(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼の、特にヒトの眼の幾何学的測定値（ｄ）の決定装置において、
眼の横断部を通る光束（２）を投影するための投光器と、
光束（２）の外部の第１位置から、第１観察角度（αA）で前記投光器によって照明された横断部の少なくとも１つの部分領域の第１写像（６Ａ）の検出および光束（２）の外部の第２位置から、第２観察角度（αB）で前記部分領域の第２写像（６Ｂ）の検出のための像検出手段とを含む装置であって、
検出した第１写像（６Ａ）からの眼構造の決定、検出した第２写像（６Ｂ）からの眼構造の決定、第１写像（６Ａ）から決定した眼構造の間の第１距離（ｄA）の決定および第２写像（６Ｂ）から決定した眼構造の間の第２距離（ｄB）の決定のための像処理手段と、
決定した第１距離（ｄA）および決定した第２距離（ｄB）から少なくとも１つの幾何学的測定値（ｄ）を計算するための計算処理手段と、
を含む、眼の幾何学的測定値の決定装置。
【請求項２】
前記計算処理手段は、決定した第１距離（ｄA）および決定した第２距離（ｄB）から、実際の眼構造（３１、３２）の間の距離（ｄ）を計算する処理手段を含むことを特徴とする、請求項１記載の決定装置。
【請求項３】
前記計算処理手段は、決定した第１距離（ｄA）および決定した第２距離（ｄB）から、重みづけした平均値形成を介して、実際の眼構造（３１、３２）の間の距離（ｄ）を計算する処理手段を含むことを特徴とする、請求項２記載の決定装置。
【請求項４】
前記像処理手段は、検出した第１写像（６Ａ）から眼の角膜の決定、検出した第２写像（６Ｂ）から眼の角膜の決定、第１写像（６Ａ）から決定した角膜の第１距離（ｄA）の決定および第２写像（６Ｂ）から決定した角膜の第２距離（ｄB）の決定を行う処理手段を含み、且つ、前記計算処理手段は、決定した第１距離（ｄA）および決定した第２距離（ｄB）から実際の眼の角膜（３）の厚さ（ｄ）を計算する処理手段を含むことを特徴とする、請求項１記載の決定装置。
【請求項５】
前記像処理手段は、検出した第１写像（６Ａ）から眼の角膜の決定、検出した第２写像（６Ｂ）から眼の角膜の決定、第１写像（６Ａ）から決定した角膜の第１距離（ｄA）の決定および第２写像（６Ｂ）から決定した角膜の第２距離（ｄB）の決定を行う処理手段を含み、且つ、前記計算処理手段は、決定した第１距離（ｄA）および決定した第２距離（ｄB）から、実際の眼の角膜の、前記投光器に対向する表面に対する光束（２）および法線の間の傾斜角を計算する処理手段を含むことを特徴とする、請求項１記載の決定装置。
【請求項６】
前記第１位置および第２位置が光束（２）の位置する平面の異なる側にあり、且つ、前記第１観察角度（αA）および第２観察角度（αB）が等しい大きさであることを特徴とする、請求項１記載の決定装置。
【請求項７】
前記像処理手段は、検出した第１写像（６Ａ）から眼の角膜の決定、検出した第２写像（６Ｂ）から眼の角膜の決定、第１写像（６Ａ）から決定した角膜の第１距離（ｄA）の決定および第２写像（６Ｂ）から決定した角膜の第２距離（ｄB）の決定を行う処理手段を含み、且つ、前記計算処理手段は、前記投光器に対向する実際の眼の角膜（３）の表面（３１）の法線に対する光束（２）の傾きの大きさと、第２観察角度（αB）からの第１観察角度（αA）の偏差の大きさとを示す傾き係数を、決定した第１距離（ｄA）および決定した第２距離（ｄB）から計算する処理手段を含むことを特徴とする、請求項１記載の決定装置。
【請求項８】
前記像処理手段は、検出した第１写像（６Ａ）から眼の角膜の決定、検出した第２写像（６Ｂ）から眼の角膜の決定、第１写像（６Ａ）から決定した角膜の第１距離（ｄA）の決定および第２写像（６Ｂ）から決定した角膜の第２距離（ｄB）の決定を行う処理手段を含み、且つ、前記計算処理手段は、決定した第１距離（ｄA）および決定した第２距離（ｄB）から、重みづけした平均値形成を介して、実際の眼の角膜（３）の厚さ（ｄ）を計算する処理手段と、前記投光器に対向する実際の眼の角膜（３）の表面（３１）の法線に対する光束（２）の傾きの大きさと第２観察角度（αB）からの第１観察角度（αA）の偏差の大きさとを示す傾き係数を、決定した第１距離（ｄA）および決定した第２距離（ｄB）から計算する処理手段と、決定した傾き係数に応じて平均値形成のための重みづけ係数を決定する処理手段とを含む、ことを特徴とする、請求項１記載の決定装置。
