DE102010024606A1 - Aberrometry measuring system for use in optical measuring system for determining refraction of eye, has imaging optics for imaging object plane of aberrometry measuring system in image plane of aberrometry measuring system - Google Patents

Aberrometry measuring system for use in optical measuring system for determining refraction of eye, has imaging optics for imaging object plane of aberrometry measuring system in image plane of aberrometry measuring system Download PDF

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    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/1015Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for wavefront analysis

Abstract

The aberrometry measuring system (1) has imaging optics (30) for imaging an object plane (10) of an aberrometry measuring system in an image plane (20) of the aberrometry measuring system. A wavefront sensor (60) is provided with an entrance surface (61), which is arranged along an optical axis (OA) of the imaging optics. An independent claim is also included for an optical measuring system with a microscopy system.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein aberrometrisches Messsystem mit einem Wellenfrontsensor und einer Abbildungsoptik. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein aberrometrisches Messsystem mit einem Wellenfrontsensor und einer Abbildungsoptik, welches durch Bereitstellen eines hinreichend großen Abstandes zwischen der Abbildungsoptik und eines zu untersuchenden Objektes beispielsweise für eine medizinische Operation, insbesondere eine Augenoperation geeignet ist.The present invention relates to an aberrometric measuring system with a wavefront sensor and an imaging optics. In particular, the present invention relates to an aberrometric measuring system with a wavefront sensor and imaging optics, which is suitable for providing a sufficiently large distance between the imaging optics and an object to be examined, for example for a medical operation, in particular an eye operation.

Kurze Darstellung des Standes der TechnikBrief description of the prior art

Unter dem Begriff der objektiven Refraktion werden Untersuchungsmethoden zusammengefasst, mittels derer die refraktiven Fehler des Auges, wie beispielsweise Myopie, Hyperopie und Astigmatismus, unabhängig von Angaben des Patienten über subjektive Sinneseindrücke gemessen werden. Die Aberrometrie zählt zu diesen Methoden. Hierbei wird die Wellenfront eines Lichtstrahles von Messlicht gemessen, der durch die Pupille des zu untersuchenden Auges austritt. Das aus dem Auge austretende Messlicht wird beispielsweise dadurch erzeugt, dass ein in das Auge eintretender Beleuchtungsstrahl von der Retina reflektiert wird.The term objective refraction is used to summarize examination methods by means of which the refractive errors of the eye, such as, for example, myopia, hyperopia and astigmatism, are measured independently of the patient's information about subjective sensory impressions. Aberrometry is one of these methods. In this case, the wavefront of a light beam is measured by measuring light which exits through the pupil of the eye to be examined. The measuring light emerging from the eye is generated, for example, by reflecting an illuminating beam entering the eye from the retina.

Ist der Beleuchtungsstrahl so eingestellt, dass die Retina in einem einzelnen, kleinen Punkt beleuchtet wird, so emittiert ein ideales emmetropes Auge eine ebene Wellenfront, wenn die Augenlinse auf die Ferne eingestellt, also nicht akkomodiert ist. Bei fehlsichtigen Augen ergibt sich eine Abweichung von der ebenen Wellenfront. Die Abweichung der Fläche einer Wellenfront eines gemessenen Auges von der Fläche einer Wellenfront eines idealen emmetropen Auges kann mathematisch beispielsweise durch eine gewichtete Summe von Zernike-Koeffizienten dargestellt werden. Aus ermittelten Zernike-Koeffizienten eines untersuchten Auges ist es dann möglich, die refraktiven Fehler des Auges zu berechnen.If the illumination beam is set so that the retina is illuminated in a single, small point, an ideal emmetropic eye emits a plane wavefront, if the eye lens is set to a distance, ie not acckomodiert. In the case of defective eyes, there is a deviation from the plane wavefront. The deviation of the area of a wavefront of a measured eye from the area of a wavefront of an ideal emmetropic eye can be mathematically represented, for example, by a weighted sum of Zernike coefficients. From determined Zernike coefficients of an examined eye, it is then possible to calculate the refractive errors of the eye.

Aus dem Stand der Technik sind Wellenfrontsensoren zum Charakterisieren einer Form einer Wellenfront für Messlicht bekannt Insbesondere können solche Wellenfrontsensoren zum Vermessen von Abberationen des menschlichen Auges unter Verwendung eines Hartmann-Shack-Sensors verwendet werden, wie in J. Liang, B. Grimm, S. Goelz, J. F. Rille, ”Objektive measurement of wave aberrations of the human eye with the use of a Hartmann-Shack wave-front sensor”, J. Opt. Soc. Am. A 11 (1994) pp. 1949–1957 , beschrieben. Ein Hartmann-Shack-Sensor umfasst dabei insbesondere ein in einer Ebene angeordnetes Feld von Mikrolinsen, in deren gemeinsamer Brennebene ein ortsauflösender Lichtsensor angeordnet ist. Mit einem solchen Hartmann-Shack-Sensor kann eine Form einer Wellenfront, welche auf das Feld von Mikrolinsen auftrifft, durch Bestimmen von lokalen Neigungen der Wellenfront in den Bereichen der einzelnen Mikrolinsen bestimmt werden.Wavefront sensors for characterizing a shape of a wavefront for measurement light are known in the art. Specifically, such wavefront sensors can be used to measure aberrations of the human eye using a Hartmann-Shack sensor, as shown in FIG J. Liang, B. Grimm, S. Goelz, JF Rille, "Objective measurement of wave aberrations of the human eye with the use of a Hartmann-Shack wave-front sensor", J. Opt. Soc. At the. A11 (1994) pp. 1949-1957 , described. A Hartmann-Shack sensor in particular comprises a field of microlenses arranged in a plane, in the common focal plane of which a spatially resolving light sensor is arranged. With such a Hartmann-Shack sensor, a shape of a wavefront incident on the field of microlenses can be determined by determining local inclinations of the wavefront in the regions of the individual microlenses.

Ein Beispiel für eine Augenoperation unter Einsatz eines Aberrometers ist die Kataraktoperation zur Beseitigung des grauen Stars. Hierbei wird die getrübte Augenlinse des Patienten durch eine Intraokularlinse ersetzt. Durch den Einsatz eines Aberrometers kann der Arzt während der Augenoperation überprüfen, ob die dem Patienten eingesetzte Intraokularlinse die richtige Stärke hat, ob der Sitz der Intraokularlinse der richtige ist und in welchem Ausmaß Sehfehler durch die Intraokularlinse korrigiert werden. Ferner kann dabei auch überprüft werden ob im Falle einer torischen Intraokularlinse die Intraokularlinse in der richtigen Orientierung eingesetzt wurde. Des Weiteren kann der Arzt mit einem Aberrometer die Brechkraft eines aphaken Auges vermessen. Basierend auf diesen Messdaten kann der Arzt die passende Intraokularlinse für den Patienten auswählen.An example of eye surgery using an aberrometer is cataract surgery to eliminate cataract. Here, the clouded eye lens of the patient is replaced by an intraocular lens. By using an aberrometer, the doctor can check during eye surgery whether the intraocular lens used for the patient has the correct strength, whether the seat of the intraocular lens is the right one and to what extent vision defects are corrected by the intraocular lens. Furthermore, it can also be checked whether the intraocular lens was used in the correct orientation in the case of a toric intraocular lens. Furthermore, the doctor can use an aberrometer to measure the refractive power of an aphakic eye. Based on these measurement data, the physician can select the appropriate intraocular lens for the patient.

Um aberrometrische Messungen während einer Augenoperation durchzuführen ist es vorteilhaft, dass das aberrometrische Messsystem kompakt ausgebildet ist, damit der Arzt bei einer Anordnung des aberrometrischen Messsystems in Messposition vor dem Auge noch genügend Platz hat, um die erforderlichen Schritte zur Operation oder Untersuchung am Auge vorzunehmen.To perform aberrometric measurements during an eye operation, it is advantageous that the aberrometric measuring system is compact, so that the physician still has enough space in an arrangement of the aberrometric measuring system in the measuring position in front of the eye to take the necessary steps for surgery or examination on the eye.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein aberrometrisches Messsystem bereitzustellen, welches einen effizienten Einsatz bei ophthalmologischen Operationen erlaubt.It is therefore an object of the present invention to provide an aberrometric measuring system which allows efficient use in ophthalmological operations.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein aberrometrisches Messsystem zur Bestimmung der Refraktion eines Auges bereitgestellt, aufweisend:
eine Abbildungsoptik zum Abbilden einer Objektebene des aberrometrischen Messsystems in eine Bildebene des aberrometrischen Messsystems, und
einen Wellenfrontsensor mit einer Eintrittsfläche, wobei die Eintrittsfläche entlang einer optischen Achse der Abbildungsoptik in einem Detektionsbereich um die Bildebene angeordnet ist,
wobei die Abbildungsoptik aufweist:
eine erste optische Baugruppe mit einer positiven Brechkraft,
eine zweite optische Baugruppe mit einer negativen Brechkraft,
eine dritte optische Baugruppe mit einer positiven Brechkraft,
wobei das aberrometrische Messsystem so ausgebildet ist, dass von der Objektebene ausgehendes Messlicht nach Durchlaufen der ersten optischen Baugruppe in die zweite optische Baugruppe eintritt und nach Durchlaufen der zweiten optischen Baugruppe in die dritte optische Baugruppe eintritt. Die Abbildungsoptik bildet eine Objektebene auf die Bildebene ab. In anderen Worten ist die Abbildungsoptik so ausgebildet dass die Objektebene und die Bildebene optisch konjugierte Ebenen bilden. Das führt unter anderem dazu, dass Strahlen, die von einem Punkt auf der Objektebene ausgehen, in einem Punkt in der Bildebene wieder vereinigt werden.
According to one embodiment of the invention, an aberrometric measurement system for determining the refraction of an eye is provided, comprising:
an imaging optics for imaging an object plane of the aberrometric measurement system in an image plane of the aberrometric measurement system, and
a wavefront sensor having an entrance surface, wherein the entry surface is arranged along an optical axis of the imaging optics in a detection region around the image plane,
wherein the imaging optics comprises:
a first optical assembly having a positive power,
a second optical assembly having a negative power,
a third optical assembly having a positive power,
wherein the aberrometric measuring system is configured such that measuring light emanating from the object plane enters the second optical assembly after passing through the first optical assembly and enters the third optical assembly after passing through the second optical assembly. The imaging optics depicts an object plane on the image plane. In other words, the imaging optics is designed such that the object plane and the image plane form optically conjugate planes. One of the consequences of this is that rays emanating from a point on the object plane are reunited at a point in the image plane.

In der Objektebene des aberrometrischen Messsystems ist die Hornhaut eines zu untersuchenden Auges anordenbar. Dadurch ist die aus dem Auge austretende Wellenfront durch das aberrometrische Messsystem messbar. Wird die Retina des Auges punktförmig beleuchtet, so emittiert ein ideales normalsichtiges Auge eine ebene Wellenfront. Ein fehlsichtiges Auge kann hingegen Wellenfronten emittieren, die von der ebenen Wellenfront abweichen. Durch eine Messung der von dem Auge emittierten Wellenfront können Abbildungsfehler des Auges gemessen werden.In the object plane of the aberrometric measuring system, the cornea of an eye to be examined can be arranged. As a result, the wavefront emerging from the eye can be measured by the aberrometric measuring system. If the retina of the eye is punctiform illuminated, then an ideal normal-sighted eye emits a plane wavefront. On the other hand, a refractive eye can emit wavefronts which deviate from the plane wavefront. By measuring the wave front emitted by the eye, aberrations of the eye can be measured.

Die Abbildungsoptik kann so ausgebildet sein, dass die Bildebene die einzige Ebene ist, die optisch konjugiert zur Objektebene ist. In anderen Worten kann die Abbildungsoptik so ausgebildet sein, dass keine Zwischenbildebene erzeugt wird. Dadurch kann insbesondere eine kurze Länge der Abbildungsoptik erreicht werden. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Abbildungsoptik ausgebildet ist, dass sie eine Zwischenbildebene erzeugt.The imaging optics can be designed so that the image plane is the only plane that is optically conjugate to the object plane. In other words, the imaging optics can be designed so that no intermediate image plane is generated. As a result, in particular a short length of the imaging optics can be achieved. However, it is also conceivable that the imaging optics is designed such that it generates an intermediate image plane.

Der Wellenfrontsensor kann beispielsweise einen Hartmann-Shack-Sensor und/oder einen Talbot-Moiré Sensor aufweisen. Es sind jedoch auch andere Sensoren denkbar, durch die zumindest ein Parameter der Wellenfront in der Bildebene gemessen werden kann.The wavefront sensor may, for example, have a Hartmann-Shack sensor and / or a Talbot-Moire sensor. However, other sensors are also conceivable by which at least one parameter of the wavefront in the image plane can be measured.

Der Wellenfrontsensor weist eine Eintrittsfläche auf. Die Eintrittsfläche kann definiert werden als Fläche, auf der vom Wellenfrontsensor die Wellenfront gemessen wird. Weist der Wellenfrontsensor einen Hartmann-Shack-Sensor auf, so kann das Mikrolinsenarray die Eintrittsfläche des Wellenfrontsensors sein. Die Eintrittsfläche ist entlang der optischen Achse in einem Detektionsbereich um die Bildebene angeordnet. Der Detektionsbereich kann definiert werden als ein Bereich entlang der optischen Achse der Abbildungsoptik, um den die Eintrittsfläche des Wellenfrontsensor von der Bildebene verschoben angeordnet sein kann. Ist die Eintrittsfläche innerhalb des Detektionsbereiches und nicht exakt auf der Bildebene angeordnet, so kann die Wellenfront in der Bildebene dennoch aus Daten des Wellenfrontsensors berechnet werden.The wavefront sensor has an entrance surface. The entrance surface can be defined as the area on which the wavefront sensor measures the wavefront. If the wavefront sensor has a Hartmann-Shack sensor, then the microlens array can be the entrance surface of the wavefront sensor. The entrance surface is arranged along the optical axis in a detection area around the image plane. The detection region can be defined as a region along the optical axis of the imaging optics, about which the entrance surface of the wavefront sensor can be displaced from the image plane. If the entrance surface is located within the detection area and not exactly on the image plane, the wavefront in the image plane can nevertheless be calculated from data from the wavefront sensor.

In anderen Worten kann der Detektionsbereich definiert werden als ein Bereich entlang der optischen Achse, der die Bildebene umfasst und in dem Daten gemessen werden können, aus denen die Wellenfront in der Bildebene berechnet werden kann.In other words, the detection area can be defined as an area along the optical axis that includes the image plane and in which data can be measured from which the wavefront in the image plane can be calculated.

Beispielsweise kann der Detektionsbereich geringer sein als ein Zehntel, insbesondere ein Fünfzigstel oder ein Hundertstel oder ein Tausendstel des Abstandes entlang der optischen Achse zwischen der Objektebene und der Bildebene.For example, the detection range may be less than a tenth, in particular a fiftieth or one hundredth or one thousandth of the distance along the optical axis between the object plane and the image plane.

Beispielsweise kann der Detektionsbereich geringer sein als 30 mm oder 6 mm oder 3 mm oder 0,3 mm.For example, the detection range may be less than 30 mm or 6 mm or 3 mm or 0.3 mm.

Insbesondere kann die Eintrittsfläche des Wellenfrontsensors in der Bildebene angeordnet sein.In particular, the entrance surface of the wavefront sensor can be arranged in the image plane.

Eine optische Baugruppe kann beispielsweise Linsen, und/oder Spiegel umfassen. Eine optische Baugruppe kann auch eine Gruppe von Linsen und/oder Spiegel umfassen. Ebenfalls ist es denkbar, dass eine optische Baugruppe aus einer einzelnen Linse, einem einzelnen Spiegel und/oder einem einzelnen Kittglied besteht.An optical assembly may include, for example, lenses, and / or mirrors. An optical assembly may also include a group of lenses and / or mirrors. It is also conceivable that an optical assembly consists of a single lens, a single mirror and / or a single cemented member.

Ferner kann eine optische Baugruppe mindestens ein refraktives optisches Element, wie eine Linse, ein Kittglied und/oder einen Spiegel aufweisen.Furthermore, an optical assembly may comprise at least one refractive optical element, such as a lens, a cemented element and / or a mirror.

Des Weiteren kann die erste, die zweite und/oder die dritte optische Baugruppe jeweils eine Eintrittsfläche und eine Austrittsfläche aufweisen. Die Eintrittsfläche kann als die erste refraktive Fläche der optischen Baugruppe definiert werden, die ein Strahl des Messlichts, ausgehend von der Objektebene, durchsetzt. Ferner kann die Austrittsfläche als die letzte refraktive Fläche der optischen Baugruppe definiert werden, die der Messstrahl, ausgehend von der Objektebene, durchsetzt. Furthermore, the first, the second and / or the third optical assembly may each have an entrance surface and an exit surface. The entrance surface can be defined as the first refractive surface of the optical assembly, which passes through a beam of the measurement light, starting from the object plane. Furthermore, the exit surface can be defined as the last refractive surface of the optical assembly, which passes through the measuring beam, starting from the object plane.

