[发明专利]用于确定眼角膜地形图的照明系统

说明书

本发明涉及一种用于产生空间分布照明图案的照明系统，该照明图案用于测量眼角膜，特别是用于确定所述眼角膜的地形图。该解决方案应实现与距离无关的测量。本发明的用于确定眼角膜地形图的照明系统由照明单元、用于准直照明光的光学元件和用于产生空间分布照明图案的菲涅耳轴棱锥形式的单元组成。特别地，照明单元由多个照明模块组成，这些照明模块被布置成使得每个照明模块照亮菲涅耳轴棱锥的一部分，从而确保整个表面上的照明。该用于产生空间分布照明图案的系统用于确定眼角膜的地形图。该系统被设计成一个紧凑的模块，从而可以很容易地与其他测量系统结合，而不与它们的光束路径发生重合。

技术领域

本发明涉及一种用于产生空间分布照明图案的照明系统，该照明图案用于测量眼角膜，特别是用于确定其地形图。如此，该解决方案会有助于与距离无关的测量。

背景技术

虽然术语角膜曲率测量应该理解为测量眼角膜的形状和形态，但是角膜的中心和周边曲率半径是通过地形图范畴内的特定方法作为角膜曲率测量的特殊形式来测量和数学评估的。

测量人眼的角膜表面很难，因角膜是透明的，对可见光几乎不产生散射。

根据现有技术，借助所谓的角膜曲率仪或角膜图测量角膜表面形状的方法早已为人所知。成像在角膜上的所谓普拉西多盘(Placido Disk)的同心环被角膜的泪膜反射，并通过相机记录和评估。相机检测到的反射环图案根据角膜的曲率而变形。

普拉西多盘是受照盘，在其上以规则的间隔设置有圆圈。然后，诊断是以观察到的角膜表面上的圆圈的反射为基础的，这些圆圈同样应该以规则的方式成像在该角膜表面上。

这样，现在在角膜表面应该看到的是同心普拉西多环的对称反射。相比之下，如果发现不对称形式的圆圈，则表示角膜表面偏离参考表面。角膜表面的不规则性可以在例如散光的情况下发现，也可以在角膜的机械或化学损伤的情况下发现。

市场上可买到的地形图系统是将眼睛前方一小段距离处的真实普拉西多环投影到角膜上，并从此处相机反射和捕捉真实普拉西多环。角膜重建基于由角膜反射的投影普拉西多环的入射角和反射角的角度评估。这里，角膜上的圆圈位置相对于已知参考测试体的圆圈位置的偏差作为角膜重建的基础。这种解决方案的第二个缺点是，测量的精度很大程度上取决于角度关系，因此也取决于测量距离。

非常不同的多种方法被用于确定或检测正确的测量距离。举例来说，当达到正确的工作距离时，可以自动触发测量。首先，这可以通过在每次测量之前校正错误的距离来实现，即借助光电屏障、触点或附加测量系统确定距离或位置，并在必要时对其校正。

相比之下，现有技术中已知的其他解决方案基于与距离无关的测量和远心检测来确定眼角膜的地形。

DE 10 2011 102 355A1描述了一种地形图系统，其中光源的光通过非球面被准直，并通过菲涅耳轴棱锥被照射到眼睛的整个区域上。此外，该解决方案包含光轴上的光源和用于输出耦合测量辐射的元件。在该解决方案中，小的照明角度由折射表面上的小的偏角产生，而大的偏角必须通过附加的反射表面实现。

该解决方案的缺点在于在材料中使用反射表面，因为在这种情况下，表面缺陷对准直入射光的影响比使用折射表面大得多。此外，光束以发散的方式在光源和准直光学单元之间延伸，因此该安装空间中的自由直径小于准直光学单元与菲涅耳轴棱锥(Fresnelaxicon，之后简写为fraxicon)之间的自由直径。

此外，仅使用一个光源照射菲涅耳轴棱锥导致在短焦距的情况下出现大的入射角，这又导致菲涅耳结构的外部区域中的反射损失。虽然该问题可以通过增加焦距来解决，但又会导致自由安装空间的进一步减小。

为了测量角膜曲率，除了照明之外，自角膜的反射必须输出耦合到成像系统上。然而，如果安装空间被照明锥阻挡，则输出耦合只能在更下游或侧面实现，从而增加整个设备的复杂性、安装尺寸和成本。