt werden, an dem die Akkommodationskraft wirksam
ist. Bei einer Messung, die mit dieser Technik im Einklang steht,
wird das Fixierziel nach der Vervollständigung der Messung bei Weitsicht
durch Betätigen
des Schalters 42 nach und nach näher an das Auge E bewegt. Die
untersuchte Person wird angewiesen, mit dem Auge E auf das Fixierziel
zu blicken und zu reagieren, wenn das Fixierziel undeutlich wird.
Wenn die Reaktion auftritt, wird das Fixierziel gestoppt und die
untersuchte Person fixiert das Fixierziel unter diesen Bedingungen.
Dies führt
dazu, dass das Auge E bis zu der Grenze vollständig akkommodiert ist. Dabei
werden durch Drücken
des Messschalters zur Messung der Brechkraftverteilung des Auges
bei Nahsicht Daten bezüglich
der Akkommodationskraftverteilung an der Akkommodationsgrenze erhalten.
Ferner wird nach einem Zeitraum in einer ähnlichen Weise eine Messung
durchgeführt, um
die dritten Differenzdaten, die vorstehend beschrieben worden sind,
zu erhalten. Auf diese Weise werden Informationen bezüglich der
Differenz bei der maximalen Akkommodationskraft, die aus der Grenze
der Akkommodationskraft erhalten wird, detailliert bereitgestellt.
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Ferner
kann die Messung der Brechkraft des Auges nicht nur unter Verwendung
des Phasendifferenzverfahrens in der vorstehend beschriebenen Weise
durchgeführt
werden, sondern auch mit verschiedenen anderen Verfahren. Ein Beispiel
ist ein Verfahren, bei dem paralleles Licht mit einer Anzahl von
Punktmustern auf den Fundus des Auges projiziert wird und das von
dem Fundus reflektierte Licht mit einer zweidimensionalen CCD (einem
Flächensensor)
empfangen wird. Die Brechkraftverteilung wird aus der Abweichung
des detektierten Punktmusters erhalten (dieses Verfahren wird in
einer Vorrichtung eingesetzt, die als Wellenfront-Analysegerät bezeichnet
wird). Alternativ wird in einem anderen möglichen Verfahren ein paralleler
Laserstrahl in den Fundus des Auges eintreten gelassen und eine
Anzahl von Lichtstrahlen, die von dem Fundus reflektiert werden,
wird mit einer zweidimensionalen CCD über einen Array einer Anzahl
von Linsen in dem Lichtempfangssystem photo graphiert. Die Brechkraftverteilung
wird aus der Abweichung des Lichts auf der zweidimensionalen CCD
erhalten. Ferner ist es auch möglich,
ein Verfahren zu verwenden, bei dem paralleles Licht, wie z.B. ein
Laserstrahl in den Fundus des Auges eintreten gelassen wird, während das
Auge bezüglich
der Hornhaut des Auges abgetastet wird. Dann wird das Licht, das
von dem Fundus reflektiert worden ist, mit einem Quadrantenlichtdetektor
oder einem Flächensensor
empfangen. Die Brechkraftverteilung wird aus der Abweichung des
empfangenen Lichts erhalten.
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Ferner
berechnet die Vorrichtung, die das optische System zur Messung der
Brechkraft des Auges umfasst, in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform
auch die Akkommodationskraftverteilung. Dennoch ist die Ausführungsform
auch auf die Durchführung
einer Berechnung und einer Anzeige der berechneten Ergebnisse durch
eine separate Vorrichtung (einen externen Computer oder dergleichen)
anwendbar.
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Wie
es vorstehend beschrieben worden ist, wird die Brechkraftverteilung
des Auges erfindungsgemäß mit einer
variierenden akkommodativen Belastung, die auf das Auge ausgeübt wird,
gemessen, um Veränderungen
der Akkommodation des Auges detailliert zu ermitteln. Die erhaltenen
Ergebnisse können
z.B. bei der Diagnose von Linsenfunktionen verwendet werden.