Die Eintrittsfläche und/oder die Austrittsfläche der optischen Baugruppe können beabstandet von anderen refraktiven Flächen angeordnet sein, wobei ein Strahl des Messlichts, von der Oberfläche kommend, vor Eintritt in die Eintrittsfläche einen Luftspalt durchschreitet und/oder wobei der Strahl nach Verlassen der Austrittsfläche einen Luftspalt durchschreitet. Ferner können alle anderen refraktiven Flächen der jeweiligen optische Baugruppe entlang der optischen Achse zwischen der Eintrittsfläche und der Austrittsfläche angeordnet sein.The entrance surface and / or the exit surface of the optical assembly may be spaced apart from other refractive surfaces, wherein a beam of the measuring light, coming from the surface passes through an air gap before entering the entrance surface and / or wherein the beam after leaving the exit surface an air gap passes through. Furthermore, all other refractive surfaces of the respective optical assembly may be arranged along the optical axis between the entrance surface and the exit surface.

Die Abbildungsoptik kann so ausgebildet sein, dass der Brennpunkt der ersten optischen Baugruppe zwischen der Austrittsfläche der zweiten optischen Baugruppe und der Bildebene liegt. In anderen Worten kann die zweite optische Baugruppe zwischen der Austrittfläche der ersten optischen Baugruppe und dem Brennpunkt der ersten optischen Baugruppe angeordnet sein.The imaging optics can be designed such that the focal point of the first optical assembly lies between the exit surface of the second optical assembly and the image plane. In other words, the second optical assembly may be disposed between the exit surface of the first optical assembly and the focal point of the first optical assembly.

Die erste, die zweite und die dritte optische Baugruppe können beabstandet voneinander angeordnet sein. In anderen Worten ist die erste optische Baugruppe mit einem Abstand von der zweiten und der dritten optischen Baugruppe angeordnet und die zweite optische Baugruppe ist mit einem Abstand von der dritten optischen Baugruppe angeordnet.The first, second and third optical assemblies may be spaced apart from each other. In other words, the first optical assembly is spaced from the second and third optical assemblies and the second optical assembly is spaced from the third optical assembly.

Insbesondere können die Abstände zwischen einander benachbarten optischen Baugruppen jeweils größer als ein Mindestabstand sein. Der Mindestabstand kann beispielsweise 1/10, 1/20 oder 1/30 des Abstandes von der ersten refraktiven Fläche der Abbildungsoptik bis zur Bildebene entlang der optischen Achse betragen.In particular, the distances between adjacent optical assemblies may each be greater than a minimum distance. The minimum distance may be, for example, 1/10, 1/20 or 1/30 of the distance from the first refractive surface of the imaging optics to the image plane along the optical axis.

Messlicht, das von der Objektebene ausgeht, durchläuft nacheinander die erste, zweite und dritte Baugruppe. In anderen Worten durchlaufen die Strahlen des Messlichts zunächst die erste optische Baugruppe, bevor sie in die zweite optische Baugruppe eintreten. Ferner durchlaufen die Strahlen des Messlichts die zweite optische Baugruppe bevor sie in die dritte optische Baugruppe eintreten. Wiederum in anderen Worten treten die Strahlen des Messlichts aus der Austrittsfläche der ersten optischen Baugruppe aus, bevor sie in die Eintrittsfläche der zweiten optischen Baugruppe eintreten. Ferner treten die Strahlen des Messlichts aus der Austrittsfläche der zweiten optischen Baugruppe aus bevor sie in die Eintrittsfläche der dritten optischen Baugruppe eintreten.Measuring light emanating from the object plane passes successively through the first, second and third assemblies. In other words, the rays of the measuring light first pass through the first optical assembly before they enter the second optical assembly. Further, the beams of the measuring light pass through the second optical assembly before entering the third optical assembly. In other words, in other words, the rays of the measuring light exit the exit surface of the first optical assembly before they enter the entrance surface of the second optical assembly. Furthermore, the rays of the measuring light exit from the exit surface of the second optical assembly before they enter the entrance surface of the third optical assembly.

Es wird dadurch ein aberrometrisches Messsystem erhalten, wobei mit geringen Brechkräften der ersten, zweiten und dritten optischen Baugruppe ein großer Arbeitsabstand erreicht werden kann. Dies ermöglicht es, für einen gegebenen Arbeitsabstand und einem gegebenen Abbildungsmaßstab der Abbildungsoptik eine Abbildungsoptik zu erhalten, die eine kompakte Bauweise aufweist.It is thereby obtained an aberrometric measuring system, with low refractive powers of the first, second and third optical assembly, a large working distance can be achieved. This makes it possible to obtain an imaging optic having a compact design for a given working distance and a given imaging scale of the imaging optics.

Beispielsweise kann dadurch ein aberrometrisches Messsystem mit Arbeitsabständen von mehr als 100 mm, insbesondere mehr als 150 mm oder mehr als 200 mm erhalten werden. Beispielsweise kann ein Arbeitsabstand von 196 mm erhalten werden. Der Abbildungsmaßstab der Abbildungsoptik kann beispielsweise 0,5 oder mehr, insbesondere 0,65 oder mehr betragen.For example, an aberrometric measuring system can be obtained with working distances of more than 100 mm, in particular more than 150 mm or more than 200 mm. For example, a working distance of 196 mm can be obtained. The imaging scale of the imaging optics can be, for example, 0.5 or more, in particular 0.65 or more.

Ein großer Arbeitsabstand erleichtert eine Verwendung des aberrometrischen Messsystems in Operationen oder Behandlungen, da es die Anordnung anderer Instrumente nicht behindert. Ferner kann das Messsystem leicht vor dem Auge des Patienten justiert werden. Des Weiteren erlaubt ein kompakt ausgebildetes aberrometrisches Messsystem eine leichte Integration in andere Apparaturen. Durch einen Abbildungsmaßstab von beispielsweise 0,65 kann zudem erreicht werden, dass die Wellenfront im Eintrittsbereich des Wellenfrontsensors genügend groß ist, um mit der erforderlichen Genauigkeit vermessen zu werden.A large working distance facilitates use of the aberrometric measuring system in operations or treatments, as it does not hinder the placement of other instruments. Furthermore, the measuring system can be easily adjusted in front of the patient's eye. Furthermore, a compactly designed aberrometric measuring system allows easy integration into other equipment. By a magnification of, for example, 0.65 can also be achieved that the wavefront in the inlet region of the wavefront sensor is sufficiently large to be measured with the required accuracy.

Gemäß einer Ausführungsform gilt bei dem aberrometrischen Messsystem für einen Arbeitsabstand D zwischen der Objektebene und der ersten optischen Baugruppe und einer Brennweite f1 der ersten optischen Baugruppe: a·f1 < D, wobei a den Wert 1, insbesondere den Wert 2 oder den Wert 3 oder den Wert 3,9 aufweist. Der Arbeitsabstand D kann definiert werden als der Abstand entlang der optischen Achse zwischen der Objektebene und einer ersten refraktiven Fläche der Abbildungsoptik.According to one embodiment, in the aberrometric measuring system for a working distance D between the object plane and the first optical subassembly and a focal length f 1 of the first optical subassembly: a · f 1 <D, where a has the value 1, in particular the value 2 or the value 3 or the value 3.9. The working distance D can be defined as the distance along the optical axis between the object plane and a first refractive surface of the imaging optics.

Die erste refraktive Fläche der Abbildungsoptik kann definiert werden als die erste refraktive Fläche, auf die ein Lichtstrahl des Messlichts trifft, wenn er von der Objektebene ausgeht und entlang der optischen Achse verläuft. Die erste optische Baugruppe kann die erste refraktive Fläche aufweisen. Insbesondere kann die Entrittsfläche der ersten optischen Baugruppe die erste refraktive Fläche sein.The first refractive surface of the imaging optics can be defined as the first refractive surface, which is hit by a light beam of the measurement light when it starts from the object plane and runs along the optical axis. The first optical assembly may include the first refractive surface. In particular, the entrance surface of the first optical assembly may be the first refractive surface.

Es ist denkbar, dass im Strahlengang des aberrometrischen Messsystems, insbesondere auch zwischen der Objektebene und der ersten refraktiven Fläche, brechkraftlose oder schwach brechende Elemente angeordnet sein können. Beispiele für brechkraftlosen Elemente können sein: Planplatten, Umlenkspiegel, λ/4-Platten. Unter schwach berechenden Elementen sollen optische Elemente verstanden werden, die eine Brennweite aufweisen, die wesentlich größer als die Brennweite der ersten, zweiten oder dritten optischen Baugruppe. Insbesondere dies Brennweiten umfassen, die mehr als zehn mal größer sind als die Brennweite der ersten, zweiten oder dritten Baugruppe.It is conceivable that in the beam path of the aberrometric measuring system, in particular between the object plane and the first refractive surface, non-refractive or weakly refractive elements may be arranged. Examples of powerless elements can be: plane plates, deflecting mirrors, λ / 4 plates. By weakly calculating elements are to be understood optical elements having a focal length, which is substantially larger than the focal length of the first, second or third optical assembly. In particular, these include focal lengths that are more than ten times larger than the focal length of the first, second or third assembly.

Der Arbeitsabstand kann somit ein Maß für den Bereich sein, den der Chirurg insbesondere zur Durchführung der Operationshandlungen und zur Anordnung von chirurgischen Instrumenten ausnutzen kann.The working distance can thus be a measure of the area that the surgeon can exploit, in particular for carrying out the surgical procedures and for arranging surgical instruments.

Durch den großen Arbeitsabstand relativ zur Brennweite der ersten optischen Baugruppe wird ein aberrometrisches Messsystem erhalten, das einen großen Arbeitsabstand bei geringer Brennweite der ersten optischen Baugruppe aufweist. Da die Länge des aberrometrischen Messsystems von der Brennweite der ersten optischen Baugruppe abhängt, ist zur Erreichung eines erforderlichen Arbeitsabstandes nur eine geringe Länge des aberrometrischen Messsystems erforderlich. Folglich wird dadurch ein kompaktes aberrometrisches Messsystem erhalten.Due to the large working distance relative to the focal length of the first optical assembly, an aberrometric measuring system is obtained, which has a large working distance at low focal length of the first optical assembly. Since the length of the aberrometric measuring system depends on the focal length of the first optical assembly, only a small length of the aberrometric measuring system is required to achieve a required working distance. As a result, a compact aberrometric measuring system is thereby obtained.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform gilt für eine Länge L des aberrometrischen Messsystems entlang der optischen Achse und für den Arbeitsabstand D: L < b·D, wobei b den Wert 1, insbesondere den Wert 0,8 oder den Wert 0,7 oder den Wert 0,6 aufweist.According to a further embodiment, for a length L of the aberrometric measuring system along the optical axis and for the working distance D: L <b · D, where b is 1, in particular 0.8 or 0.7 or 0.6.

Die Länge L des aberrometrischen Messsystems kann definiert werden als der Abstand entlang der optischen Achse zwischen der ersten refraktiven Fläche der Abbildungsoptik und der Bildebene.The length L of the aberrometric measuring system can be defined as the distance along the optical axis between the first refractive surface of the imaging optics and the image plane.

Beispielsweise kann die erste optische Baugruppe die erste refraktive Fläche der Abbildungsoptik umfassen. Insbesondere kann die Länge L des aberrometrischen Messsystems der Abstand entlang der optischen Achse zwischen der Eintrittsfläche der ersten optischen Baugruppe und der Bildebene sein.By way of example, the first optical assembly may comprise the first refractive surface of the imaging optics. In particular, the length L of the aberrometric measuring system may be the distance along the optical axis between the entrance surface of the first optical assembly and the image plane.

Beispielsweise kann die Länge L des aberrometrischen Messsystems geringer sein als 200 mm, insbesondere geringer als 150 mm, 120 mm, 115 mm, 100 m oder 60 mm.For example, the length L of the aberrometric measuring system may be less than 200 mm, in particular less than 150 mm, 120 mm, 115 mm, 100 m or 60 mm.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform gilt für eine Brennweite f1 der ersten optischen Baugruppe und eine Brennweite f2 der zweiten optischen Baugruppe: |f2| ≤ c·f1. wobei c einen Wert von 0,8 aufweist, insbesondere einen Wert von 0,75 oder 0,7.According to a further embodiment, for a focal length f 1 of the first optical subassembly and a focal length f 2 of the second optical subassembly: | f 2 | ≤ c · f 1 . where c has a value of 0.8, in particular a value of 0.75 or 0.7.

Es wird dadurch ein aberrometrisches Messsystem erhalten, bei dem im Verhältnis zur Brennweite der ersten optischen Baugruppe ein großer Arbeitsabstand bereitgestellt werden kann und ferner bei dem bei gegebenem Arbeitsabstand die Länge der Abbildungsoptik gering ist. Dadurch kann ein kompaktes aberrometrisches Messsystem erhalten werden.An aberrometric measuring system is thereby obtained in which a large working distance can be provided in relation to the focal length of the first optical assembly, and furthermore in which the length of the imaging optics is low for a given working distance. As a result, a compact aberrometric measuring system can be obtained.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des aberrometrischen Messsystems liegt ein Brennpunkt der ersten optischen Baugruppe entlang der optischen Achse des Messlichts zwischen der zweiten optischen Baugruppe und der Bildebene.According to a further embodiment of the aberrometric measuring system, a focal point of the first optical assembly lies along the optical axis of the measuring light between the second optical assembly and the image plane.

Insbesondere kann der Brennpunkt der ersten optischen Baugruppe zwischen der Austrittsfläche der zweiten optischen Baugruppe und der Bildebene liegen. In particular, the focal point of the first optical assembly may lie between the exit surface of the second optical assembly and the image plane.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Abbildungsoptik entlang der optischen Achse verschiebbare optische Komponenten auf, die ausgebildet sind, dass sie entlang der optischen Achse verschiebbar sind.According to a further embodiment, the imaging optics have displaceable optical components along the optical axis, which are designed such that they can be displaced along the optical axis.

Die verschiebbaren optischen Komponenten können insbesondere die erste, die zweite und/oder die dritte optische Baugruppe umfassen.The displaceable optical components may in particular comprise the first, the second and / or the third optical assembly.

Die Abbildungsoptik kann so ausgebildet sein, dass die erste optische Baugruppe eine verschiebbare optische Komponente ist und/oder die zweite optische Baugruppe eine verschiebbare optische Komponente ist und/oder die dritte optische Baugruppe eine verschiebbare optische Komponente ist.The imaging optics can be designed so that the first optical assembly is a displaceable optical component and / or the second optical assembly is a displaceable optical component and / or the third optical assembly is a displaceable optical component.

Des Weiteren ist es denkbar, dass die dritte optische Komponente und der Wellenfrontsensor zusammen eine verschiebbare optische Komponente sind.Furthermore, it is conceivable that the third optical component and the wavefront sensor together are a displaceable optical component.

Die verschiebbaren optischen Komponenten der Abbildungsoptik können so ausgebildet sein, dass sie einzeln und unabhängig voneinander entlang der optischen Achse der Abbildungsoptik verschiebbar sind.The displaceable optical components of the imaging optics can be designed so that they are individually and independently displaceable along the optical axis of the imaging optics.

Insbesondere kann die Abbildungsoptik so ausgebildet sein, dass eine Verschiebung der verschiebbaren optischen Komponenten während einer Messung vornehmbar ist. Insbesondere kann dadurch die Fehlsichtigkeit eines Auges kompensiert werden. Beispielsweise kann die Abbildungsoptik einen oder mehrere Aktuatoren aufweisen, die so ausgebildet sind, dass sie die verschiebbaren Komponenten der Abbildungsoptik verschieben.In particular, the imaging optics can be designed such that a displacement of the displaceable optical components during a measurement is vornehmbar. In particular, this can be compensated for the refractive error of an eye. By way of example, the imaging optics can have one or more actuators which are designed such that they displace the displaceable components of the imaging optics.

Eine verschiebbare optische Komponente kann beispielsweise eine Linse, ein Kittglied und/oder einen Spiegel umfassen. Insbesondere kann eine verschiebbare optische Komponente aus einer einzelnen Linse, einem einzelnen Kittglied und/oder einem einzelnen Spiegel bestehen oder aus einer Gruppe von Linsen, Kittgliedern und/oder Spiegeln bestehen.A displaceable optical component may comprise, for example, a lens, a cemented element and / or a mirror. In particular, a displaceable optical component may consist of a single lens, a single cemented element and / or a single mirror or consist of a group of lenses, cemented elements and / or mirrors.

Durch verschiebbar angeordnete optische Komponenten der Abbildungsoptik kann insbesondere eine optische Kompensation der Abbildungsoptik verändert werden. Die optisch Kompensation kann beispielsweise eine Brechkraft, und/oder einen Astigmatismus der Abbildungsoptik umfassen.By displaceably arranged optical components of the imaging optics, in particular an optical compensation of the imaging optics can be changed. The optical compensation may include, for example, a refractive power, and / or an astigmatism of the imaging optics.

Derart kann es möglich sein, dass durch eine Einstellung der optischen Kompensation der Abbildungsoptik die in die Bildebene überführten Wellenfronten im Messbereich des Wellenfrontsensors liegen.In this way, it may be possible that, by adjusting the optical compensation of the imaging optics, the wavefronts transferred to the image plane lie within the measuring range of the wavefront sensor.

Dadurch kann der erforderliche Messbereich des Wellenfrontsensors verringert werden, da selbst bei der Messung stark fehlsichtiger Augen die optische Kompensation der Abbildungsoptik so eingestellt werden kann, dass der Wellenfrontsensor im Wesentlichen eine nicht zu stark deformierte Wellenfront ausmisst, die im Messbereich des Wellenfrontsensors liegt. Insbesondere können dadurch Messungen an stark myopen, hyperopen oder aphaken Augen vorgenommen werden.As a result, the required measuring range of the wavefront sensor can be reduced, since the optical compensation of the imaging optics can be adjusted even in the case of the measurement of severely ill-defined eyes, so that the wavefront sensor substantially measures a wavefront that is not too heavily deformed and lies within the measuring range of the wavefront sensor. In particular, measurements can be made on strongly myopic, hyperopic or aphakic eyes.