【請求項９】
前記像検出手段が像変換器を含み、且つ、前記像検出手段が光線の方向を変更する光学素子を複数含み、第１写像（６Ａ）の生成用の光線が前記像変換器へと照射されるように方向を変更する第１光学素子が第１位置に配設され、且つ、第２写像（６Ｂ）の生成用の光線が前記像変換器へと照射されるように方向を変換する第２光学素子が第２位置に配設されていることを特徴とする、請求項１記載の決定装置。
【請求項１０】
前記投光器が、光束（２）を光面の形態で投影するように該投光器が構成されることを特徴とする、請求項１記載の決定装置。
【請求項１１】
前記像検出手段が、光束（２）に対してシャイムプルーク配列で配設されていることを特徴とする、請求項１記載の決定装置。
【請求項１２】
前記決定装置が、光束（２）の延びる軸（Ｚ）周りに前記投光器および前記像検出手段の回転用の回転駆動装置を含むことを特徴とする、請求項１記載の決定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、眼の幾何学的測定値を決定するための装置および方法に関する。本発明は、特に、投光器によって眼の横断部を通る光束が投影され、像検出手段によって光束の外部の第１位置から、第１観察角度で投光器によって照明された横断部の少なくとも１つの部分領域の第１写像が検出され、且つ、像検出手段によって光束の外部の第２位置から、第２観察角度で前記部分領域の第２写像が検出される、ヒトの眼の幾何学的測定値を決定するための装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
米国特許第６，２３４，６３１号公報（特許文献１）に眼の後部および前部の角膜表面と、角膜厚を測定するための方法が記載されている。米国特許第６，２３４，６３１号公報による方法において、前景を撮影するための正面カメラと、それと対称的に眼の２側景を撮影するために左および右カメラとが使用される。左および右カメラは、それぞれ正面カメラの光軸に対して４５゜の角度で配向されている。米国特許第６，２３４，６３１号公報による方法において、光パターンは十字の形に、すなわち、直交する２つのスリットに同時に投影されたかのように、角膜上に投影され、且つ眼の虹彩が瞳孔の対照のために赤外光で照明される。正面カメラで光十字の水平部分が、且つ左および右カメラでそれぞれ光十字の垂直部分が撮影される。同時に３台のカメラの各々によって瞳孔の像が撮影される。瞳孔像から瞳孔輪郭が３台のカメラの各々の視点から決定される。光十字の像から、および角膜表面のおよその仮定によって、米国特許第６，２３４，６３１号公報により光源角膜カメラのビーム進路に基づき、いわゆる「光線追跡」（Ｒａｙ  Ｔｒａｃｉｎｇ）を利用して角膜厚の第１近似値が算出される。この第１近似値は、前もって決定された前部の角膜表面のトポグラフィー（ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ）を出発点として、後部の角膜表面のトポグラフィーおよび角膜厚が決定される反復方法のための初期値として利用される。前部の角膜表面のトポグラフィの決定は、３台のカメラを用いて行われる角膜上のプラチド円板の反射像から反復計算によって行われる。米国特許第６，２３４，６３１号公報によれば、角膜厚および後部の角膜表面のトポグラフィは、反復的に瞳孔輪郭角膜カメラのビーム進路を基に計算され（ｒａｙ−ｔｒａｃｉｎｇ）、３台のカメラの各々の光景が斟酌される。
【０００３】
国際公開第０１／６２１４０号公報（特許文献２）において、両方の角膜表面および角膜厚のトポグラフィの測定用のシステムが記載されている。国際公開第０１／６２１４０号公報によるシステムにおいて、光線例えばレーザー光が円筒形のレンズによって扇状に拡大され、眼の角膜に照射される。このシステムは、扇状の光線が回転できるように装備されている。扇状の光線および角膜の断面領域で照明された領域は、互いに直角に配設された２台のカメラによって撮影され、前記カメラの観察方向が眼の光軸の視線方向に９０゜の角度を取り囲む。前記カメラによって撮影された、照明された断面領域の像は、それぞれ断面領域の平面が（眼の光軸の方向に見て）該当するカメラの観察方向に対して垂直になる場合にのみ歪がない。別のカメラは前記位置で上から断面領域を検出するため、角膜の厚さも形状も検出できない。国際公開第０１／６２１４０号公報によるシステムにおいて、両方のカメラの撮影から１つの修正された歪のない像が作られ、この歪のない像は仮想の回転カメラ像に相当する。修正された像から角膜の厚さが決定される。光源の回転によって角膜トポグラフィーを複数の修正された像から構成することができる。
【０００４】
光線追跡によって角膜厚を計算するためには、角膜の屈折率、照明角度（投影された光線の方向）、観察角度（撮影された光線の方向）のほかに、角膜の表面傾斜も知られていなければならない。屈折率は既知とみなしてよく、照明角度および観察角度の双方は国際公開第０１／６２１４０号公報によるシステムの較正によって決定することができる。しかし、表面傾斜を決定するためには、国際公開第０１／６２１４０号公報によるシステムでは、角膜の表面傾斜の影響により、国際公開第０１／６２１４０号公報による厚さの計算結果を誤らせないようにするには、追加の手段を必要とする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、その設計および実施が先行技術よりも簡単であり、特に眼の角膜の表面傾斜を決定するために追加の特殊の手段を必要としない、眼の幾何学的測定値を決定する新規の装置および新規の方法を提供することである。
【０００６】
【特許文献１】
米国特許第６，２３４，６３１号明細書
【特許文献２】
国際公開第０１／６２１４０号パンフレット
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明にしたがって、この目的は特に独立請求項の要素によって達成される。その他の有利な実施形態は、さらに従属請求項および明細書から生じる。本発明の、眼の、特にヒトの眼の幾何学的測定値を決定するための装置は、眼の横断部を通る光束を投影するための投光器と、光束の外部の第１位置から、第１観察角度で投光器によって照明された横断部の少なくとも１つの部分領域の第１写像を検出する像検出手段と、光束の外部で第２位置から、第２観察角度で前記部分領域の第２写像を検出するための像検出手段とを含む。
【０００８】
上記目的は、本発明によって、特に前記装置が検出した第１写像からの眼構造の決定、検出した第２写像からの眼構造の決定、第１写像から決定した眼構造の間の第１距離の決定、および、第２写像から決定した眼構造の間の第２距離の決定のための像処理手段を含み、且つ、前記装置が直接的に決定した第１距離および決定した第２距離から少なくとも１つの幾何学的測定値を計算するための処理手段を含むことによって達成される。
【０００９】
既知の観察角度を有する２つの独立位置から、照明された横断部、例えばいわゆる光断面、の２つの写像から第１および第２距離を決定することにより、既知の屈折率で２つの式から計算できる２つの未知数、すなわち角膜の表面傾斜角度と、写像された眼構造に対応する実際の眼内の構造の間の距離とを伴う式を立てられる。眼の幾何学的測定値として眼構造と角膜の表面傾斜角度との間の距離を決定するための前記のように装備された装置の長所は、特にその単純性にある。前記装置のもう１つの長所は、眼構造の間の距離を決定するために眼の角膜の表面傾斜角度についての評価または仮定を行う必要がないことにある。それによって、例えば上開した角膜垂下部（ｃｏｒｎｅａｌ  ｆｌａｐ）、つまり任意の位置で角膜の一部を測定することができる。この装置は、角膜の表面傾斜を決定する追加の特殊の手段も多数のカメラまたは特殊の追加の赤外光源も必要がなく、且つ該装置は、時間も計算能力および記憶スペースも必要とする多数の反復ステップも必要としない。眼構造は２つの観察角度から検出されるので、両方の写像の一方が例外的に陰を有する場合でも行うことができる。
【００１０】
好ましい１つの実施形態例として、本発明の装置の処理手段は、測定された第１の距離および測定された第２の距離から、実際の眼の構造間の距離を決定するように、すなわち、第１の写像および第２の写像から特定される眼構造に対応する眼内の構造間の距離、好ましくは、測定された第１の距離および測定された第２の距離から、重みづけした平均値形成を通じて、決定するように設計される。
【００１１】