Ferner kann der Wellenfrontsensor so ausgebildet sein, entlang der optischen Achse verschiebbar zu sein. Insbesondere kann dadurch die Eintrittsfläche des Wellenfrontsensors so verschiebbar sein, dass sie in der Bildebene der Abbildungsoptik oder im Detektionsbereich anordenbar ist. Beispielsweise kann das aberrometrische Messsystem einen oder mehrere Aktuatoren aufweisen, die so ausgebildet sind, dass sie den Wellenfrontsensor verschieben.Furthermore, the wavefront sensor can be designed to be displaceable along the optical axis. In particular, the entry surface of the wavefront sensor can thereby be displaceable in such a way that it can be arranged in the image plane of the imaging optics or in the detection region. For example, the aberrometric measuring system may include one or more actuators configured to displace the wavefront sensor.

Dies ermöglicht es, bei einer Verschiebung der Bildebene, die beispielsweise durch eine Verschiebung von einer oder mehreren der verschiebbaren optischen Komponenten der Abbildungsoptik verursacht wird, die Eintrittsfläche des Wellenfrontsensors wieder in der Bildebene oder im Detektionsbereich um die Bildebene zu positionieren. Dadurch kann insbesondere ein vergleichsweise flexibles System erhalten werden, mit dem genauere Messungen vorgenommen werden können, als mit einem System mit einer starren Anordnung des Wellenfrontsensors.This makes it possible, with a displacement of the image plane, which is caused for example by a shift of one or more of the displaceable optical components of the imaging optics, to position the entrance surface of the wavefront sensor again in the image plane or in the detection region around the image plane. As a result, in particular, a comparatively flexible system can be obtained with which more accurate measurements can be made than with a system with a rigid arrangement of the wavefront sensor.

Insbesondere kann die Abbildungsoptik so ausgelegt sein, dass die dritte optische Baugruppe und der Wellenfrontsensor entlang der optischen Achse verschiebbar angeordnet sind und ferner ein Pupillenstrahlengang des Messlichts zwischen der zweiten optischen Baugruppe und der dritten optischen Baugruppe parallel zur optischen Achse ausgerichtet ist. Der Pupillenstrahlengang kann hier definiert werden als der Lauf von Lichtstrahlen, die von einem Punkt in der Objektebene ausgehen.In particular, the imaging optics may be designed such that the third optical assembly and the wavefront sensor are displaceably arranged along the optical axis and also a pupil beam path of the measurement light between the second optical assembly and the third optical assembly in parallel aligned with the optical axis. The pupil beam path can be defined here as the passage of light rays emanating from a point in the object plane.

Parallel ausgerichtet kann in diesem Zusammenhang bedeuten, dass die Strahlen des Messlichts parallel oder im wesentlichen parallel zur optischen Achse verlaufen. Je paralleler die Strahlen zur optischen Achse verlaufen, desto geringer kann eine Verschiebung der Bildebene relativ zur Eintrittsfläche des Wellenfrontsensors bei einer Verschiebung der dritten optischen Baugruppe und des Wellenfrontsensors sein.Parallel aligned may mean in this context that the rays of the measuring light are parallel or substantially parallel to the optical axis. The more parallel the rays run to the optical axis, the lower can be a shift of the image plane relative to the entrance surface of the wavefront sensor during a displacement of the third optical assembly and the wavefront sensor.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Abbildungsoptik so ausgebildet, dass eine optische Kompensation der Abbildungsoptik veränderbar ist.According to a further embodiment, the imaging optics is designed such that an optical compensation of the imaging optics is variable.

Eine optische Kompensation der Abbildungsoptik kann insbesondere eine Brechkraft und/oder einen Astigmatismus umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die optische Kompensation auch Abbildungsfehler höherer Ordnung der Abbildungsoptik umfassen.An optical compensation of the imaging optics may include in particular a refractive power and / or an astigmatism. Alternatively or additionally, the optical compensation may also include higher-order aberrations of the imaging optics.

Insbesondere kann es möglich sein, dass durch eine Änderung der optischen Kompensation der Abbildungsoptik erreicht wird, dass Wellenfronten in der Objektebene, die eine kompensierbare Abweichung von der ebenen Wellenfront aufweisen, in vom Wellenfrontsensor messbare Wellenfronten in der Bildebene überführt werden.In particular, it may be possible to achieve, by changing the optical compensation of the imaging optics, that wavefronts in the object plane which have a compensatable deviation from the planar wavefront are converted into wavefronts measurable by the wavefront sensor in the image plane.

Eine durch die Abbildungsoptik kompensierbare Abweichung von der ebenen Wellenfront in der Objektebene kann beispielsweise ein konvergenter oder divergenter Strahlengang des Messlichts sein, der sich durch eine sphärische Fehlsichtigkeit des zu untersuchenden Auges ergibt. Es ist aber auch denkbar, dass die kompensierbare Abweichung zusätzlich oder alternativ einen Astigmatismus und/oder eine andere Fehlsichtigkeit des Auges umfasst.A deviation from the planar wavefront in the object plane which can be compensated by the imaging optics can be, for example, a convergent or divergent beam path of the measurement light, which results from a spherical refractive error of the eye to be examined. However, it is also conceivable that the compensatable deviation additionally or alternatively comprises astigmatism and / or other ametropia of the eye.

Ein Bereich der von der Abbildungsoptik kompensierbaren Abweichung von der ebenen Wellenfront kann beispielsweise sphärische Krümmungen der Wellenfront in der Objektebene in einem Bereich von –10 Dioptrien bis +25 Dioptrien umfassen.For example, a range of the aberration that can be compensated by the imaging optics from the planar wavefront may include spherical curvatures of the wavefront in the object plane in a range of -10 diopters to +25 diopters.

Insbesondere kann der Bereich der von der Abbildungsoptik kompensierbaren Abweichung so sein, dass er die Fehlsichtigkeit von aphaken Augen, also im Wesentlichen einer Krümmung der Wellenfront in der Objektebene von +25 Dioptrien, umfasst.In particular, the range of the deviation that can be compensated by the imaging optics can be such that it comprises the ametropia of aphakic eyes, that is to say essentially a curvature of the wavefront in the object plane of +25 dioptres.

Es kann dadurch ein aberrometrisches Messsystem zur Verfügung gestellt werden, mit dem die Refraktionsfehler des zu untersuchenden Auges zumindest zum Teil kompensierbar sind. Dadurch kann die Abweichung der Wellenfront in der Bildebene von einer ebenen Wellenfront verringert werden. Daher ist beispielsweise bei Augen mit großer Fehlsichtigkeit, d. h. beispielsweise Augen mit großen negativen oder positiven Rezeptwerten der sphärischen Wirkung, die Abbildungsoptik so kompensierbar, dass die Wellenfront in der Bildebene eine Form hat, die im Messbereich des Wellenfrontsensors liegt. Dadurch kann in dem aberrometrischen Messsystem ein Wellenfrontsensor mit einem geringen Messbereich verwendet werden. Wellenfrontsensoren mit einem geringen Messbereich können kostengünstiger sein und/oder eine höhere Empfindlichkeit aufweisen.An aberrometric measuring system can thereby be made available with which the refractive errors of the eye to be examined can be at least partially compensated. As a result, the deviation of the wavefront in the image plane from a planar wavefront can be reduced. Therefore, for example, in eyes with high ametropia, i. H. For example, eyes with large negative or positive recipe values of the spherical effect, the imaging optics compensated so that the wavefront in the image plane has a shape that lies in the measuring range of the wavefront sensor. As a result, a wavefront sensor with a small measuring range can be used in the aberrometric measuring system. Wavefront sensors with a low measurement range can be less expensive and / or have a higher sensitivity.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Abbildungsoptik eine adaptive optische Komponente auf, die so ausgebildet ist, dass eine Brechkraft und/oder eine Aberration der adaptiven optischen Komponente veränderbar ist.According to one embodiment, the imaging optics has an adaptive optical component, which is designed so that a refractive power and / or an aberration of the adaptive optical component is variable.

Die adaptive optische Komponente kann beispielsweise eine Linse, ein Kittglied und/oder ein Spiegel sein. Die adaptive optische Komponente kann aber auch eine Gruppe von Linsen, Kittgliedern und/oder Spiegeln umfassen. Des Weiteren kann die adaptive optische Komponente Alvarez- und/oder Lohmann-Platten aufweisen.The adaptive optical component can be for example a lens, a cemented element and / or a mirror. However, the adaptive optical component may also comprise a group of lenses, cemented elements and / or mirrors. Furthermore, the adaptive optical component may comprise Alvarez and / or Lohmann plates.

Durch eine Änderung der Brechkraft und/oder der Aberration der adaptiven optischen Komponente kann beispielsweise die optische Kompensation der Abbildungsoptik verändert werden.By changing the refractive power and / or the aberration of the adaptive optical component, for example, the optical compensation of the imaging optics can be changed.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die adaptive optische Komponente zumindest zwei Teilkomponenten auf, die so ausgebildet sind, dass durch eine Verlagerung der zumindest zwei Teilkomponenten relativ zueinander in eine Richtung, die in einem Winkel zur optischen Achse, insbesondere senkrecht zur optischen Achse orientiert ist, die optische Kompensation der Abbildungsoptik veränderbar ist.According to a further embodiment, the adaptive optical component has at least two subcomponents which are designed such that by a displacement of the at least two subcomponents relative to one another in a direction which is oriented at an angle to the optical axis, in particular perpendicular to the optical axis optical compensation of the imaging optics is changeable.

Die zwei Teilkomponenten können beispielsweise jeweils eine kubische Fläche aufweisen. Teilkomponenten mit solchen Eigenschaften können beispielsweise Alvarez- oder Lohmann-Linsen sein. Solche Linsen sind beispielsweise beschrieben im Artikel „The Alvarez and Lohmann refractive lenses revisited” von Sergio Barbern, erschienen in der OPTICS EXPRESS, Vol. 17, No. 11, S. 9376 bis 9390 . Die Offenbarung dieses Dokuments wird in die vorliegende Anmeldung durch Inbezugnahme vollumfänglich aufgenommen. For example, the two subcomponents may each have a cubic area. Subcomponents with such properties may be, for example, Alvarez or Lohmann lenses. Such lenses are described for example in the article "The Alvarez and Lohmann refractive lenses revisited" by Sergio Barbern, published in OPTICS EXPRESS, Vol. 11, pp. 9376 to 9390 , The disclosure of this document is fully incorporated into the present application by reference.

Die Verlagerung kann in eine Richtung erfolgen, die in einem Winkel zur optischen Achse geneigt ist. Insbesondere kann die Verlagerung in eine Richtung erfolgen, die senkrecht zur optischen Achse orientiert ist.The displacement may be in a direction inclined at an angle to the optical axis. In particular, the displacement can take place in a direction which is oriented perpendicular to the optical axis.

Vorteilhaferweise kann dadurch eine Abbildungsoptik erhalten werden, wobei eine Anpassung der Brechkraft nicht durch eine Verlagerung von Teilkomponenten entlang der optischen Achse erfolgt. Dadurch ist es möglich, ein aberrometrisches Messsystem mit einer geringen Länge zu erhalten, da entlang der optischen Achse nur ein geringer Verfahrweg bereitgestellt werden muss. Ferner kann der Verfahrweg, beispielsweise bei der Verwendung von Lohmann- oder Alvarez-Linsen viel kürzer sein als ein Verfahrweg, der bei einer Brechwertänderung durch ein Verschieben von Linsen und/oder Kittgliedern entlang der optischen Achse erforderlich wäre um die gleiche Brechwertänderung zu erreichen. Beispielsweise kann bei Lohmann- oder Alvarez-Linsen der Verfahrweg nur wenige Millimeter betragen, um große sphärische Fehlsichtigkeiten eines zu untersuchenden Auges zu kompensieren. Die dafür notwendige Mechanik kann kompakt und leicht gebaut werden. Durch den kurzen Verfahrweg kann ferner die Refraktionsmessung in kurzer Zeit erfolgen, da für das Verfahren nur wenig Zeit erforderlich ist.Advantageously, an imaging optics can thereby be obtained, wherein an adjustment of the refractive power is not effected by a displacement of subcomponents along the optical axis. This makes it possible to obtain an aberrometric measurement system with a short length, since only a small travel path has to be provided along the optical axis. Furthermore, the travel path, for example when using Lohmann or Alvarez lenses, can be much shorter than a travel path which would be required for a change in refractive power due to a displacement of lenses and / or cemented elements along the optical axis in order to achieve the same refractive index change. For example, with Lohmann or Alvarez lenses, the travel can be only a few millimeters in order to compensate for large spherical refractive errors of an eye to be examined. The necessary mechanics can be made compact and lightweight. Due to the short travel distance, the refraction measurement can also be carried out in a short time since only little time is required for the method.

Gemäß einer Ausführungsform weist die adaptive optische Komponente eine variable Flüssiglinse, eine Flüssigkristall-Linse (LC-Linse) und/oder einen adaptiven Spiegel auf.According to one embodiment, the adaptive optical component comprises a variable liquid lens, a liquid crystal lens (LC lens) and / or an adaptive mirror.

Eine Flüssigkristalllinse ist beispielsweise bekannt aus den Dokumenten US 4,795,248 , US 6,317,190 B1 , US 5,617,109 , US 4,909,626 , US 4,781,440 , US 4,190,330 , US 4,572,616 und US 5,815,233 . Die Offenbarung dieser Dokumente wird in die vorliegende Anmeldung durch Inbezugnahme vollumfänglich aufgenommen.A liquid crystal lens is known, for example, from the documents US 4,795,248 . US 6,317,190 B1 . US 5,617,109 . US 4,909,626 . US 4,781,440 . US 4,190,330 . US 4,572,616 and US 5,815,233 , The disclosure of these documents is fully incorporated into the present application by reference.

Variable Flüssiglinsen, welche zur Änderung der Brechkraft eine Änderung einer Form einer Grenzfläche ausnutzen, sind aus US 6,369,954 B1 , CA 2,368,553 und US 4,783,155 bekannt, deren Offenbarung in die vorliegende Anmeldung durch Inbezugnahme vollumfänglich aufgenommen wird.Variable liquid lenses that use a change of a shape of an interface to change the refractive power are out US 6,369,954 B1 . CA 2,368,553 and US 4,783,155 known, the disclosure of which is fully incorporated into the present application by reference.

Ein adaptiver Spiegel kann insbesondere ein deformierbarer Spiegel sein.An adaptive mirror may in particular be a deformable mirror.

Durch den Einsatz von LC-Linsen, variablen Flüssiglinsen und/oder adaptiven Spiegeln kann eine Veränderung der optischen Kompensation der Abbildungsoptik ohne mechanische Verschiebung von Komponenten erfolgen. Dadurch kann ein aberrometrisches Messsystem erhalten werden, das kompakt ist, da keine Verfahrwege erforderlich sind. Dies erlaubt auch die Durchführung von Messungen in kurzer Zeit. Ferner kann dadurch ein leichtes aberrometrisches Messsystem erhalten werden.Through the use of LC lenses, variable liquid lenses and / or adaptive mirrors, a change in the optical compensation of the imaging optics can take place without mechanical displacement of components. As a result, an aberrometric measurement system can be obtained that is compact because no travel paths are required. This also allows the implementation of measurements in a short time. Furthermore, a light aberrometric measuring system can thereby be obtained.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die adaptive optische Komponente in einem Adaptionsbereich entlang der optischen Achse vor der Bildebene angeordnet.According to a further embodiment, the adaptive optical component is arranged in an adaptation region along the optical axis in front of the image plane.

Ist die adaptive optische Komponente in einer Ebene angeordnet, die konjugiert zur Bildebene ist, so beeinflusst eine Änderung der Brechkraft und/oder Aberration der adaptiven optischen Komponente die Position der Bildebne nicht oder nur gering. Ist jedoch die adaptive optische Komponente nicht in einer zur Bildebene konjugierten Ebene angeordnet, so kann eine Änderung der Brechkraft und/oder von Aberrationen der adaptiven optischen Komponente eine Verschiebung der Bildebene zu erwarten. Die Verschiebung kann jedoch umso geringer sein, je näher die adaptive optische Komponente an der Bildebene positioniert ist.If the adaptive optical component is arranged in a plane that is conjugate to the image plane, then a change in the refractive power and / or aberration of the adaptive optical component does not influence the position of the image paths, or only slightly. If, however, the adaptive optical component is not arranged in a plane conjugate to the image plane, then a change in the refractive power and / or aberrations of the adaptive optical component can be expected to shift the image plane. However, the closer the adaptive optical component is positioned to the image plane, the lower the shift.

Der Adaptionsbereich kann so definiert sein, dass bei einer Veränderung der Brechkraft und/oder der Aberration der adaptiven optischen Komponente eine Verschiebung der Position der Bildebene nur so erfolgt, dass der Eintrittsbereich des Wellenfrontsensors im Detektionsbereich um die Bildebene bleibt. Daher kann selbst bei einer Verschiebung der Bildebene durch eine Änderung der Brechkraft und/oder Aberration der adaptiven optischen Komponente die Wellenfront in der Bildebene aus den Daten des Wellenfrontsensors berechnet werden.The adaptation range can be defined such that when the refractive power and / or the aberration of the adaptive optical component changes, the position of the image plane is shifted only so that the entrance region of the wavefront sensor remains in the detection region around the image plane. Therefore, even if the image plane is displaced by a change in refractive power and / or aberration of the adaptive optical component, the wavefront in the image plane can be calculated from the data of the wavefront sensor.