好ましくは、検出した第１写像から眼の角膜の決定、検出した第２写像から眼の角膜の決定、第１写像から決定した角膜の第１距離の決定および第２写像から決定した角膜の第２距離の決定のための像処理手段が装備され、且つ、決定した第１距離および決定した第２距離から実際の眼の角膜の厚さを計算するための処理手段が装備されている。上記長所は、このように角膜厚を測定するための対応する装置で達成することができる。
【００１２】
好ましい１つの実施形態例として、決定した第１距離および決定した第２距離から、投光器に対向する実際の眼の角膜の表面に対する光束および法線の間の傾斜角を計算するために、処理手段が付加的にまたは別法として装備されている。つまり前記装置は、眼構造間の距離の測定、特に角膜厚の測定だけでなく、角膜の表面傾斜の測定にも使用することができる。
【００１３】
好ましくは像検出手段の第１位置および第２位置は、光束が位置する平面の異なる側にあり、第１および第２観察角度は等しい大きさである。両方の観察角度を等しい大きさに選ぶ長所は、光束が近似的に角膜の子午線断面を通って進むように装置が使用される場合、仮定または評価した表面傾斜の小さな偏差は、決定した第１距離および決定した第２距離から計算した平均値に影響を及ぼさないため、角膜の表面傾斜の正確な決定が不要になることである。すなわち、平均値形成時に、第１写像からの眼構造間の第１距離の決定時の偏差と、第２写像からの眼構造間の第２距離の決定時の偏差とが相殺される。すなわち、２つの異なる視点から決定した距離の偏差が相殺される。したがって、光束が実質的に投光器に対向する眼の（角膜の）表面に垂直に投影されるように装置が使用されるとき、投光器に対向する角膜の表面の法線に対する光束の僅かな傾きは、角膜厚の決定に影響を及ぼさない。光束が実質的に垂直に角膜の頂点を通して（すなわち眼の光軸）を通して投影されるように装置が使用される場合でも、僅かな傾き（すなわち法線からの傾斜）および偏心性（すなわち頂点からのずれ）は角膜厚の決定に影響を及ぼさない。同じことは第２観察角度からの第１観察角度の小さな偏差にも該当する。また、投光器の傾き不調は殆ど測定に問題のある影響を及ぼさない。つまり、等しい観察角度の長所は、装置の使用、調節および／または較正時の小さな不正確さが大きな偏差で測定結果に影響を及ぼさないことにある。装置が例えば子午線断面に使用される場合、多少の偏心性および傾きでも正確に測定できるようにするため、子午線断面内の較正で充分である。この装置は、上記のように測定結果の精度を維持してより簡単な使用および実施を可能にする。
【００１４】
好ましい１つの実施形態例として、投光器に対向する実際の眼の角膜の表面の法線に対する光束の傾きの大きさと、第２観察角度からの第１観察角度の偏差の大きさとを示す傾き係数を、決定した第１距離および決定した第２距離から計算するための処理手段が装備されている。このような傾き係数は、測定の適用および精度の品質の基準を与える。傾き係数は装置の利用者に表示することができ、それによって装置の使用または較正の修正を行うことができる。該処理手段は、決定した傾き係数に応じて平均値形成のための重みづけ係数を決定するように装備することもでき、それによって自動的に測定値の決定は、光束の傾きの大きさ、第２観察角度からの第１観察角度の偏差の大きさおよび／または角膜の表面傾斜に適合される。
【００１５】
好ましい１つの実施形態例において、像検出手段は像変換器、例えばカメラのＣＣＤチップ（電荷結合素子＝Ｃｈａｒｇｅｄ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）を含み、且つ、像検出手段は光線偏光用の光学素子を含み、像変換器への第１写像の生成用の光線が偏光されるように第１光学手段が第１位置に配設され、且つ、像変換器への第２写像の生成用の光線が偏光されるように第２光学手段が第２位置に配設されている。前記のように配設された光線偏光用の光学手段の長所は、第１および第２写像、すなわち光断面の２つの視点の撮影が同時にただ１つの共通のカメラで検出できることにある。それによって費用のかかる第２カメラと、像検出ハードウエアとを省くことができ、複数の像変換器の同期が不用になり、且つ特にコンパクトな装置となる。
【００１６】
好ましくは、投光器が光束を光面の形で投影するように該投光器が構成される。例えば、投影された光スリットの形の光面は、対応する眼構造を両方の像内に互いに容易に割当てできるように２つの異なる位置によって像的に検出できる眼内の照明された光断面の生成に特に良好に適している。
【００１７】
好ましくは、像検出手段は、光束に対してシャイムプルーク配列（独：Ｓｃｈｅｉｍｐｆｌｕｇａｎｏｒｄｎｕｎｇ、英：Ｓｈｃｈｅｉｍｐｆｌｕｇ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）で配設されている。像検出手段のシャイムプルーク配列は、光束に沿って広い領域にわたり鮮明に写像される長所を有する。
【００１８】
１つの実施形態例において、本発明の装置は光束の延びる軸周りに、像検出手段および投光器の回転用の回転駆動装置を含む。好ましくは眼の光軸周りに像検出手段と投光器の回転によって、幾何学的測定値、特に眼全体の角膜厚を決定することができる。その場合、高い度合の対称性と同じ状態にとどまる測定条件が眼の光軸周りの回転時に測定精度に肯定的な影響を及ぼす。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施態様について、具体例を利用して説明する。この実施態様の例は以下の添付図によって具体的に示す。
【００２０】
以下、本明細書において図１〜３を引用する際に、前記図に関する考察は、投影面の例示として行われるが、投影面と平行に平面に準用するように考慮されることに注意すべきである。概念「垂直」は、投影面に関係する。角膜の子午線面内にない光線の場合、投影面から明らかである追加の照射要素がある。それによって、それぞれの光学構造に応じて像生成の機能的関連性が変化する。これは本方法の上記長所に影響を及ぼさないので、以下、分けて詳述しない。
【００２１】
図１において、符号３は光学的散乱体の簡略化した概略図、特に屈折率ｎおよび厚さｄを有する角膜に関係する。図１において、投光器１１は角膜３を通る光束２を投影する。光束２の構造に応じて、角膜３の横断部が照明される。ここで光束２が実際上、図１の概略図に再現していない空間構造を有することを注記しておく。符号４は角膜３の表面３１に対する表面法線を表す。入射角Θは、光束２および表面法線４の間の角度αを表す。符号１２は、観察角度αで角膜３内に照明された横断部を検出する処理手段を備えた像検出装置を表す。公知のスネルの屈折法則（Ｓｎｅｌｌ’ｓ  Ｌａｗ）に基づき、透明の物体、ここでは角膜３内を進んだ光線の波長は、透明の物体および周囲の媒質の屈折率ならびに光線の入射角および反射角に依存する。従って、像検出装置１２によって撮影される、投光器１１によって照明された角膜３の横断部の写像から、写像された前部の角膜表面３１と写像された後部の角膜表面３２との間の距離ｄ1が決定されるとき、実際の角膜３の厚さｄを解析的または実験的に得た式（ｉ）によって決定した前記距離ｄ1、入射角Θ、観察角度αおよび屈折率ｎの関数として計算することができる（ここでは光束の厚さの影響を挙げていない；式は陰関数の形で表してもよい）。
【００２２】
【数１】
0004255303.tif 000002
【００２３】
図１に示した装置配列と異なり、図２に示した装置配列は２つの像検出装置１２Ａおよび１２Ｂ、例えばＣＣＤカメラ（Ｃｈａｒｇｅｄ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）またはＣＭＯＳカメラ（相補型金属酸化膜シリコーン＝Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｉｌｉｃｏｎ）を含む。像検出装置１２Ａによって、投光器１１によって照明された角膜の横断部が観察角度αAで検出且つ写像される。像検出装置１２Ｂによって、投光器１１によって照明された角膜の横断部が観察角度αBで検出且つ写像される。投光器１１は、光束２を好ましくは平面光の形態（光面）で、特に投影された光スリットとして投影し、その結果、照明された横断部として光断面が生じる。しかし、光束２は放射状の構造を有してもよい。投光器１１は、例えばスリットランプまたは、その光がビーム変換光学系によって扇形に変形されるレーザを含む。観察角度αAおよびαBは異なってよく、且つ光束の同じ側に有ってもよい。しかし、両方の像検出装置１２Ａおよび１２Ｂは、好ましくは共通の平面内で光面と垂直に位置決めされる。図２に概略的に示したように、投光器１１の光束２は角膜を通る角膜表面３１に対して垂直（投影面を基準）に投影される。しかし、角膜表面３１′が点線で表した表面傾斜角度Θをもつ傾斜を有するとき、光束２は傾斜した角膜表面３１′に対する表面法線４′の対応する入射角Θ分だけ傾けられる。