Beispielsweise kann der Adaptionsbereich geringer sein als ein Zehntel, insbesondere ein Fünfzigstel oder ein Hundertstel oder ein Tausendstel des Abstandes entlang der optischen Achse zwischen der Objektebene und der Bildebene. For example, the adaptation range may be less than a tenth, in particular a fiftieth or one hundredth or one thousandth of the distance along the optical axis between the object plane and the image plane.

Beispielsweise kann der Adaptionsbereich geringer sein als 30 mm oder 6 mm oder 3 mm oder 0,3 mm.For example, the adaptation range may be less than 30 mm or 6 mm or 3 mm or 0.3 mm.

Zusätzlich ist es denkbar, dass der Wellenfrontsensor entlang der optischen Achse bewegbar ist. Insbesondere kann der Wellenfrontsensor so bewegbar sein, dass er bei einer Veränderung der Position der Bildebene wieder so angeordnet werden kann, dass der Eingangsbereich des Wellenfrontsensors in der Bildebene oder in einem Detektionsbereich um die Bildebene angeordnet ist.In addition, it is conceivable that the wavefront sensor is movable along the optical axis. In particular, the wavefront sensor can be movable so that, when the position of the image plane changes, it can be arranged again so that the input region of the wavefront sensor is arranged in the image plane or in a detection region around the image plane.

Dadurch wird ein aberrometrisches Messsystem erhalten, das eine flexiblere Positionierung der adaptiven optischen Komponente erlaubt und/oder wobei eine Berechnung der Wellenfront in der Bildebene aus den Daten des Wellenfrontsensors nicht erforderlich ist.As a result, an aberrometric measuring system is obtained, which permits a more flexible positioning of the adaptive optical component and / or wherein a calculation of the wavefront in the image plane from the data of the wavefront sensor is not required.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Abbildungsoptik so ausgebildet dass, ein Strahlengang des Messlichts zumindest eine Zwischenbildebene aufweist, wobei die Zwischenbildebene optisch konjugiert zur Bildebene ist und wobei die adaptive optische Komponente in einem Zwischenbildbereich entlang der optischen Achse um die Zwischenbildebene angeordnet ist.According to a further embodiment, the imaging optics is designed such that a beam path of the measurement light has at least one intermediate image plane, wherein the intermediate image plane is optically conjugate to the image plane and wherein the adaptive optical component is arranged in an intermediate image region along the optical axis about the intermediate image plane.

Insbesondere kann die adaptive optische Komponente entlang der optischen Achse an der Position der Zwischenbildebene angeordnet sein.In particular, the adaptive optical component can be arranged along the optical axis at the position of the intermediate image plane.

Der Zwischenbildbereich kann definiert werden als der Bereich entlang der optischen Achse um die Zwischenbildebene, bei dem die Position der Bildebene bei einer Änderung der Brechkraft und/oder der Aberration der adaptiven optischen Komponente, höchstens so verändert wird, dass die Wellenfront in der Bildebene aus den Messwerten des Wellenfrontsensors berechnet werden kann.The intermediate image area can be defined as the area along the optical axis about the intermediate image plane in which the position of the image plane is changed at a change in the refractive power and / or the aberration of the adaptive optical component, at most so that the wavefront in the image plane of the Measurements of the wavefront sensor can be calculated.

Dadurch bleibt die Wellenfront in der Bildebene auch bei einer Veränderung der Brechkraft und/oder Aberration der adaptiven optischen Komponente aus den Daten des Wellenfrontsensors berechenbar.As a result, the wavefront in the image plane remains calculable from the data of the wavefront sensor even if the refractive power and / or aberration of the adaptive optical component changes.

Beispielsweise kann der Zwischenbildbereich geringer sein als ein Zehntel, insbesondere ein Fünfzigstel oder ein Hundertstel oder ein Tausendstel des Abstandes entlang der optischen Achse zwischen der Objektebene und der Bildebene.For example, the intermediate image area may be less than a tenth, in particular a fiftieth or one hundredth or one thousandth of the distance along the optical axis between the object plane and the image plane.

Beispielsweise kann der Zwischenbildbereich geringer sein als 30 mm oder 6 mm oder 3 mm oder 0,3 mm.For example, the intermediate image area may be smaller than 30 mm or 6 mm or 3 mm or 0.3 mm.

Die Abbildungsoptik kann so ausgebildet sein, dass die Zwischenbildebene zwischen der ersten refraktiven Fläche der Abbildungsoptik und der Bildebene liegt. Insbesondere kann die Abbildungsoptik so ausgelegt sein, dass die Zwischenbildebene entlang der optischen Achse zwischen der zweiten oder dritten optischen Baugruppe und der Bildebene liegt.The imaging optics can be designed such that the intermediate image plane lies between the first refractive surface of the imaging optics and the image plane. In particular, the imaging optics can be designed such that the intermediate image plane lies along the optical axis between the second or third optical assembly and the image plane.

Dadurch wird ein aberrometrisches Messsystem erhalten, bei dem eine Änderung der Brechkraft und/oder Aberration der adaptiven optischen Komponente nur eine geringe Verschiebung der Bildebene zur Folge hat. Daher kann das aberrometrische Messsystem über einen großen Bereich an die Fehlsichtigkeit eines untersuchten Objektes angepasst werden, ohne dass eine aufwendige Positionierung des Wellenfrontsensors erfolgen muss.As a result, an aberrometric measurement system is obtained in which a change in the refractive power and / or aberration of the adaptive optical component results in only a slight shift of the image plane. Therefore, the aberrometric measuring system can be adapted to the defective vision of a tested object over a large range, without the need for elaborate positioning of the wavefront sensor.

Gemäß einer Ausführungsform weist das aberrometrische Messsystem ferner eine Beleuchtungsoptik auf, die dazu ausgelegt ist, Beleuchtungslicht einer Lichtquelle des optischen Messsystems in den Strahlengang des Messlichts über einen Strahlteiler der Beleuchtungsoptik einzukoppeln.According to one embodiment, the aberrometric measuring system further comprises an illumination optical system which is designed to couple illumination light from a light source of the optical measuring system into the beam path of the measurement light via a beam splitter of the illumination optical unit.

Insbesondere kann der Strahlteiler so ausgebildet sein, dass das Beleuchtungslicht auf die Objektebene gelenkt wird.In particular, the beam splitter can be designed so that the illumination light is directed to the object plane.

Ist das zu untersuchende Auge normalsichtig, also emmetrop, so erzeugt eine ebene einfallende Wellenfront, also ein paralleles Strahlenbündel des Beleuchtungslichts, einen punktförmigen Beleuchtungsfleck auf der Retina. Ist das zu untersuchende Auge fehlsichtig, so kann bei einer ebenen einfallenden Wellenfront ein vergrößerter Beleuchtungsfleck auf der Retina erhalten werden. Durch einen vergrößerten Beleuchtungsfleck auf der Retina kann der erforderliche Messbereich des Wellenfrontsensors vergrößert werden und die Messung ungenauer werden.If the eye to be examined is normal, that is to say emmetropic, then a plane incidence wavefront, that is to say a parallel bundle of rays of the illumination light, produces a punctiform illumination spot on the retina. If the eye to be examined is ill-mannered, an enlarged illumination wave on the retina can be obtained with a flat incident wavefront. By an enlarged Illumination spot on the retina, the required measuring range of the wavefront sensor can be increased and the measurement becomes less accurate.

Die Beleuchtungsoptik kann optische Baugruppen, insbesondere Linsen und/oder Kittglieder aufweisen. Die Beleuchtungsoptik kann ferner so ausgebildet sein, dass die Form der Wellenfront des Beleuchtungslichts in der Objektebene veränderbar ist. Zur Veränderung der Form der Wellenfront des Beleuchtungslichts in der Objektebene kann die Beleuchtungsoptik beispielsweise adaptive optische Komponenten aufweisen.The illumination optics can have optical assemblies, in particular lenses and / or cemented components. The illumination optics can also be designed so that the shape of the wavefront of the illumination light in the object plane is variable. To change the shape of the wavefront of the illumination light in the object plane, the illumination optics can have, for example, adaptive optical components.

Der Strahlteiler kann beispielsweise einen Teilerwürfel, eine Teilerplatte und/oder ein Pellicle aufweisen. Ein Pellicle kann eine dünne gespannte Folie aufweisen. Vorteil eines Pellicle ist insbesondere, dass keine oder nur geringe Bildfehler, wie beispielsweise ein Astigmatismus, in den Strahlengang zwischen Auge und Wellenfrontsensor eingeführt werden und in diesem Strahlengang auch keine Reflexionen auftreten. Bei einer Teilerplatte hingegen können beispielsweise Doppelreflexe auftreten. Pellicle sind beispielsweise erhältlich bei der Firma Edmund Optics Inc. in Barrington, NJ, USA.The beam splitter may for example comprise a splitter cube, a splitter plate and / or a pellicle. A pellicle may have a thin strained foil. In particular, the advantage of a pellicle is that no or only slight aberrations, such as, for example, astigmatism, are introduced into the beam path between the eye and the wavefront sensor and no reflections occur in this beam path. In a divider plate, however, for example, double reflexes can occur. Pellicles are available, for example, from Edmund Optics Inc. of Barrington, NJ.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Beleuchtungsoptik so ausgelegt, dass eine sphärische Krümmung einer Wellenfront des Beleuchtungslichts in der Objektebene veränderbar ist.According to a further embodiment, the illumination optical system is designed such that a spherical curvature of a wavefront of the illumination light in the object plane can be changed.

Die sphärische Krümmung der Wellenfront des Beleuchtungslichts in der Objektebene kann insbesondere durch optische Komponenten der Beleuchtungsoptik veränderbar sein.The spherical curvature of the wavefront of the illumination light in the object plane can be variable in particular by optical components of the illumination optics.

Beispielsweise kann der Strahlteiler der Beleuchtungsoptik entlang der optischen Achse verschiebbar sein. Dabei kann der Strahlteiler zwischen der ersten refraktiven Fläche der Abbildungsoptik und der Bildebene angeordnet sein. Insbesondere ist es denkbar, dass der Strahlteiler auf der optischen Achse zwischen der ersten optischen Baugruppe und der Bildebene angeordnet ist. In anderen Worten kann der Strahlteiler auf der optischen Achse zwischen der Austrittsfläche der ersten optischen Baugruppe und der Bildebene angeordnet sein.For example, the beam splitter of the illumination optical system can be displaceable along the optical axis. In this case, the beam splitter can be arranged between the first refractive surface of the imaging optics and the image plane. In particular, it is conceivable that the beam splitter is arranged on the optical axis between the first optical assembly and the image plane. In other words, the beam splitter may be arranged on the optical axis between the exit surface of the first optical assembly and the image plane.

Die sphärische Krümmung der Wellenfront des Beleuchtungslichts in der Objektebene kann insbesondere so geändert werden, dass sich auch bei einem Auge mit einer sphärischen Fehlsichtigkeit ein möglichst kleiner punktförmiger Beleuchtungsfleck auf der Retina ergibt.The spherical curvature of the wavefront of the illumination light in the object plane can in particular be changed such that the smallest possible punctiform illumination spot on the retina results even with an eye with a spherical refractive error.

Zusätzlich oder alternativ ist es denkbar, dass die Bleuchtungsoptik so ausgelegt ist, dass die Wellenfront des Beleuchtungslichts in der Objektebene an einen Astigmatismus oder an eine andere Fehlsichtigkeit des zu untersuchenden Auges so angepasst ist, dass der Beleuchtungsfleck auf der Retina möglichst klein ist.Additionally or alternatively, it is conceivable that the illumination optics is designed so that the wavefront of the illumination light in the object plane is adapted to astigmatism or to another defective vision of the eye to be examined so that the illumination spot on the retina is as small as possible.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das aberrometrische Messsystem einen zweiten Wellenfrontsensor mit einer zweiten Eintrittsfläche auf, wobei die zweite Eintrittsfläche alternativ oder zusätzlich zur Eintrittsfläche des ersten Wellenfrontsensors in der Bildebene angeordnet ist oder anordenbar ist.According to a further embodiment, the aberrometric measuring system has a second wavefront sensor with a second entrance surface, wherein the second entry surface is arranged or can be arranged alternatively or additionally to the entry surface of the first wavefront sensor in the image plane.

Der Wellenfrontsensor und der zweite Wellenfrontsensor können voneinander unterschiedliche Messbereiche aufweisen.The wavefront sensor and the second wavefront sensor may have different measurement ranges from each other.

Durch die Kombination von Wellenfrontsensoren mit unterschiedlichen Messbereichen kann ein Gesamtmessbereich, der sich aus der Kombination der Messbereiche beider Wellenfrontsensoren ergibt, vergrößert werden. Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn die Messbereiche beider Wellenfrontsensoren sich nicht oder nur gering überlappen. Ferner kann ein Wellenfrontsensor mit einem größeren Messbereich kombiniert werden mit einem Wellenfrontsensor mit einem kleinen Messbereich. Beispielsweise kann der Wellenfrontsensor mit dem kleinen Messbereich genauere Messwerte liefern, sodass er dann eingesetzt wird, wenn durch eine Anpassung der Beleuchtungsoptik und/oder der Abbildungsoptik eine Fehlsichtigkeit des zu untersuchenden Auges soweit kompensiert wurde, dass die auf die Bildebene einfallende Wellenfront nur eine sehr geringe Abweichung von einer ebenen Wellenfront aufweist.By combining wavefront sensors with different measuring ranges, a total measuring range, which results from the combination of the measuring ranges of both wavefront sensors, can be increased. This may be the case in particular if the measuring ranges of both wavefront sensors do not overlap or overlap only slightly. Furthermore, a wavefront sensor with a larger measuring range can be combined with a wavefront sensor with a small measuring range. By way of example, the wavefront sensor with the small measuring range can supply more accurate measured values, so that it is used if an ametropia of the eye to be examined has been compensated by adapting the illumination optics and / or the imaging optics to such an extent that the wavefront incident on the image plane is only very small Deviation from a plane wavefront has.

Beispielsweise kann das aberrometrische Messsystem einen ersten und einen zweiten Hartmann-Shack-Sensor aufweisen. Der erste Hartmann-Shack-Sensor kann sich vom zweiten Hartmann-Shack-Sensor durch die Größe der Mikrolinsen und die Anzahl der Mikrolinsen pro Fläche unterscheiden. Der Hartmann-Shack-Sensor mit den größeren Mikrolinsen und der geringeren Mikrolinsenanzahl pro Fläche kann zur Grobabschätzung der Krümmung der Wellenfront dienen. Mit dieser Information kann die Fokusverteilung des Hartmann-Shack-Sensors mit den kleineren Mikrolinsen und der größeren Anzahl an Mikrolinsen pro Fläche analysiert und ausgewertet werden.For example, the aberrometric measuring system may have a first and a second Hartmann-Shack sensor. The first Hartmann Shack sensor may differ from the second Hartmann Shack sensor in terms of the size of the microlenses and the number of microlenses per area. The Hartmann Shack sensor with the larger microlenses and the smaller number of microlenses per surface can be used to roughly estimate the curvature of the wavefront. With this information, the focus distribution of the Hartmann-Shack sensor with the smaller microlenses and the larger number of microlenses per area can be analyzed and evaluated.

Dadurch kann dadurch ein großer Messbereich auch ohne eine Veränderung optischen Kompensation der Abbildungsoptik erreicht werden. As a result, a large measuring range can be achieved even without a change in optical compensation of the imaging optics.

Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass der Wellenfrontsensor und der zweite Wellenfrontsensor Sensoren unterschiedlichen Typs sind. Beispielsweise kann der erste Wellenfrontsensor ein Hartmann-Shack-Sensor sein und der zweite Wellenfrontsensor ein Talbot-Moiré Sensor sein.Alternatively or additionally, it is conceivable that the wavefront sensor and the second wavefront sensor are sensors of different types. For example, the first wavefront sensor may be a Hartmann-Shack sensor and the second wavefront sensor may be a Talbot-Moire sensor.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Wellenfrontsensor einen Hartmann-Shack-Sensor auf.According to a further embodiment, the wavefront sensor has a Hartmann-Shack sensor.

Ein Durchmesser eines Mikrolinsenarrays des Hartmann-Shack-Sensors kann insbesondere größer als 3,5 mm, oder größer als 4 mm oder größer oder gleich 4,6 mm sein.A diameter of a microlens array of the Hartmann-Shack sensor may in particular be greater than 3.5 mm, or greater than 4 mm or greater or equal to 4.6 mm.

Ferner kann der Wellenfrontsensor einen optically-binned Shack-Hartmann-Sensor aufweisen. Ein optically-binned Shack-Hartmann-Sensor weist einen Strahlteiler, zwei Zylinderlinsenarrays, sowie zwei Bildsensoren auf. Auf den Sensoren erhält man Fokuslinien, die je nach Krümmung der einfallenden Wellenfront zu gekrümmten Linien auf den Bildsensoren führen.Furthermore, the wavefront sensor may include an optically-binned Shack-Hartmann sensor. An optically-binned Shack-Hartmann sensor has a beam splitter, two cylindrical lens arrays, and two image sensors. On the sensors, focus lines are obtained which, depending on the curvature of the incident wavefront, lead to curved lines on the image sensors.