【００２４】
２つの異なる位置から照明された角膜の横断部の両写像から像検出装置１２Ａの写像から前部および後部の角膜表面の間の距離ｄA,と、像検出装置１２Ｂの写像から前部および後部の間の角膜表面の間の距離ｄB,とを決定することができる。観察角度αAおよびαBは装置配列の幾何学から知られ、且つ、屈折率ｎが同様に知られているので、実際の角膜および角膜の表面傾斜角度Θに相当する入射角Θの厚さｄを計算するための２つの未知数を有する２つの式（ｉ）が立てられる。
【００２５】
好ましくは、観察角度αAおよびαBが同じ値を有し、且つ角膜表面３１に対して近似的に垂直に投影されるように、両方の像検出装置１２Ａおよび１２Ｂが配設される。同じ観察角度αAおよびαBをもつ構成が、表面傾斜角度Θもしくは入射角Θを正確に決定する必要なしに、角膜３の厚さｄの正確な決定を可能にする。一定の距離ｄAおよびｄBに対して、下記式（ｉｉA、ｉｉB）に基づき、テイラー級数を立てると、表面傾斜角度Θもしくは入射角Θからの小さな偏差の級数を第２項により減ずることを許容する。
【００２６】
【数２】
0004255303.tif 000003
【００２７】
【数３】
0004255303.tif 000004
【００２８】
一定の距離ｄAおよび一定の距離ｄBについて対応して減少したテイラー級数からの算術平均値を計算する場合、両方の像検出装置１２Ａおよび１２Ｂの異なる位置から前記のような偏差ｄΘは、それぞれ異なる符号をもつ角度として検出され、且つ偏差がそれによってなくなるので、偏差ｄΘは影響を及ぼさない。実際の使用時に、例えば角膜の頂点Ｓ（図３参照）を通して光束２の予定された垂直投影時に頂点Ｓからの側面移動（すなわち偏心性）が１ｍｍになる場合、移動した測定点で対応する表面傾斜角度Θによって生じた測定偏差は、ある位置からただ１つの像検出装置１２による測定に比べ、少なくとも係数１０だけ低減される。つまり４５゜の観察角度の場合、１ｍｍまでの偏心性（もしくは対応する傾き）による測定偏差が明らかに５μｍ以下に保持される。
【００２９】
図３で符号１は、眼の幾何学的測定値を決定するための装置の好ましい実施態様を表す。図３で同じ符号を付けた構成は、図２の装置配列の構成に対応する。図３に、投光器１１からの光束２は角膜３の頂点Ｓを通る前部の角膜表面３１に対して実質的に垂直に投影されるように装置が使用される。図２による装置配列と同様に光束２によって照明された角膜３の横断部が装置１によって２つの異なる位置から検出且つ写像される。もちろん、装置１の像検出手段は、該像検出手段がただ１つ（唯一）の共通の像変換器１２０を含むことによって、図２の装置配列における像検出手段とは区別される。装置１の像検出手段は、特に照射写像光学素子１２２Ａおよび１２２Ｂ、例えば対物レンズまたはレンズと、照射偏光光学素子１２１Ａおよび１２１Ｂ、例えば鏡とを備える。図３に概略的に示したように、それぞれ１つの照射写像素子１２２Ａまたは１２２Ｂ、および、照射偏光素子１２１Ａまたは１２１Ｂが組で、観察角度αAもしくはαBで照明された角膜３の横断部の光線が照射写像素子１２２Ａまたは１２２Ｂにより照射偏光素子１２１Ａもしくは１２１Ｂの方向へ写像され、且つ前記光線が照射偏光素子１２１Ａもしくは１２１Ｂによって共通の像変換器１２０に偏光されるように配設されている。観察角度αAおよびαBは、好ましくは同じ値を有する。図３に概略的に示したように、照射写像素子１２２Ａまたは１２２Ｂおよび照射偏光素子１２１Ａもしくは１２１Ｂは、好ましくは平面内で対称（眼の光軸Ｚに対して）に光面に対して垂直に配設されている。像変換器１２０、例えばＣＣＤチップは、好まし光束２用のシャイムプルーク配列で配設される。当業者は、図３に示した光学素子の配列が２つの観察角度αAおよびαBで投光器１１によって照明された角膜３の横断部の少なくとも１つの部分領域の２つの写像を共通の像変換器１２０上に生成するための、多くの可能な配列の１つにすぎないことを理解するであろう。例えば、鏡をレンズの前に配設し、別の鏡およびレンズを使用し、鏡光学系を使用し、および／または光学素子を非対称に配設し、ならびに歪像の写像を使用することも可能であろう。
【００３０】