Opticall-binned Shack-Harmann-Sensoren sind beispielsweise beschrieben im Artikel „Shack-Hartmann sensor improvement using optically binning” von A. Basden et al., erschienen in Applied Optics 46 (2007) Seiten 6136–6141 . Die Offenbarung dieses Dokuments wird in die vorliegende Anmeldung durch Inbezugnahme vollumfänglich aufgenommen.Opticall-binned Shack-Harmann sensors are described for example in the article "Shack-Hartmann sensor improvement using optically binning" by A. Basden et al., Published in Applied Optics 46 (2007) pages 6136-6141 , The disclosure of this document is fully incorporated into the present application by reference.

Durch einen optically-binned Shack-Hartmann-Sensor kann ein Wellensensor mit einem großen Messbereich bereitgestellt.An optically-binned Shack-Hartmann sensor provides a shaft sensor with a wide measuring range.

Ferner wird gemäß einer weiteren Ausführungsform ein optisches Messsystem bereitgestellt, aufweisend:
ein aberrometrisches Messsystem gemäß einer der vorangehenden Ausführungsformen,
ein Mikroskopiesystem, das eine zweite Abbildungsoptik aufweist, wobei die zweite Abbildungsoptik zumindest ein Okular umfasst und/oder wobei die zweite Abbildungsoptik die Objektebene auf zumindest einen elektronischen Bildsensor abbildet.
Furthermore, according to another embodiment, an optical measuring system is provided, comprising:
an aberrometric measuring system according to one of the preceding embodiments,
a microscopy system having a second imaging optics, wherein the second imaging optics comprises at least one eyepiece and / or wherein the second imaging optics images the object plane on at least one electronic image sensor.

Die zweite Abbildungsoptik kann insbesondere so ausgebildet sein, dass durch einen Betrachter über die Okulare ein vergrößertes Bild der Objektebene beobachtbar ist und/oder dass durch den Bildsensor ein vergrößertes Bild der Objektebene aufnehmbar ist.The second imaging optics can in particular be designed such that an enlarged image of the object plane can be observed by a viewer via the eyepieces and / or that an enlarged image of the object plane can be recorded by the image sensor.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das optische Messsystem so ausgebildet, dass die Abbildungsoptik des aberrometrischen Messsystems und die zweite Abbildungsoptik eine gemeinsame optische Komponente aufweisen.According to a further embodiment, the optical measuring system is designed so that the imaging optics of the aberrometric measuring system and the second imaging optics have a common optical component.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die vorstehenden sowie weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung werden durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen noch deutlicher hervorgehen. Es wird betont, dass nicht alle möglichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung notwendigerweise alle oder einige der hier angegebenen Vorteile erzielen.The foregoing and other advantageous features of the invention will become more apparent from the following detailed description of the exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. It is emphasized that not all possible embodiments of the present invention necessarily achieve all or some of the advantages indicated herein.

1 zeigt schematisch den Aufbau eines aberrometrischen Messsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; 1 shows schematically the construction of an aberrometric measuring system according to an embodiment of the invention;

2 zeigt schematisch Strahlengänge gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; 2 schematically shows beam paths according to an embodiment of the invention;

3 zeigt schematisch den Aufbau eines aberrometrischen Messsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; 3 shows schematically the construction of an aberrometric measuring system according to an embodiment of the invention;

4 zeigt schematisch den Aufbau eines aberrometrischen Messsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; 4 shows schematically the construction of an aberrometric measuring system according to an embodiment of the invention;

5 zeigt schematisch den Aufbau eines aberrometrischen Messsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; 5 shows schematically the construction of an aberrometric measuring system according to an embodiment of the invention;

6 zeigt schematisch die Funktionsweise einer adaptiven optischen Komponente gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; 6 schematically shows the operation of an adaptive optical component according to an embodiment of the invention;

7 zeigt schematisch den Aufbau eines aberrometrischen Messsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; 7 shows schematically the construction of an aberrometric measuring system according to an embodiment of the invention;

8 zeigt schematisch den Aufbau eines aberrometrischen Messsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und 8th shows schematically the construction of an aberrometric measuring system according to an embodiment of the invention; and

9 zeigt schematisch den Aufbau eines optischen Messsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 9 schematically shows the structure of an optical measuring system according to an embodiment of the invention.

Detaillierte Beschreibung der AusführungsformenDetailed description of the embodiments

In den nachfolgend beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen sind Merkmale, die sich in Funktion und Aufbau ähneln, soweit möglich mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen. Um die Merkmale einer bestimmten Komponente einer bestimmten Ausführungsform zu verstehen, sollten daher die Beschreibung anderer Ausführungsformen und die Zusammenfassung der Erfindung berücksichtigt werden.In the exemplary embodiments described below, features that are similar in function and construction are provided with the same or similar reference numbers as possible. Therefore, to understand the features of a particular component of a particular embodiment, the description of other embodiments and the summary of the invention should be considered.

1 zeigt zwei Strahlengänge 1-1 und 1-2 eines aberrometrischen Messsystems 1. Durch das aberrometrische Messsystem 1 wird eine Objektebene 10 in eine Bildebene 20 abgebildet. Die Objektebene 10 und die Bildebene 20 bilden daher optisch konjugierte Ebenen. Dies ist insbesondere im Strahlengang 1-2 ersichtlich. Strahlengang 1-2 zeigt den Verlauf von Strahlen, die von einem Punkt 52 in der Objektebene 10 ausgehen. Dieser Strahlengang wird als Pupillenstrahlengang bezeichnet. Wie der Strahlengang 1-2 zeigt, werden die Strahlen, die von dem Punkt 52 in der Objektebene 10 ausgehen, in einem Punkt 53 in der Bildebene 20 vereinigt. Daher ist die Bildebene 20 zur Objektebene eine optisch konjugierte Ebene. 1 shows two beam paths 1-1 and 1-2 of an aberrometric measuring system 1 , By the aberrometric measuring system 1 becomes an object plane 10 into an image plane 20 displayed. The object plane 10 and the picture plane 20 therefore form optically conjugate planes. This can be seen in particular in the beam path 1-2. Beam path 1-2 shows the course of rays coming from a point 52 in the object plane 10 out. This beam path is referred to as a pupil beam path. As the ray path 1-2 shows, the rays coming from the point 52 in the object plane 10 go out, in one point 53 in the picture plane 20 united. Therefore, the picture plane 20 to the object plane an optically conjugate plane.

Strahlengang 1-1 der 1 zeigt einen Wellenfrontenstrahlengang einer vom Auge 90 eben emittierten Wellenfront 50. Die Abbildungsoptik 30 führt die ebene Wellenfront 50 in der Objektebene 10 über in eine ebene Wellenfront 51 in der Bildebene 20. In anderen Worten ist die Abbildungsoptik 30 ein afokales System.Beam path 1-1 of the 1 shows a wavefront beam path one of the eye 90 just emitted wavefront 50 , The imaging optics 30 leads the plane wave front 50 in the object plane 10 into a plane wave front 51 in the picture plane 20 , In other words, the imaging optics 30 an afocal system.

Alternativ ist es auch denkbar, dass eine ebene Wellenfront 50 in der Objektebene 10 in eine nichtebene, insbesondere gekrümmte, Wellenfront in der Bildebene 20 übergeführt wird.Alternatively, it is also conceivable that a plane wavefront 50 in the object plane 10 into a non-planar, in particular curved, wavefront in the image plane 20 is transferred.

Ein Auge 90 ist zur Messung so in der Objektebene 10 angeordnet, dass der vordere Bereich der Hornhaut 93 in der Objektebene 10 des aberrometrischen Messsystems 1 liegt.An eye 90 is for measuring in the object plane 10 arranged that the front area of the cornea 93 in the object plane 10 of the aberrometric measuring system 1 lies.

Das Auge 90 wird beleuchtet, dass auf der Retina 91 ein Punktförmiger Beleuchtungsfleck 92 entsteht. Beleuchtungslicht wird durch eine Beleuchtungsoptik in den Strahlengang des Messlichts über einen Strahlteiler 41 eingekoppelt. In der 1 ist nur der Strahlteiler 41 der Beleuchtungsoptik in den Strahlengängen schematisch gezeigt.The eye 90 it is illuminated on the retina 91 a dot-shaped illumination spot 92 arises. Illuminating light is transmitted through an optical illumination system into the beam path of the measuring light via a beam splitter 41 coupled. In the 1 is just the beam splitter 41 the illumination optics shown schematically in the beam paths.

Ist der Beleuchtungsfleck 92 auf der Retina 91 ideal punktförmig so emittiert ein ideal normalsichtiges, also emmetropes Auge ebene Wellenfronten 50. Die Wellenfronten 50 werden durch die Abbildungsoptik 30 auf die Bildebene 20 abgebildet. An der Bildebene 20 ist eine Eintrittsfläche 61 eines Wellenfrontsensors 60 angeordnet. Der Wellenfrontsensor 60 misst die einfallende Wellenfront 51.Is the lighting spot 92 on the retina 91 ideally punctiform, an ideally normal-sighted, ie emmetropic, eye emits plane wavefronts 50 , The wavefronts 50 be through the imaging optics 30 on the picture plane 20 displayed. At the picture plane 20 is an entrance area 61 a wavefront sensor 60 arranged. The wavefront sensor 60 measures the incident wave front 51 ,

Die Abbildungsoptik 30 weist einen Abbildungsmaßstab β auf. Der Abbildungsmaßstab kann definiert werden als das Verhältnis zwischen der Größe eines abgebildeten Gegenstandes I und dessen realer Größe O: β = I / O The imaging optics 30 has a magnification β. The magnification can be defined as the ratio between the size of an imaged object I and its real size O: β = I / O

Die Abbildungsoptik 30 bildet die Wellenfront 50, die durch den Durchmesser der Pupille P des Auges 90 in ihrer Ausdehnung senkrecht zur optischen Achse begrenzt ist, in eine Wellenfront in der Bildebene 20 mit einem Durchmesser βP ab.The imaging optics 30 forms the wavefront 50 passing through the diameter of the pupil P of the eye 90 is limited in its extension perpendicular to the optical axis, in a wavefront in the image plane 20 with a diameter βP.

Weist die Pupille des Auges 90 und damit die Wellenfront 50 einen Durchmesser P von beispielsweise 7 mm auf, so hat die Wellenfront 51 in der Bildebene einen Durchmesser von 4,6 mm. Die Eintrittsfläche 61 des Wellenfrontsensors 60 kann so groß gewählt sein, dass sie den ganzen Durchmesser βP der Wellenfront 51 messen kann. Der Wellenfrontsensor 60 kann daher beispielsweise eine Eintrittsfläche 61 aufweisen, die zumindest einen Durchmesser von 4,6 mm hat. Indicates the pupil of the eye 90 and with it the wavefront 50 a diameter P of, for example, 7 mm, so does the wavefront 51 in the image plane, a diameter of 4.6 mm. The entrance area 61 of the wavefront sensor 60 can be chosen so large that they have the full diameter βP of the wavefront 51 can measure. The wavefront sensor 60 Therefore, for example, an entrance surface 61 having at least a diameter of 4.6 mm.

Ist das Auge nicht normalsichtig, also nicht emmetrop, so kann die aus der Pupille austretende Wellenfront von einer ebenen Wellenfront abweichen. Weist das Auge 90 nur eine sphärische Fehlsichtigkeit auf, so tritt aus der Pupille des Auges 90 eine sphärisch gekrümmte Wellenfront aus. Die Abbildungsoptik 30 kann so ausgebildet sein, dass die sphärische gekrümmte Wellenfront in der Objektebene 10 in eine sphärisch gekrümmte Wellenfront in der Bildebene 20 übergeführt wird.If the eye is not normal-sighted, ie not emmetropic, then the wavefront emerging from the pupil may deviate from a plane wavefront. Indicates the eye 90 only a spherical refractive error occurs, so exits the pupil of the eye 90 a spherically curved wavefront. The imaging optics 30 may be configured such that the spherical curved wavefront in the object plane 10 into a spherically curved wavefront in the image plane 20 is transferred.

Ist die Abbildungsoptik 30, wie im Strahlengang 1-1 gezeigt, als afokales System ausgebildet, so besteht zwischen der Krümmung der Wellenfront in der Objektebene φ0 und der Krümmung der Wellenfront in der Bildebene φ1 der Zusammenhang: φI = φ₀ / β². Is the imaging optics 30 , as shown in the beam path 1-1, formed as an afocal system, there is the relationship between the curvature of the wavefront in the object plane φ 0 and the curvature of the wavefront in the image plane φ 1 : φ I = φ₀ / β².

Die Krümmungen der Wellenfronten werden hierbei in Dioptrien gemessen.The curvatures of the wavefronts are measured here in diopters.

Ein geringer Abbildungsmaßstab β hat daher den Nachteil, dass die in der Eintrittsfläche 61 des Wellenfrontsensors 60 auftretende sphärische Krümmung der Wellenfront φI bei einer hohen sphärischen Fehlsichtigkeit des Auges 90 sehr groß werden kann, sodass ein großer Messbereich des Wellenfrontsensors 60 erforderlich wird.A small magnification β therefore has the disadvantage that in the entrance surface 61 of the wavefront sensor 60 occurring spherical curvature of the wavefront φ I at a high spherical refractive error of the eye 90 can be very large, so a large measuring range of the wavefront sensor 60 is required.

Wenn beispielsweise der Abbildungsmaßstab der Abbildungsoptik 30 einen Wert von β = 0,65 aufweist und ferner Augen mit einer Fehlsichtigkeit untersucht werden sollen, bei denen die sphärischen Krümmungen in der Objektebene Werte zwischen –10 Dioptrien, also einer Myopie, und 25 Dioptrien, also einem aphaken Auge, aufweisen, ergibt sich ein erforderlicher Messbereich des Wellenfrontsensors 60 von –27,8 Dioptrien bis +69,5 Dioptrien.For example, if the magnification of the imaging optics 30 has a value of β = 0.65 and further eyes are to be examined with a defective vision, in which the spherical curvatures in the object plane values between -10 diopters, ie a myopia, and 25 diopters, ie an aphakic eye, shows a required measuring range of the wavefront sensor 60 from -27.8 diopters to +69.5 dioptres.

Um mit einem Wellenfrontsensor 60 zu arbeiten, der einen geringen Messbereich aufweist, ist es daher von Vorteil, die Abbildungsoptik 30 so auszubilden, dass ihr Abbildungsmaßstab β nicht zu gering ist. Auf der anderen Seite kann sich eine obere Grenze für die Größe des Abbildungsmaßstabes β durch die Größe der Eintrittsfläche 61 von erhältlichen Wellenfrontsensoren 60 begrenzt sein.To work with a wavefront sensor 60 To work, which has a low measurement range, it is therefore advantageous, the imaging optics 30 so that their magnification β is not too small. On the other hand, an upper limit to the size of the image scale β may be due to the size of the entrance surface 61 from available wavefront sensors 60 be limited.

Die Abbildungsoptik 30 weist eine erste optische Baugruppe 31, eine zweite optische Baugruppe 32 und eine dritte optische Baugruppe 33 auf. Die erste, zweite und dritte optische Baugruppe 31, 32, 33 sind entlang einer optischen Achse (OA) hintereinander angeordnet.The imaging optics 30 has a first optical assembly 31 , a second optical assembly 32 and a third optical assembly 33 on. The first, second and third optical assemblies 31 . 32 . 33 are arranged one behind the other along an optical axis (OA).

In dem in der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist eine Brennweite f1 einer ersten optischen Baugruppe 31 einen Wert von 50 mm auf. Eine Brennweite f2 der zweiten optischen Baugruppe 32, die eine negative Feldlinse ist, beträgt –35 mm. Die Brennweite der dritten optischen Baugruppe 32 beträgt 40 mm.In the in the 1 embodiment shown has a focal length f 1 of a first optical assembly 31 a value of 50 mm. A focal length f 2 of the second optical assembly 32 , which is a negative field lens, is -35 mm. The focal length of the third optical assembly 32 is 40 mm.

Der Abbildungsmaßstab β des in der 1 gezeigten aberrometrischen Messsystems 1 beträgt 0,65. Der Abstand D zwischen der Objektebene 10 und der ersten optischen Baugruppe 31 beträgt 196 mm. Ferner hat das aberrometrische Messsystem 1 entlang der optischen Achse OA zwischen der ersten optischen Baugruppe 31 und der Bildebene 20 eine Länge L von 115 mm.The magnification β in the 1 shown aberrometric measuring system 1 is 0.65. The distance D between the object plane 10 and the first optical assembly 31 is 196 mm. Furthermore, the aberrometric measuring system has 1 along the optical axis OA between the first optical assembly 31 and the picture plane 20 a length L of 115 mm.

Folglich ist in dem Ausführungsbeispiel der Abstand D um einen Faktor 3,92 größer als die Brennweite f1 der ersten optischen Baugruppe. Ferner ist die Länge des aberrometrischen Messsystems L kleiner als der Abstand D multipliziert mit 0,59.Consequently, in the embodiment, the distance D is greater by a factor of 3.92 than the focal length f 1 of the first optical assembly. Furthermore, the length of the aberrometric measuring system L is smaller than the distance D multiplied by 0.59.

Des Weiteren beträgt der Betrag der Brennweite der zweiten optischen Baugruppe f2 das 0,7 fache der Brennweite der ersten optischen Baugruppe f1.Furthermore, the amount of the focal length of the second optical assembly f 2 is 0.7 times the focal length of the first optical assembly f 1 .

Daher stellt das aberrometrische Messsystem 1 gemäß 1 ein aberrometrisches Messsystem dar, das einen großen Arbeitsabstand D bei kleiner Länge L der Abbildungsoptik 30 aufweist.Therefore, the aberrometric measuring system represents 1 according to 1 an aberrometric measuring system that has a large working distance D at a small length L of the imaging optics 30 having.

Der Wellenfrontsensor 60 kann als Hartmann-Shack-Sensor so ausgebildet sein. Bei einem Hartmann-Shack-Sensor kann ein Mikrolinsenarray die Eintrittsfläche 61 bilden. Ein Hartmann-Shack-Sensor mit einem Durchmesser des Mikrolinsenarrays von 4,6 mm wird beispielsweise von der Firma OPTOCRAFT in Erlangen, Deutschland, unter dem Modellnamen ”SHSCam BR” vertrieben. The wavefront sensor 60 can be designed as a Hartmann-Shack sensor. In a Hartmann Shack sensor, a microlens array can be the entrance surface 61 form. A Hartmann-Shack sensor with a diameter of the microlens array of 4.6 mm is sold for example by the company OPTOCRAFT in Erlangen, Germany, under the model name "SHSCam BR".

Der Wellenfrontsensor 60 in dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eines aberrometrischen Messsystems 1 kann beispielsweise einen Messbereich aufweisen, dass selbst bei stark sphärisch fehlsichtigen oder aphaken Augen keine Anpassung der Brechkraft der Abbildungsoptik 30 vorgenommen werden muss. Dadurch kann ein aberrometrisches Messsystem 1 erhalten werden, dass einfach und kostengünstig im Aufbau ist. Ferner erlaubt ein solches System schnelle Messungen, da keine Verschiebung von optischen Komponenten der Abbildungsoptik 30 erforderlich ist, um die Brechkraft der Abbildungsoptik 30 anzupassen.The wavefront sensor 60 in the in the 1 illustrated embodiment of an aberrometric measuring system 1 For example, it may have a measuring range that does not adapt the refractive power of the imaging optics, even in the case of strongly spherical-looking or aphakic eyes 30 must be made. This can be an aberrometric measurement system 1 be obtained that is simple and inexpensive in construction. Furthermore, such a system allows fast measurements, since no displacement of optical components of the imaging optics 30 is necessary to the refractive power of the imaging optics 30 adapt.

Der Pupillenstrahlengang 1-2 zeigt, dass die Bildebene 20 die einzige Ebene im Strahlengang des Messlichts ist, die optisch konjugiert zur Objektebene 10 ist. Alternativ ist es jedoch auch denkbar, dass die Abbildungsoptik 30 so ausgebildet ist, dass der Strahlengang des Messlichts eine oder mehrere zusätzliche Zwischenebenen aufweist, die zur Objektebene 10 und Bildebene 20 optisch konjugiert sind.The pupil beam 1-2 shows that the image plane 20 the only plane in the beam path of the measuring light is the optical conjugate to the object plane 10 is. Alternatively, however, it is also conceivable that the imaging optics 30 is formed so that the beam path of the measuring light has one or more additional intermediate planes, which are the object plane 10 and image plane 20 are optically conjugated.

Wie der Strahlengang 1-2 ferner zeigt, ist die Eintrittsfläche 61 des Wellenfrontsensors 60 in einem Detektionsbereich (DR) um die Bildebene 20 angeordnet. Ist die Eintrittsfläche 61 nicht exakt auf der Bildebene 20 angeordnet, jedoch innerhalb des Detektionsbereiches DR, so kann die Wellenfront in der Bildebene 20 dennoch aus Daten des Wellenfrontsensors 60 berechnet werden. In anderen Worten ist die Wellenfront in der Bildebene 20 aus Messdaten innerhalb des Detektionsbereiches DR berechenbar.As the beam path 1-2 further shows, the entrance surface is 61 of the wavefront sensor 60 in a detection area (DR) around the image plane 20 arranged. Is the entrance area 61 not exactly on the picture plane 20 arranged, but within the detection range DR, so can the wavefront in the image plane 20 nevertheless from data of the wavefront sensor 60 be calculated. In other words, the wavefront is in the image plane 20 calculated from measured data within the detection range DR.

Das aberrometrische Messsystem 1 kann ferner Streulichtblenden zu Reduktion von Falschlicht aufweisen. Ferner kann das aberrometrische Messsystem 1 Linsen und/oder diffraktive optische Elemente aufweisen. Dadurch können beispielsweise Aberrationen, die von optischen Elementen des Wellenfrontsensors erzeugt werden, verringert werden.The aberrometric measuring system 1 may also have stray light curtains for reduction of stray light. Furthermore, the aberrometric measuring system 1 Have lenses and / or diffractive optical elements. As a result, for example, aberrations generated by optical elements of the wavefront sensor can be reduced.

Ferner ist es denkbar, dass im Strahlengang des Messlichts des aberrometrischen Messsystems 1, zwischen der Objektebene 10 einer ersten refraktiven Fläche 35 der Abbildungsoptik 30 brechkraftlose Elemente 63 angeordnet sind. Beispiele für solche brechkraftlose Elemente können sein: Planplatten, Umlenkspiegel und λ/4-Platten.Furthermore, it is conceivable that in the beam path of the measuring light of the aberrometric measuring system 1 , between the object plane 10 a first refractive surface 35 the imaging optics 30 no-frills elements 63 are arranged. Examples of such powerless elements may be: plane plates, deflecting mirrors and λ / 4 plates.

2 zeigt Strahlengänge 2-1 bis 2-6, die eine Überführung von Wellenfronten von der Objektebene 10 in die Bildebene 20 durch die Abbildungsoptik 30 darstellen, wobei die Wellenfronten in der Objektebene 10 unterschiedliche sphärische Krümmungen aufweisen. 2 shows beam paths 2-1 to 2-6, which is a transfer of wavefronts from the object plane 10 into the picture plane 20 through the imaging optics 30 represent, with the wavefronts in the object plane 10 have different spherical curvatures.

Eine Abweichung der Wellenfront von einer ebenen Welle in der Objektebene 10, kann sich beispielsweise daraus ergeben, dass das Auge nicht normalsichtig ist. Die in der 2 gezeigten Strahlengänge entsprechen sphärischen Krümmungen der Wellenfront in der Objektebene 10 wie folgt: Strahlengang Sphärische Krümmung der Wellenfront in der Objektebene 2-1 –7,5 Dioptrien 2-2 0 Dioptrien 2-3 5 Dioptrien 2-4 10 Dioptrien 2-5 25 Dioptrien A deviation of the wavefront from a plane wave in the object plane 10 , may, for example, result from the fact that the eye is not normally sighted. The in the 2 shown beam paths correspond to spherical curvatures of the wavefront in the object plane 10 as follows: beam path Spherical curvature of the wavefront in the object plane 2-1 -7.5 dioptres 2-2 0 dioptres 2-3 5 dioptres 2-4 10 dioptres 2-5 25 dioptres

Zum Vergleich zeigt der Strahlengang 2-6 zeigt wiederum den Pupillenstrahlengang wie im Strahlengang 1-2.For comparison, the beam path 2-6 again shows the pupil beam path as in the beam path 1-2.

Wie in den Strahlengängen 2-1, 2-3, 2-4 und 2-5 gezeigt ist, werden Wellenfronten mit einer sphärischen Krümmung φ0 in der Objektebene 10 in eine Wellenfront mit einer Krümmung φI in der Bildebene 10 abgebildet.As shown in the beam paths 2-1, 2-3, 2-4 and 2-5, wavefronts having a spherical curvature φ 0 in the object plane 10 into a wavefront with a curvature φ I in the image plane 10 displayed.

3 zeigt eine mögliche Anordnung einer Beleuchtungsoptik 40, des aberrometrischen Messsystems 1. Ferner zeigt 3 eine alternative oder zusätzliche Anordnung der Beleuchtungsoptik 40'. 3 shows a possible arrangement of a lighting optical system 40 , the aberrometric measuring system 1 , Further shows 3 an alternative or additional arrangement of the illumination optics 40 ' ,

Das Licht einer Lichtquelle 80 des aberrometrischen Messsystems 1 wird auf den Strahlteiler 41 der Beleuchtungsoptik 40 geführt und von dort auf die Objektebene 10 gelenkt. Die Beleuchtungsoptik 40 kann optische Baugruppen 42 aufweisen. The light of a light source 80 of the aberrometric measuring system 1 is on the beam splitter 41 the illumination optics 40 guided and from there to the object level 10 directed. The illumination optics 40 can be optical assemblies 42 exhibit.

Das Beleuchtungslicht, das vom Strahlteiler 41 auf die Objektebene 10 gelenkt wird, kann durch die optische Baugruppe 42 der Beleuchtungsoptik 40 so fokussiert sein, dass die Retina 91 des Auges 90 so beleuchtet wird, dass der Beleuchtungspunkt 92 auf der Retina 91 einen möglichst kleinen Durchmesser aufweist. Ein kleiner Beleuchtungspunkt 92 auf der Retina 91 führt dazu, dass für den Wellenfrontsensor 60 ein geringer Messbereich erforderlich ist und die Messung mit höherer Präzision durchgeführt werden kann.The illumination light coming from the beam splitter 41 to the object level 10 can be steered through the optical assembly 42 the illumination optics 40 be so focused that the retina 91 of the eye 90 is illuminated so that the illumination point 92 on the retina 91 has the smallest possible diameter. A small lighting spot 92 on the retina 91 leads to that for the wavefront sensor 60 a small measuring range is required and the measurement can be performed with higher precision.

Der Strahlteiler 41 der Beleuchtungsoptik 40 ist zwischen der ersten refraktiven Fläche 35 der Abbildungsoptik 30 und der Objektebene 10 angeordnet. Es ist dabei denkbar, dass auch noch weitere optische Elemente zwischen der ersten refraktiven Fläche 35 der Abbildungsoptik 30 und der Objektebene 10 angeordnet sind. Beispielsweise kann zusätzlich ein brechkraftloses Element 63, wie eine λ/4-Platte zwischen der ersten refraktiven Fläche 35 und der Objektebene 10 angeordnet sein.The beam splitter 41 the illumination optics 40 is between the first refractive surface 35 the imaging optics 30 and the object plane 10 arranged. It is conceivable that even further optical elements between the first refractive surface 35 the imaging optics 30 and the object plane 10 are arranged. For example, in addition a non-refractive element 63 such as a λ / 4 plate between the first refractive surface 35 and the object plane 10 be arranged.

Vorteilhaft bei der Anordnung des Strahlteilers 41 der Beleuchtungsoptik 40 vor der ersten refraktiven Fläche 35 der Abbildungsoptik 30 ist, dass keine Einfachreflexe von Beleuchtungslicht an den Wirkflächen der Abbildungsoptik 30 entstehen können, die in den Wellenfrontsensor 60 gelangen und das Messergebnis verfälschen können.Advantageous in the arrangement of the beam splitter 41 the illumination optics 40 in front of the first refractive surface 35 the imaging optics 30 is that no simple reflections of illumination light on the active surfaces of the imaging optics 30 can arise in the wavefront sensor 60 and falsify the measurement result.

Alternativ oder zusätzlich kann das aberrometrische Messsystem 1 eine Beleuchtungsoptik 40' umfassen, die Beleuchtungslicht einer Lichtquelle 80' zwischen der ersten refraktiven Fläche 35 und der Bildebene 20 über einen Strahlteiler 40' in den Strahlengang des Messlichts einkoppelt.Alternatively or additionally, the aberrometric measuring system 1 an illumination optics 40 ' include, the illumination light of a light source 80 ' between the first refractive surface 35 and the picture plane 20 via a beam splitter 40 ' coupled into the beam path of the measuring light.

Die Beleuchtungsoptik 40' kann eine optische Baugruppe 42' aufweisen. Die Beleuchtungsoptik 40', die Lichtquelle 80' und der Strahlteiler 41' können entlang der optischen Achse OA der Abbildungsoptik 30 verschiebbar sein. Die Verschiebbarkeit ist in der 3 mit dem Doppelpfeil V schematisch angedeutet. Durch eine Verschiebung der Beleuchtungsoptik 40' entlang der optischen Achse OA kann insbesondere die sphärische Krümmung der auf die Objektebene 10 einfallenden Wellenfront verändert werden. Dadurch kann auch bei sphärisch fehlsichtigen Augen erreicht werden, dass die Retina 91 in einem möglichst kleinen Punkt 92 beleuchtet wird.The illumination optics 40 ' can be an optical assembly 42 ' exhibit. The illumination optics 40 ' , the light source 80 ' and the beam splitter 41 ' can along the optical axis OA of the imaging optics 30 be displaceable. The displacement is in the 3 indicated schematically by the double arrow V. By shifting the illumination optics 40 ' along the optical axis OA can in particular the spherical curvature of the object plane 10 incident wave front to be changed. As a result, it can be achieved even in spherically defective eyes that the retina 91 in as small a spot as possible 92 is illuminated.

4 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines aberrometrischen Messsystems 1a dar. Das aberrometrische Messsystem 1a weist eine Abbildungsoptik 30a mit einer ersten optische Baugruppe 31a, einer zweiten optischen Baugruppe 32a und einer dritten optischen Baugruppe 33a auf. 4 represents another embodiment of an aberrometric measuring system 1a dar. The aberrometric measuring system 1a has an imaging optics 30a with a first optical assembly 31a , a second optical assembly 32a and a third optical assembly 33a on.

Die dritte optische Baugruppe 33a und ein Wellenfrontsensor 60a des aberrometrischen Messsystems 1a sind so ausgebildet, dass sie entlang einer optischen Achse OA der Abbildungsoptik 30a verschiebbar sind. Die Verschiebbarkeit ist in der 4 durch den Doppelpfeil W schematisch angedeutet.The third optical assembly 33a and a wavefront sensor 60a of the aberrometric measuring system 1a are formed so that they along an optical axis OA of the imaging optics 30a are displaceable. The displacement is in the 4 indicated schematically by the double arrow W.

Es ist denkbar, dass zusätzlich oder alternativ auch die erste optische Baugruppe 31a und/oder die zweite optische Baugruppe 32a entlang er optischen Achse OA verschiebbar sein können.It is conceivable that additionally or alternatively, the first optical assembly 31a and / or the second optical assembly 32a along the optical axis OA can be displaced.

In anderen Worten kann die Abbildungsoptik 30a eine oder mehrere verschiebbare Komponenten aufweisen, die entlang der optischen Achse OA verschiebbar sind.In other words, the imaging optics 30a have one or more displaceable components, which are displaceable along the optical axis OA.

Die Abbildungsoptik 30a kann ferner so ausgebildet sein, dass durch eine Verschiebung der verschiebbaren Komponenten die optische Kompensation der Abbildungsoptik 30a so geändert werden können, dass eine sphärisch gekrümmte Wellenfront in der Objektebene 10a so in eine Wellenfront in der Bildebene 20a übergeführt wird, dass die Wellenfront in der Bildebene 20a ein einem Messbereich des Wellenfrontsensors 60a liegt.The imaging optics 30a can also be designed so that by a displacement of the displaceable components, the optical compensation of the imaging optics 30a can be changed so that a spherically curved wavefront in the object plane 10a so in a wavefront in the image plane 20a is converted that the wavefront in the image plane 20a a measuring range of the wavefront sensor 60a lies.

Im Strahlengang 4-1 der 4 wird von einem zu untersuchenden Auge eine Wellenfront emittiert, die von der Form einer ebenen Wellenfront abweicht. Das zu untersuchende Auge ist in der 4 nicht gezeigt. Die Hornhaut des Auges ist in der Objektebene 10a angeordnet.In the beam path 4-1 of the 4 an eye to be examined emits a wavefront deviating from the shape of a plane wavefront. The eye to be examined is in the 4 Not shown. The cornea of the eye is in the object plane 10a arranged.

Die Wellenfront in der Objektebene 10a des Strahlengangs 4-1 entspricht einer Wellenfront, die in der Objektebene eine sphärische Krümmung von –7,5 Dioptrien aufweist.The wavefront in the object plane 10a of the beam path 4-1 corresponds to a wavefront which has a spherical curvature of -7.5 diopters in the object plane.

Der Strahlengang 4-2 entspricht einer sphärischen Krümmung der Wellenfront in der Objektebene von 5 Dioptrien. Der Strahlengang 4-3 entspricht einer sphärischen Krümmung der Wellenfront in der Objektebene von 25 Dioptrien. The beam path 4-2 corresponds to a spherical curvature of the wavefront in the object plane of 5 diopters. The beam path 4-3 corresponds to a spherical curvature of the wavefront in the object plane of 25 diopters.

Strahlengang 4-4 stellt den Pupillenstrahlengang dar, das heißt den Strahlengang, bei dem ein Strahlenbündel aus einem Punkt der Objektebene 10a austritt. Da die Objektebene 10a und die Bildebene 20a optisch konjugierte Ebenen sind, werden Strahlen, die von einem Punkt in der Objektebene 10a ausgehen, in einem Punkt in der Bildebene 20a vereinigt.Beam path 4-4 represents the pupil beam path, that is the beam path in which a beam from a point of the object plane 10a exit. Because the object plane 10a and the picture plane 20a are optically conjugate planes that are rays coming from a point in the object plane 10a go out, at one point in the picture plane 20a united.