共通の像変換器１２０において、図４に概略的に光断面の場合で示したように、照明された角膜３の横断部の観察角度αAで撮影された第１写像６Ａと、照明された角膜３の横断部の観察角度αBで撮影された第２写像６Ｂとをもつ複数像が構成される。図４で、角膜の厚さは像生成の法則性に基づき周縁部に見かけ上テーパをつけることができることをｄA′で示している。この見かけ上の厚さの変化は、例えば光断面の対称面との角度γが決定されることによって、角膜３の実際の厚さの計算時に考慮することができる。次いで角度γに依存する修正機能により一定の厚さ値を修正することができる。それによって簡単な方法で、厳密には頂点Ｓにのみ有効である較正を角膜の側面領域にも拡大することができる。ここで別の作動間隔を選ぶ場合、照明された横断部を複数像でも重ね合せできることを指摘しておく。部分像が像処理の方法で分離できる場合は、別法としてフィルタ（例えばカラーカメラの同時の使用時のカラーフィルタ）またはシャッタを介して像分離を好適な方法で行うことができる。
【００３１】
装置１は、該装置が後述の像処理機能を実行するように装置１のプロセッサを制御するプログラミングされたソフトウエアモジュールを備えた像処理手段１３を含む。像処理手段１３は、それぞれ検出した第１写像６Ａと、検出した第２写像６Ｂとから画定された、前部の角膜構造６１Ａもしくは６１Ｂの写像および後部の角膜表面６２Ａもしくは６２Ｂの写像によって決定される角膜のような眼構造、光彩および瞳孔の輪郭（図示せず）または前房深さなどのような他の特徴または前房角度（図示せず）を決定する。以下、像処理手段１３が、角膜厚のような一定に写像された眼構造の間の定義された距離、すなわち前部の角膜表面６１Ａの写像と後部の角膜表面６２Ａの写像との間の距離ｄAもしくは前部の角膜表面６１Ｂの写像と後部の角膜表面６２Ｂの写像との間の距離ｄBを決定する。図４は、距離が直接角膜の写像内で決定される好ましい実施形態例を示す。
【００３２】
装置１は、該装置が後述の機能を実行するように装置１のプロセッサを制御するプログラミングされたソフトウエアモジュールを備えた処理手段１４を含む。処理手段１４は、像処理手段１３によって決定された距離から眼の実際の構造の間の距離のような、例えば眼の幾何学的測定値、特に角膜厚ｄ、または角膜３の表面傾斜角度Θなどを計算する。特に処理手段１４は、重みづけした平均値形成により距離ｄAおよび距離ｄBから角膜厚ｄを計算する。平均値形成の重みづけ係数は、式（ｉ）から既知の屈折率ｎおよび既知の観察角度から求められる。例えば、平行視点の場合、αA＝αB＝α、およびΘ＝０で式（ｉｉｉ）から重みづけ係数ｃの第１近似値で得られる。
【００３３】
【数４】
0004255303.tif 000005
【００３４】
配列の対称性に基づき、ｄAおよびｄBの重みづけ係数は、この場合に等しい大きさであり、次いで式（ｉｖ）によって重みづけした平均値形成によって得られる。
【００３５】
【数５】
0004255303.tif 000006
【００３６】
しかし、処理手段１４はまた、上述のように、前部の角膜表面３１に対する光束２と表面法線４との間の入射角Θに相当する角膜３の表面傾斜角度Θを距離ｄAおよび距離ｄBから計算するように設計することもできる。表面傾斜角度Θは上記例において既知の屈折率ｎおよび既知の観察角度αA＝αB＝αで平行視点の場合に式（ｖ）から得られる。
【００３７】
【数６】
0004255303.tif 000007
【００３８】
また、処理手段１４は、距離ｄAおよび距離ｄBから式（ｖｉ）によって傾き係数ｋも計算し、前記傾き係数は前部の角膜表面３１との表面法線４に対する光束２の傾きの大きさ（もしくは偏心性の大きさ）および／または観察角度αBからの観察角度αAの偏差の大きさを表す。
【００３９】
【数７】
0004255303.tif 000008
【００４０】
傾き係数ｋは一定の許容差範囲内にある限り、処理手段１４は、傾きへの重みづけ係数の調整なしに角膜厚ｄを計算するために重みづけした平均値形成を使用する。
【００４１】
１つの実施形態例において、重みづけ係数は、傾き係数の関数として調整することができる。
【００４２】
１つの実施形態例において、処理手段１４は、使用支援として傾き係数ｋを装置１の利用者のためにディスプレイ１６に表示する。
【００４３】