Wie der Pupillenstrahlengang 4-4 zeigt, verlaufen die Strahlen 11a zwischen der zweiten optischen Baugruppe 32a und der dritten optischen Baugruppe 33a parallel. Dadurch bleibt bei einer Verschiebung der dritten optischen Baugruppe 33a die Bildebene 20a fest in ihrer Position relativ zur dritten optischen Baugruppe 33a. Bei einer Verschiebung der dritten optischen Baugruppe 33a und des Wellenfrontsensors 60a in eine gleiche Richtung und um eine gleiche Länge bleibt daher die Eintrittsfläche 61a des Wellenfrontsensors 60a in einer gleichen Position relativ zur Bildebene 20a. Dies ermöglicht eine genaue Messung der Wellenfront in der Bildebene 20a.As the pupil beam 4-4 shows, the rays run 11a between the second optical assembly 32a and the third optical assembly 33a parallel. This leaves a shift of the third optical assembly 33a the picture plane 20a fixed in position relative to the third optical assembly 33a , When shifting the third optical assembly 33a and the wavefront sensor 60a in a same direction and by an equal length therefore remains the entrance surface 61a of the wavefront sensor 60a in a same position relative to the image plane 20a , This allows accurate measurement of the wavefront in the image plane 20a ,

Ebenso ist es denkbar, dass die Abbildungsoptik 30a so ausgebildet ist, dass die Strahlen 11a zwischen der zweiten optischen Baugruppe 32a und der dritten optischen Baugruppe 33a nicht genau, sondern näherungsweise parallel sind. Die Abweichung von der Parallelität kann so begrenzt sein, das bei einer Verschiebung der dritten optischen Baugruppe 33a und/oder des Wellenfrontsensors 60a die Eintrittsfläche 61a des Wellenfrontsensors 60a in einem Detektionsbereich DR der Bildebene 20a bleibt.It is also conceivable that the imaging optics 30a is designed so that the rays 11a between the second optical assembly 32a and the third optical assembly 33a not exactly, but are approximately parallel. The deviation from the parallelism can be so limited that when shifting the third optical assembly 33a and / or the wavefront sensor 60a the entrance area 61a of the wavefront sensor 60a in a detection area DR of the image plane 20a remains.

Daher kann mit einem aberrometrischen Messsystem 1a entsprechend er 4 die Brechkraft der Abbildungsoptik 30a so verändert werden, dass eine sphärische Fehlsichtigkeit des Auges kompensiert werden kann. In anderen Worten werden Wellenfronten, die von fehlsichtigen Augen mit einer sphärischen Krümmung emittiert werden, durch die Abbildungsoptik 30a in eine ebene oder näherungsweise ebene Wellenfront übergeführt.Therefore, using an aberrometric measuring system 1a according to him 4 the refractive power of the imaging optics 30a be changed so that a spherical refractive error of the eye can be compensated. In other words, wavefronts emitted from vision-defective eyes having a spherical curvature are reflected by the imaging optics 30a converted into a plane or approximately flat wave front.

Dadurch kann in dem aberrometrischen Messsystem 1a ein Wellenfrontsensor 60a mit einem vergleichsweise geringen Messbereich verwendet werden.This can be done in the aberrometric measuring system 1a a wavefront sensor 60a be used with a comparatively small measuring range.

Ferner kommt das aberrometrisches Messsystem 1a ohne adaptive optische Komponenten aus und kann daher kostengünstig sein.Furthermore comes the aberrometric measuring system 1a without adaptive optical components and can therefore be inexpensive.

Ferner verändert sich die Position der Eintrittsfläche 61a des Wellenfrontsensors 60a relativ zur Bildebene 20a nicht oder nicht wesentlich. Dies ermöglicht eine Messung mit vergleichsweise hoher Präzision.Furthermore, the position of the entrance surface changes 61a of the wavefront sensor 60a relative to the image plane 20a not or not essential. This enables a measurement with comparatively high precision.

5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines aberrometrischen Messsystems 1b. Die Abbildungsoptik 30b des aberrometrische Messsystem 1b weist eine adaptive optische Komponente 70b auf. Die adaptive optische Komponente 70b ist in einem Adaptionsbereich AR vor der Bildebene 20b angeordnet. 5 shows a further embodiment of an aberrometric measuring system 1b , The imaging optics 30b the aberrometric measuring system 1b has an adaptive optical component 70b on. The adaptive optical component 70b is in an adaptation range AR in front of the image plane 20b arranged.

Der Adaptionsbereich AB kann so definiert sein, dass bei einer Änderung der Brechkraft und/oder der Aberration der adaptiven optischen Komponente 70b, die im Adaptionsbereich AR angeordnet ist, eine Position der Bildebene 20b relativ zu einer Position der Eintrittsfläche 61b entlang der optischen Achse nur so stark verschoben wird, dass die Wellenfront in der Bildebene 20b aus den Daten des Wellenfrontsensors 60b berechnet werden kann. In anderen Worten verschiebt bei einer Anordnung der adaptiven optischen Komponente 70b im Adaptionsbereich AR, eine Veränderung der Brechkraft oder der Aberration der adaptiven optischen Komponente 70b die Bildebene 20b nur so, dass die Eintrittsfläche 61b im Detektionsbereich bleibt.The adaptation range AB can be defined such that when the refractive power and / or the aberration of the adaptive optical component changes 70b located in the adaptation area AR, a position of the image plane 20b relative to a position of the entrance surface 61b along the optical axis is shifted only so much that the wavefront in the image plane 20b from the data of the wavefront sensor 60b can be calculated. In other words, in an arrangement of the adaptive optical component shifts 70b in the adaptation region AR, a change in refractive power or aberration of the adaptive optical component 70b the picture plane 20b just so that the entrance area 61b remains in the detection area.

Der Strahlengang 5-1 zeigt den Strahlengang, bei dem die Wellenfront in der Objektebene 10b eine sphärische Krümmung von –7,5 Dioptrien aufweist. Die Brechkraft der adaptiven optischen Komponente 70b kann so verändert werden, dass die Wellenfront entlang der optischen Achse OA zwischen der adaptiven optischen Komponente 70b und dem Wellenfrontsensor 60b eine ebene oder näherungsweise ebene Wellenfront aufweist.The beam path 5-1 shows the beam path at which the wavefront in the object plane 10b has a spherical curvature of -7.5 diopters. The refractive power of the adaptive optical component 70b can be changed so that the wavefront along the optical axis OA between the adaptive optical component 70b and the wavefront sensor 60b has a flat or approximately planar wavefront.

Analog kann die Brechkraft der adaptive optischen Komponente 70b bei einer anderen sphärischen Fehlsichtigkeit des Auges eingestellt werden. Beispielhaft zeigen die Strahlengänge 5-3, 5-4 und 5-5 Strahlengänge von Wellenfronten, die in der Objektebene 10b sphärische Krümmungen von 5, 10 und 25 Dioptrien aufweisen. Die Brechkraft der adaptiven optischen Komponente 70b ist in diesen Strahlengängen jeweils so eingestellt, dass eine ebene oder näherungsweise ebene Wellenfunktion in die Eintrittsfläche 61b des Wellenfrontsensors 60b eintritt.Analogously, the refractive power of the adaptive optical component 70b be adjusted at another spherical refractive error of the eye. By way of example, the beam paths 5-3, 5-4 and 5-5 show beam paths of wavefronts that are in the object plane 10b have spherical curvatures of 5, 10 and 25 diopters. The refractive power of the adaptive optical component 70b is in each of these beam paths so set that a plane or approximately level wave function in the entrance surface 61b of the wavefront sensor 60b entry.

Strahlengang 5-2 illustriert einen Strahlengang, der sich bei einem normalsichtigen, also emmetropen Auge ergibt. Bei einem emmetropen Auge treten Lichtstrahlen mit einer ebenen Wellenfront aus dem Auge aus, wenn die Retina des Auges punktförmig beleuchtet wird.Beam path 5-2 illustrates a beam path that results in a normal-sighted, ie emmetropic eye. In an emmetropic eye, light rays with a plane wavefront exit from the eye when the retina of the eye is spot-illuminated.

Bei einer Veränderung der Brechkraft des adaptiven optischen Elements 70b kann sich die Position der Bildebene 20b entlang der optischen Achse OA ändern. Daher kann die Position der Bildebene 20b in den Strahlengängen 5-1, 5-2, 5-3, 5-4, 5-5 jeweils verschieden sein. Die Änderung der Position der Bildebene 20b in Abhängigkeit von der Brechkraft der adaptiven optischen Komponente 70b ist umso geringer, je näher die adaptive optische Komponente 70b an der Position der Bildebene 20b angeordnet ist.When the refractive power of the adaptive optical element changes 70b can change the position of the image plane 20b change along the optical axis OA. Therefore, the position of the image plane 20b be different in the beam paths 5-1, 5-2, 5-3, 5-4, 5-5, respectively. The change of the position of the image plane 20b depending on the refractive power of the adaptive optical component 70b is the smaller, the closer the adaptive optical component 70b at the position of the image plane 20b is arranged.

Daher ist in dem aberrometrischen Messsystem 1b die adaptive optische Komponente 70b nahe an der Bildebene 20b angeordnet, insbesondere innerhalb des Adaptionsbereiches AR.Therefore, in the aberrometric measuring system 1b the adaptive optical component 70b close to the picture plane 20b arranged, in particular within the adaptation range AR.

6 illustriert die Funktionsweise der adaptiven optischen Komponente 70b. Die adaptive optische Komponente 70b des aberrometrischen Messsystems 1b ist als Alvarez-Plattenpaar oder Lohmann-Plattenpaar ausgebildet. 6 illustrates the operation of the adaptive optical component 70b , The adaptive optical component 70b of the aberrometric measuring system 1b is designed as Alvarez plate pair or Lohmann plate pair.

Alvarez und Lohmann-Linsen sind beispielsweise im Artikel ”The Alvarez-Lohmann refractive lenses revisited”, veröffentlicht in der OPTICS EXPRESS, Vol. 17, No. 11 , beschrieben.Alvarez and Lohmann lenses are for example in the article "The Alvarez-Lohmann refractive lenses revisited", published in OPTICS EXPRESS, Vol. 11 , described.

Die Strahlengänge 6-1 bis 6-6 illustrieren die Veränderung der Brechkraft der adaptiven optischen Komponente 70b des aberrometrischen Messsystems 1b. Die adaptive optische Komponente 70b weist eine erste Teilkomponente 71b und eine zweite Teilkomponente 72b auf. Durch eine Verlagerung der ersten Teilkomponente 71b relativ zur zweiten Teilkomponente 72b ist eine Brechkraft der adaptiven optischen Komponente 70b veränderbar. Die Verlagerung der ersten Teilkomponente 71b relativ zur zweiten Teilkomponente 72b erfolgt in einer Richtung senkrecht oder näherungsweise senkrecht zur optischen Achse OA der Abbildungsoptik 30b. Dadurch erlaubt die adaptive optische Komponente 70b eine Veränderung der Brechkraft bei einer konstanten Länge der Abbildungsoptik 30b. Dadurch kann eine vergleichsweise platzsparende und kompakte Anordnung des aberrometrischen Messsystems 1b erhalten werden.The beam paths 6-1 to 6-6 illustrate the change in refractive power of the adaptive optical component 70b of the aberrometric measuring system 1b , The adaptive optical component 70b has a first subcomponent 71b and a second subcomponent 72b on. By a shift of the first subcomponent 71b relative to the second subcomponent 72b is a power of the adaptive optical component 70b variable. The relocation of the first subcomponent 71b relative to the second subcomponent 72b takes place in a direction perpendicular or approximately perpendicular to the optical axis OA of the imaging optics 30b , This allows the adaptive optical component 70b a change in refractive power at a constant length of the imaging optics 30b , This allows a comparatively space-saving and compact arrangement of the aberrometric measuring system 1b to be obtained.

Ferner erlaubt die Verlagerung der ersten Teilkomponente 71b relativ zur zweiten Teilkomponente 72b senkrecht zur optischen Achse OA, dass die adaptive optische Komponente 70b in der Nähe der Eintrittsfläche 61b des Wellenfrontsensors 60b angeordnet werden kann. Dadurch kann insbesondere erreicht werden, dass sich die Bildebene 20b bei einer Veränderung der Brechkraft und/oder der Aberration der adaptiven optischen Komponente 70b nur gering verschiebt. Dies erlaubt eine vergleichsweise genaue Messung der Wellenfront in der Bildebene 20b.Furthermore, the relocation allows the first subcomponent 71b relative to the second subcomponent 72b perpendicular to the optical axis OA that the adaptive optical component 70b near the entrance area 61b of the wavefront sensor 60b can be arranged. This can be achieved in particular that the image plane 20b with a change in the refractive power and / or the aberration of the adaptive optical component 70b only slightly shifts. This allows a comparatively accurate measurement of the wavefront in the image plane 20b ,

7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines aberrometrischen Messsystems 1c. Die Abbildungsoptik 30c des aberrometrischen Messsystems 1c umfasst eine erste optische Baugruppe 31c, eine zweite optische Baugruppe 32c und eine dritte optische Baugruppe 33c. Vor der ersten optischen Baugruppe 31c ist eine λ/4-Platte als brechkraftloses Element 63c angeordnet. 7 shows a further embodiment of an aberrometric measuring system 1c , The imaging optics 30c of the aberrometric measuring system 1c includes a first optical assembly 31c , a second optical assembly 32c and a third optical assembly 33c , In front of the first optical assembly 31c is a λ / 4 plate as a non-refractive element 63c arranged.

Die Abbildungsoptik 30c ist so ausgebildet dass sie eine Zwischenbildebene 12c erzeugt, die optisch konjugiert zur Objektebene 10c und zur Bildebene 20c ist. Die Abbildungsoptik 30c weist eine vierte optische Baugruppe 34c auf, die die Zwischenbildebene 12c in die Bildebene 20c abbildet. Die vierte optische Baugruppe 34c weist eine positive Brechkraft auf. In der Zwischenbildebene 12c ist eine adaptive optische Komponente 70c angeordnet.The imaging optics 30c is designed to be an intermediate image plane 12c generated, which is optically conjugate to the object plane 10c and to the picture plane 20c is. The imaging optics 30c has a fourth optical assembly 34c on, the intermediate image plane 12c into the picture plane 20c maps. The fourth optical assembly 34c has a positive refractive power. In the intermediate image plane 12c is an adaptive optical component 70c arranged.

Durch die Anordnung der adaptiven optischen Komponente 70c in der Zwischenbildebene 12c wird bei einer Änderung der Brechkraft der adaptiven optischen Komponente 70c die Bildebene 20c nicht oder nur geringfügig verschoben.By the arrangement of the adaptive optical component 70c in the intermediate image plane 12c becomes with a change in refractive power of the adaptive optical component 70c the picture plane 20c not or only slightly shifted.

Ist die adaptive optische Komponente 70c nicht exakt in der Zwischenbildebene 12c angeordnet, so kann sie noch in einem Zwischenbildbereich IR um das Zwischenbild 12c angeordnet sein. Der Zwischenbildbereich IR kann definiert werden als der Bereich um die Zwischenbildebene 12c, bei dem die Position der Bildebene 20c bei einer Änderung der Brechkraft und/oder der Aberration der adaptiven optischen Komponente 70c höchstens so verändert wird, dass die Wellenfront in der Bildebene 20c aus den Messwerten des Wellenfrontsensors 60c berechnet werden kann.Is the adaptive optical component 70c not exactly in the intermediate image plane 12c arranged, it can still in an intermediate image area IR around the intermediate image 12c be arranged. The intermediate image area IR can be defined as the area around the intermediate image plane 12c where the position of the image plane 20c with a change in the refractive power and / or the aberration of the adaptive optical component 70c at most, that is changed so that the wavefront in the image plane 20c from the measured values of the wavefront sensor 60c can be calculated.

8 zeigt eine weitere Ausführungsform des aberrometrischen Messsystems 1d. Viele Komponenten des aberrometrischen Messsystems 1d haben eine ähnliche Struktur und Funktion wie das aberrometrische Messsystem in 4. Eine detaillierte Beschreibung dieser Komponenten wird daher ausgelassen. 8th shows a further embodiment of the aberrometric measuring system 1d , Many components of the aberrometric measuring system 1d have a similar structure and function as the aberrometric measuring system in 4 , A detailed description of these components is therefore omitted.

Das aberrometrische Messsystem 1d weist einen 180°-Reflektor 65d auf, der zwei zueinander orthogonal ausgerichteten Spiegelflächen 63d und 64d aufweist.The aberrometric measuring system 1d has a 180 ° reflector 65d on, the two mutually orthogonally oriented mirror surfaces 63d and 64d having.

Durch eine Verschiebung des 180°-Reflektors in einer Richtung M parallel zur optischen Achse OA des einfallenden Messlichts, wird der optische Weg zwischen der zweiten optischen Baugruppe 32d und der dritten optischen Baugruppe 33d verändert.By shifting the 180 ° reflector in a direction M parallel to the optical axis OA of the incident measuring light, the optical path between the second optical assembly 32d and the third optical assembly 33d changed.

Das aberrometrische Messsystem 1d kann so ausgebildet sein, dass die Strahlen des Messlichts im Pupillenstrahlengang zwischen der zweiten optischen Baugruppe 32d und der dritten optischen Baugruppe 33d parallel oder im Wesentlichen parallel verlaufen.The aberrometric measuring system 1d may be formed so that the rays of the measuring light in the pupil beam path between the second optical assembly 32d and the third optical assembly 33d parallel or substantially parallel.

Der in der 8 dargestellte Strahlengang stellt den Pupillenstrahlengang dar.The Indian 8th illustrated beam path represents the pupil beam.

Verlaufen die Strahlen des Messlichts im Pupillenstrahlengang zwischen der zweiten optischen Baugruppe 32d und der dritten optischen Baugruppe 33d parallel zur optischen Achse OA des Messlichts so verändert sich mit einer Verschiebung des 180°-Reflektors die Position einer Eintrittsfläche 61d eines Wellenfrontsensors 60d relativ zu einer Bildebene 20d nicht.Run the rays of the measuring light in the pupil beam path between the second optical assembly 32d and the third optical assembly 33d parallel to the optical axis OA of the measuring light, the position of an entrance surface changes with a displacement of the 180 ° reflector 61d a wavefront sensor 60d relative to an image plane 20d Not.

Die Strahlen des Messlicht des Pupillenstrahlengangs zwischen der zweiten optischen Komponente 32d und der dritten optischen Komponente 33d können auch leicht von der Parallelität abweichen, wenn bei einer Verschiebung des 180°-Reflektors entlang der Richtung M die Bildebene 20d im Detektionsbereich des Wellenfrontsensors 60d bleibt.The rays of the measuring light of the pupil beam path between the second optical component 32d and the third optical component 33d can also easily deviate from the parallelism, if with a shift of the 180 ° reflector along the direction M, the image plane 20d in the detection area of the wavefront sensor 60d remains.

Es ist ferner auch denkbar, dass der Wellenfrontsensor 60d so ausgebildet ist, dass er in einer Richtung entlang der optischen Achse OA verschiebbar ist.It is also conceivable that the wavefront sensor 60d is formed so that it is displaceable in one direction along the optical axis OA.

9 zeigt ein optisches Messsystem 2, das ein aberrometrisches Messsystems 1e aufweist. Viele Komponenten des aberrometrischen Messsystems 1e haben eine ähnliche Struktur und Funktion wie das aberrometrische Messsystem in 4. Eine detaillierte Beschreibung dieser Komponenten wird daher ausgelassen. 9 shows an optical measuring system 2 , which is an aberrometric measuring system 1e having. Many components of the aberrometric measuring system 1e have a similar structure and function as the aberrometric measuring system in 4 , A detailed description of these components is therefore omitted.

Das Aberrometrische Messsystem 1e weist eine erste optische Baugruppe 31e, eine zweite optische Baugruppe 32e und eine dritte optische Baugruppe 33e auf. Die erste optische Baugruppe 31e weist ein Kittglied 103e und ein Hauptobjektiv 100e auf. Das aberrometrische Messsystem 1e weist ferner einen Faltspiegel 63e auf, mit dem das Messlicht auf die Bildebene 20e gelenkt wird und mit dem ferner das Beleuchtungslicht auf die Objektebene 10e gelenkt wird. Die dritte optische Baugruppe 33e ist zusammen mit dem Wellenfrontsensor 60e verschiebbar angeordnet. Die Verschiebbarkeit ist durch den Doppelpfeil S angedeutet.The aberrometric measuring system 1e has a first optical assembly 31e , a second optical assembly 32e and a third optical assembly 33e on. The first optical assembly 31e has a cemented component 103e and a main lens 100e on. The aberrometric measuring system 1e also has a folding mirror 63e on, with the measuring light on the image plane 20e is directed and with the further the illumination light on the object plane 10e is steered. The third optical assembly 33e is together with the wavefront sensor 60e slidably arranged. The displaceability is indicated by the double arrow S.

Des Weiteren weist das aberrometrische Messsystem 1e eine Beleuchtungsoptik 40e auf, durch die Beleuchtungslicht über einen Strahlteiler 41e in den Strahlengang des Messlichts eingekoppelt wird.Furthermore, the aberrometric measuring system 1e an illumination optics 40e up, through the illuminating light via a beam splitter 41e is coupled into the beam path of the measuring light.

Ferner weist das optische Messsystem eine zweite Abbildungsoptik auf. Die zweite Abbildungsoptik weist folgende Komponenten auf: das Hauptobjektiv 100e, ein erstes und eine zweites Zoomsystem 104e, 105e, einen ersten und einen zweiten Strahlteiler 101e, 102e, eine erste und eine zweite Optik 67e, 68e, eine erste und eine zweite Kamera 66e, 69e und ein erstes sowie ein zweites Okular 64e, 65e.Furthermore, the optical measuring system has a second imaging optics. The second imaging optics has the following components: the main objective 100e , a first and a second zoom system 104e . 105e , a first and a second beam splitter 101e . 102e , a first and a second optics 67e . 68e , a first and a second camera 66e . 69e and a first and a second eyepiece 64e . 65e ,

Durch das erste und das zweite Okular 64e, 69e kann ein Betrachter ein vergrößertes Bild der Objektebene 10e betrachten. Eine Vergrößerung der zweiten Abbildungsoptik ist durch das erste und das zweite Zoomsystem 104e, 105e einstellbar.Through the first and the second eyepiece 64e . 69e a viewer can view a magnified image of the object plane 10e consider. An enlargement of the second imaging optics is provided by the first and second zoom systems 104e . 105e adjustable.

Durch den ersten Strahlteiler 101e wird Licht aus einem ersten Beobachtungsstrahlengag 111e ausgekoppelt und über die erste Optik 67e ein vergrößertes Bild der Objektebene 10e auf einem CCD-Bildsensor einer ersten Kamera 66e erzeugt. Ein Abbildungsmaßstab dieser Abbildung ist durch das erste Zoomsystem 104e einstellbar.Through the first beam splitter 101e becomes light from a first observation ray 111e decoupled and on the first optics 67e an enlarged image of the object plane 10e on a CCD image sensor a first camera 66e generated. A magnification of this figure is through the first zoom system 104e adjustable.

Von einem zweiten Beobachtungsstrahlengang 110e durch den zweiten Strahlteiler 102e Licht aus dem zweiten Beobachtungsstrahlengag 110e ausgekoppelt und über eine zweite Optik 68e ein vergrößertes Bild der Objektebene 10e auf einem CCD-Bildsensor einer zweiten Kamera 66e erzeugt. Ein Abbildungsmaßstab dieser Abbildung ist durch das zweite Zoomsystem 105e einstellbar.From a second observation beam path 110e through the second beam splitter 102e Light from the second observation ray 110e decoupled and a second optics 68e an enlarged image of the object plane 10e on a CCD image sensor of a second camera 66e generated. A magnification of this figure is through the second zoom system 105e adjustable.

Das Hauptobjektiv 100e bildet somit eine gemeinsame optische Komponente der Abbildungsoptik 30e des aberrometrischen Messsystems 1e und der zweiten Abbildungsoptik.The main objective 100e thus forms a common optical component of the imaging optics 30e of the aberrometric measuring system 1e and the second imaging optics.

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Claims (18)

Aberrometrisches Messsystem (1) zur Bestimmung der Refraktion eines Auges (90), aufweisend: eine Abbildungsoptik (30) zum Abbilden einer Objektebene (10) des aberrometrischen Messsystems (1) in eine Bildebene (20) des aberrometrischen Messsystems (1), und einen Wellenfrontsensor (60) mit einer Eintrittsfläche (61), wobei die Eintrittsfläche (61) entlang einer optischen Achse (OA) der Abbildungsoptik (30) in einem Detektionsbereich (DR) um die Bildebene (20) angeordnet ist, wobei die Abbildungsoptik (30) aufweist: eine erste optische Baugruppe (31) mit einer positiven Brechkraft, eine zweite optische Baugruppe (32) mit einer negativen Brechkraft, eine dritte optische Baugruppe (33) mit einer positiven Brechkraft, wobei das aberrometrische Messsystem (1) so ausgebildet ist, dass von der Objektebene (10) ausgehendes Messlicht nach Durchlaufen der ersten optischen Baugruppe (31) in die zweite optische Baugruppe (32) eintritt und nach Durchlaufen der zweiten optischen Baugruppe (32) in die dritte optische Baugruppe (33) eintritt.Aberrometric measuring system ( 1 ) for determining the refraction of an eye ( 90 ), comprising: an imaging optic ( 30 ) for imaging an object plane ( 10 ) of the aberrometric measuring system ( 1 ) into an image plane ( 20 ) of the aberrometric measuring system ( 1 ), and a wavefront sensor ( 60 ) with an entrance surface ( 61 ), wherein the entrance surface ( 61 ) along an optical axis (OA) of the imaging optics ( 30 ) in a detection area (DR) around the image plane ( 20 ), wherein the imaging optics ( 30 ): a first optical assembly ( 31 ) with a positive refractive power, a second optical assembly ( 32 ) with a negative refractive power, a third optical assembly ( 33 ) with a positive refractive power, the aberrometric measuring system ( 1 ) is formed so that from the object plane ( 10 ) outgoing measuring light after passing through the first optical assembly ( 31 ) into the second optical assembly ( 32 ) and after passing through the second optical assembly ( 32 ) into the third optical assembly ( 33 ) entry. Aberrometrisches Messsystem (1) nach Anspruch 1, wobei für einen Arbeitsabstand (D) zwischen der Objektebene (10) und der ersten optischen Baugruppe (31) und einer Brennweite f1 der ersten optischen Baugruppe (31) gilt: a·f1 < D, wobei a den Wert 1 insbesondere den Wert 2 oder den Wert 3 oder den Wert 3,9 aufweist.Aberrometric measuring system ( 1 ) according to claim 1, wherein for a working distance (D) between the object plane ( 10 ) and the first optical assembly ( 31 ) and a focal length f 1 of the first optical assembly ( 31 ) applies: a · f 1 <D, where a is the value 1, in particular the value 2 or the value 3 or the value 3.9. Aberrometrisches Messsystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei für eine Länge (L) des aberrometrischen Messsystems entlang der optischen Achse (OA) und für den Arbeitsabstand (D) gilt: L < b·D, wobei b den Wert 1, insbesondere den Wert 0,8 oder den Wert 0,7 oder den Wert 0,6 aufweist.Aberrometric measuring system ( 1 ) according to claim 1 or 2, wherein for a length (L) of the aberrometric measuring system along the optical axis (OA) and for the working distance (D): L <b · D, where b is 1, in particular 0.8 or 0.7 or 0.6. Aberrometrisches Messsystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei für die Brennweite f1 der ersten optischen Baugruppe (31) und einer Brennweite f2 der zweiten optischen Baugruppe (32) gilt: |f2| ≤ c·f1, wobei c den Wert 0,8, insbesondere den Wert 0,75 oder 0,7 aufweist.Aberrometric measuring system ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein for the focal length f 1 of the first optical assembly ( 31 ) and a focal length f 2 of the second optical assembly ( 32 ) applies: | f 2 | ≤ c · f 1 , where c has the value 0.8, in particular the value 0.75 or 0.7. Aberrometrisches Messsystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Brennpunkt (F) der ersten optischen Baugruppe (31) entlang der optischen Achse (OA) des Messlichts zwischen der zweiten optischen Baugruppe (32) und der Bildebene (20) liegt.Aberrometric measuring system ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein a focal point (F) of the first optical assembly ( 31 ) along the optical axis (OA) of the measuring light between the second optical assembly ( 32 ) and the image plane ( 20 ) lies. Aberrometrisches Messsystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Abbildungsoptik (30) verschiebbare optische Komponenten aufweist, die so ausgebildet sind, dass sie entlang der optischen Achse (OA) verschiebbar sind.Aberrometric measuring system ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the imaging optics ( 30 ) comprises displaceable optical components adapted to be displaceable along the optical axis (OA). Aberrometrisches Messsystem (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Abbildungsoptik (30) ausgebildet ist, dass eine optische Kompensation der Abbildungsoptik (30) veränderbar ist.Aberrometric measuring system ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the imaging optics ( 30 ) is formed such that an optical compensation of the imaging optics ( 30 ) is changeable. Aberrometrisches Messsystem (1b) nach Anspruch 7, wobei die Abbildungsoptik (30b) eine adaptive optische Komponente (70b) aufweist, die so ausgebildet ist, dass eine Brechkraft und/oder eine Aberration der adaptiven optischen Komponente (70b) veränderbar ist.Aberrometric measuring system ( 1b ) according to claim 7, wherein the imaging optics ( 30b ) an adaptive optical component ( 70b ), which is designed such that a refractive power and / or an aberration of the adaptive optical component ( 70b ) is changeable. Aberrometrisches Messsystem (1) nach Anspruch 8, wobei die adaptive optische Komponente (70b) zumindest zwei Teilkomponenten (71b, 72b) aufweist, die so ausgebildet sind, dass durch eine Verlagerung der zumindest zwei Teilkomponenten (71b, 72b) relativ zueinander in eine Richtung, die in einem Winkel zur optischen Achse (OA), insbesondere senkrecht zur optischen Achse (OA) orientiert ist, die optische Kompensation der Abbildungsoptik (30b) veränderbar ist.Aberrometric measuring system ( 1 ) according to claim 8, wherein the adaptive optical component ( 70b ) at least two subcomponents ( 71b . 72b ), which are formed such that by a displacement of the at least two subcomponents ( 71b . 72b ) relative to each other in a direction which is oriented at an angle to the optical axis (OA), in particular perpendicular to the optical axis (OA), the optical compensation of the imaging optics ( 30b ) is changeable. Aberrometrisches Messsystem (1b) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei die adaptive optische Komponente (70b) eine variable Flüssiglinse, eine LC-Linse und/oder einen adaptiven Spiegel aufweist. Aberrometric measuring system ( 1b ) according to one of claims 8 or 9, wherein the adaptive optical component ( 70b ) has a variable liquid lens, an LC lens and / or an adaptive mirror. Aberrometrisches Messsystem (1b) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die adaptive optische Komponente (70b) in einem Adaptionsbereich (AR) entlang der optischen Achse (OA) vor der Bildebene (20) angeordnet ist.Aberrometric measuring system ( 1b ) according to one of claims 8 to 10, wherein the adaptive optical component ( 70b ) in an adaptation region (AR) along the optical axis (OA) in front of the image plane ( 20 ) is arranged. Aberrometrisches Messsystem (1c) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Abbildungsoptik (30c) ausgebildet ist, eine Zwischenbildebene (12c) zu erzeugen, die optisch konjugiert zur Objektebene (10c) und zur Bildebene (20c) ist und wobei die adaptive optische Komponente (70c) in einem Zwischenbildbereich (IR) entlang der optischen Achse (OA) um die Zwischenbildebene (12c) angeordnet ist.Aberrometric measuring system ( 1c ) according to one of claims 8 to 11, wherein the imaging optics ( 30c ), an intermediate image plane ( 12c ) which is optically conjugate to the object plane ( 10c ) and to the image plane ( 20c ) and wherein the adaptive optical component ( 70c ) in an intermediate image area (IR) along the optical axis (OA) about the intermediate image plane ( 12c ) is arranged. Aberrometrisches Messsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend: eine Beleuchtungsoptik (40), die ausgelegt ist, Beleuchtungslicht einer Lichtquelle (80) des aberrometrischen Messsystems (1) in den Strahlengang des Messlichts über einen Strahlteiler (41) der Beleuchtungsoptik (40) einzukoppeln.An aberrometric measuring system according to any one of the preceding claims, further comprising: an illumination optic ( 40 ), which is designed to illuminate a light source ( 80 ) of the aberrometric measuring system ( 1 ) in the beam path of the measuring light via a beam splitter ( 41 ) of the illumination optics ( 40 ). Aberrometrisches Messsystem nach Anspruch 13, wobei die Beleuchtungsoptik (40) ausgelegt ist, dass eine sphärische Krümmung einer Wellenfront des Beleuchtungslichts in der Objektebene (10) veränderbar ist.An aberrometric measuring system according to claim 13, wherein the illumination optics ( 40 ) is designed such that a spherical curvature of a wavefront of the illumination light in the object plane ( 10 ) is changeable. Aberrometrisches Messsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das aberrometrische Messsystem (1) einen zweiten Wellenfrontsensor mit einer zweiten Eintrittsfläche aufweist, wobei die zweite Eintrittsfläche in der Bildebene (20) angeordnet ist oder anordenbar ist.Aberrometric measuring system according to one of the preceding claims, wherein the aberrometric measuring system ( 1 ) has a second wavefront sensor with a second entrance surface, the second entry surface in the image plane ( 20 ) is arranged or can be arranged. Aberrometrisches Messsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Wellenfrontsensor (60) einen Hartmann-Shack-Sensor aufweist.Aberrometric measuring system according to one of the preceding claims, wherein the wavefront sensor ( 60 ) has a Hartmann-Shack sensor. Optisches Messsystem (2), umfassend: ein aberrometrisches Messsystem (1e) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ein Mikroskopiesystem, das eine zweite Abbildungsoptik aufweist, wobei die zweite Abbildungsoptik zumindest ein Okular (64e, 65e) umfasst und/oder wobei die zweite Abbildungsoptik die Objektebene (10e) auf zumindest einen elektronischen Bildsensor der zweiten Abbildungsoptik abbildet.Optical measuring system ( 2 ), comprising: an aberrometric measuring system ( 1e ) according to one of the preceding claims, a microscopy system having a second imaging optics, wherein the second imaging optics at least one eyepiece ( 64e . 65e ) and / or wherein the second imaging optics the object plane ( 10e ) images on at least one electronic image sensor of the second imaging optics. Optisches Messsystem (2) nach Anspruch 17, wobei das optische Messsystem (2) so ausgebildet ist, dass die Abbildungsoptik (30e) des aberrometrischen Messsystems (1e) und die zweite Abbildungsoptik eine gemeinsame optische Komponente (100e) aufweisen.Optical measuring system ( 2 ) according to claim 17, wherein the optical measuring system ( 2 ) is designed so that the imaging optics ( 30e ) of the aberrometric measuring system ( 1e ) and the second imaging optics a common optical component ( 100e ) exhibit.
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