傾き係数ｋは、処理手段１４によって角膜厚ｄの計算時に重みづけした平均値形成による第１計算モードから第２計算モードへ自動的に切り替える決定をするための基礎として使用することができ、さらに前記計算モードで角膜厚ｄに加えて角膜の入射角Θもしくは表面傾斜角度Θが未知とみなされ、両方の像検出装置１２Ａおよび１２Ｂ、もしくは対応する像検出手段１２０、１２１Ａ、１２１Ｂ、１２２Ａ、１２２Ｂのそれぞれについて２つの式（ｉ）が解かれる。
【００４４】
処理手段１４は、照明した角膜３の横断部の検出した部分領域にある前部の角膜表面３１の全点の角膜３の厚さおよび表面傾斜角度Θを計算することができる。
【００４５】
装置１で、像変換器１２０、照射写像素子１２２Ａおよび１２２Ｂ、照射偏光素子１２１Ａおよび１２１Ｂならびに投光器１１は、回転駆動装置１５、例えば電気モータによって眼の光軸Ｚ周りに回転される回転式担体装置１０内に配設されている。光軸Ｚ周りの像投影器１１および像検出手段１２０、１２１Ａ、１２１Ｂ、１２２Ａおよび１２２Ｂの回転によって、角膜３全体が測定される。この構成で、高い対称性に基づき最小の測定不確実性を達成することができる。
【００４６】
像処理手段１３および処理手段１４は、共通のプロセッサまたは複数のプロセッサで実行されるプログラミングされたソフトウエアモジュールを含む。本明細書においては、像処理手段１３と処理手段１４の区別は純粋に概念上の性質であり、すなわち、像処理手段１３に割当てられる機能は、処理手段１４にも割当て、且つその逆にすることもできる（例えば距離の決定と同様）。当業者は、像処理手段１３および処理手段１４のソフトウエアモジュールの機能がハードウエアによっても実行できることを理解するであろう。
【００４７】
ここで、装置１が好ましくはコンパクトな測定プローブとして設計され、表面全体にわたり、角膜厚ｄおよび表面傾斜角度Θの計算を担う処理手段１４のモジュールは、外部の処理ユニット、例えばパーソナルコンピュータで実行することができ、装置１とのデータ交換が接触式または無接触式の通信接続を介して行われることを注記しておく。角膜厚ｄおよび表面傾斜角度Θの計算値は、ディスプレイ１６または外部の処理ユニットのディスプレイ上に表示することができる。
【００４８】
ここで特に、装置１が、複数の光束の投影するように拡張できることも注記しておく。特に２以上の観察角度からの写像も検出できるが、もちろんこれは、例えば光束の幅のような追加のパラメータが検出されるべきである場合にのみ有意義である（３つの未知数をもつ３つの式）。より良く理解するために、本明細書で使用した観察角度α（αA、αB）は観察ビームを表すことも注記しておくことにする。中央視点の写像が使用されるとき、αが変化する。
【００４９】
最後に、角膜厚を決定するための上記記載は、他の距離の決定にも適用可能であることを注記しておく。
【図面の簡単な説明】
【図１】投光器から眼の角膜を通して投影され、像検出手段によって検出される光束のビーム進路の概略図である。
【図２】光束を投影するための投光器を含み、且つ投光器によって照明された角膜の横断部を２つの観察位置から検出するための２つの像検出装置を含む装置配置の概略図である。
【図３】光束を眼の角膜を通して投影し、２つの観察位置から光束によって照明された横断部を検出する眼の幾何学的測定値を決定するための装置の概略図である。
【図４】眼の角膜の照明された横断部の第１および第２写像を含む二重像である。
【符号の説明】
１  眼の幾何学的測定値の決定装置
２  光束
３  角膜
４  法線
６Ａ  第１写像
６Ｂ  第２写像
１０  回転式担体装置
１１  投光器
１２  処理手段を備えた像検出装置
１２Ａ、１２Ｂ  像検出装置
１３  像処理手段
１４  処理手段
１５  回転駆動装置
１６  ディスプレイ
３１、３１′  前部の角膜表面
３２  後部の角膜表面
６１Ａ、６１Ｂ  前部の角膜表面の写像
６２Ａ、６２Ｂ  後部の角膜表面の写像
１２０  像変換器
１２１Ａ、１２１Ｂ  照射偏光光学手段（鏡）
１２２Ａ、１２２Ｂ  照射写像光学手段（レンズ）
α、αA、αB  観察角度
ｄ  厚さ（距離）
ｄA  第１距離
ｄB  第２距離
ｄ1  距離
ｎ  屈折率
Θ  入射角（表面傾斜角度に相当）
Ｓ  角膜の頂点
Ｚ  眼の光軸
【図１】
0004255303.tif 000009
【図２】
0004255303.tif 000010
【図３】
0004255303.tif 000011
【図４】
0004255303.tif 000012