DE102005020911A1 - Polarized optical radiation`s polarization condition change measuring method, involves adjusting measured light polarization condition of light radiation based on value of polarization condition quantity - Google Patents

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Abstract

The method involves radiating light rays of polarized optical light radiation with two different polarization conditions under different angle of incidence on the eye (1). Values of the polarization condition quantity is collected based on the angle of incidence of the light radiation or reflection angle of detection radiation. A measured light polarization condition of the light radiation is adjusted based on the collected values. An independent claim is also included for a device for measuring the change of polarization condition of polarized optical radiation through an optical active layer of a body.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Messung der Änderung des Polarisationszustands von polarisierter optischer Strahlung durch eine optisch aktive Schicht eines Körpers, insbesondere das Kammerwasser des Auges, und/oder einer Konzentration eines optisch aktiven Stoffs in der optisch aktiven Schicht, insbesondere auch des Glucosegehalts des Kammerwassers des Auges, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The The present invention relates to a method of measurement the change the polarization state of polarized optical radiation an optically active layer of a body, in particular the aqueous humor of the eye, and / or a concentration of an optically active substance in the optically active layer, in particular also the glucose content the aqueous humor of the eye, and a device for carrying out the Process.

Verfahren der oben genannten Art können allgemein zur Untersuchung von optischen Eigenschaften von Körpern eingesetzt werden. Besondere Bedeutung können sie jedoch bei hinreichender Genauigkeit haben, wenn sie zur Untersuchung des Auges angewendet werden. Das Auge weist auf seiner Vorderseite einen Aufbau mit mehreren Schicht auf: Auf die Cornea folgt die mit Kammerwasser gefüllte Vorderkammer des Auges, an die sich die Augenlinse anschließt, hinter der der Glaskörper sitzt. Das Kammerwasser enthält optisch aktive Stoffe, so daß eine Untersuchung der Eigenschaften der Schicht mit Kammerwasser, die durch die Vorderkammer gebildet wird, von Interesse sein kann.method of the above kind can be general used for the investigation of optical properties of bodies become. Special meaning can be However, they have reasonable accuracy when examining them to be applied to the eye. The eye points to its front a structure with several layers on the cornea follows the with aqueous humor filled anterior chamber of the eye, which is followed by the eye lens, behind which the vitreous body sits. The aqueous humor contains optically active substances, so that an investigation the properties of the layer of aqueous humor passing through the anterior chamber may be of interest.

Die regelmäßige Blutzuckermessung stellt für Diabetiker eine erhebliche Belastung dar, da sie bisher immer mit einer schmerzhaften Blutentnahme, in der Regel aus einer Fingerkuppe, verbunden ist. Insbesondere Diabetiker vom Typ I sollten täglich mindestens fünf Blutzuckermessungen durchführen, um den Insulinspiegel genau einstellen zu können. Wegen der schmerzhaften Prozedur der Blutentnahme werden jedoch im Mittel nur zwei bis drei Messungen durchgeführt, was schleichend organische Schäden und eine deutlich verringerte Lebenserwartung zur Folge hat.The regular blood glucose measurement represents for Diabetics are a significant burden, as they have always been with a painful blood sample, usually from a fingertip, connected is. In particular, Type I diabetics should at least daily five blood glucose measurements perform to to be able to adjust the insulin level exactly. Because of the painful However, the blood collection procedure will only take two to three on average Measurements carried out what creeping organic damage and results in a significantly reduced life expectancy.

Aus diesem Grund gibt es große Bemühungen, eine zuverlässige nichtinvasive Methode zur Messung des Blutzucker- bzw. Glucosegehalts im Körper zu finden. Ein vielversprechender Ansatz basiert auf der Messung des Glucosegehalts im Kammerwasser des Auges, da dieser repräsentativ für den Glucosegehalt im Blut ist. Neben Glucose enthält das Kammerwasser noch andere Stoffe, wie z.B. Lactat, Albumin, Ascorbinsäure, Aminosäuren, Salze u.a., die diagnostisch von Interesse sein können.Out There are big ones for that reason efforts a reliable one Non-invasive method for measuring blood sugar or glucose content in the body to find. A promising approach is based on the measurement the glucose content in the aqueous humor of the eye, as this representative for the Glucose content in the blood is. In addition to glucose, the aqueous humor contains other Fabrics, such as e.g. Lactate, albumin, ascorbic acid, amino acids, salts, and the like, which are diagnostic may be of interest.

Aus DE 42 43 142 A1 ist eine Vorrichtung zur in-vivo-Bestimmung einer optischen Eigenschaft des Kammerwassers in der Vorderkammer des Auges beschrieben mit einer Lichtquelle, um Licht entlang eines primärseitigen Strahlengangs in die Vorderkammer einzustrahlen, einem Detektor, um entlang eines sekundärseitigen Strahlengangs aus der Vorderkammer heraustretendes Licht zu detektieren und einer Signalverarbeitungseinheit, um die optischen Eigenschaften auf Basis des Meßsignals des Detektors zu bestimmen. Insbesondere wird vorgeschlagen, die optische Drehung der Polarisationsrichtung durch Glucose im Kammerwasser zu bestimmen.Out DE 42 43 142 A1 a device for in vivo determination of an optical property of the aqueous humor in the anterior chamber of the eye is described with a light source for radiating light along a primary-side beam path in the anterior chamber, a detector for detecting light emerging from the anterior chamber along a secondary-side beam path and a signal processing unit for determining the optical characteristics based on the detection signal of the detector. In particular, it is proposed to determine the optical rotation of the polarization direction by glucose in the aqueous humor.

Es ist jedoch zu erwarten, daß das dort beschriebene Verfahren nicht mit einer für die Bestimmung des Blutzuckerspiegels ausreichenden Genauigkeit arbeitet, da der optisch komplexe Aufbau des Auges nicht genau berücksichtigt wird.It However, it is to be expected that the there described method does not use one for the determination of blood sugar levels sufficient accuracy works as the optically complex construction of the eye is not exactly considered becomes.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem die Änderung eines Polarisationszustands von polarisierter optischer Strahlung, insbesondere eine Änderung der Polarisationsrichtung von linear polarisierter optischer Strahlung, durch eine optisch aktive Schicht eines Körpers, insbesondere durch die Vorderkammer bzw. das Kammerwasser des Auges, und/oder eine Konzentration eines optisch aktiven Stoffs in der Schicht, insbesondere auch die Glucosekonzentration des Kammerwassers, zuverlässig und nichtinvasiv gemessen werden kann, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen.Of the The invention is therefore based on the object of providing a method with the change a polarization state of polarized optical radiation, in particular a change the polarization direction of linearly polarized optical radiation, by an optically active layer of a body, in particular by the Anterior chamber or the aqueous humor of the eye, and / or a concentration an optically active substance in the layer, in particular also the Glucose concentration of the aqueous humor, measured reliably and non-invasively and to provide an apparatus for carrying out the method.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Messung der Änderung eines Polarisationszustands polarisierter optischer Strahlung durch eine optisch aktive Schicht eines Körpers, die zwischen der Oberfläche des Körpers und einer reflektierenden Schicht angeordnet ist und einen optisch aktiven Stoff enthält, und/oder einer die Konzentration des optisch aktiven Stoffs in der optische aktiven Schicht wiedergebenden Größe, bei dem Beleuchtungsstrahlen von polarisierter optischer Beleuchtungsstrahlung mit wenigstens zwei verschiedenen vorgegebenen Polarisationszuständen unter verschiedenen vorgegebenen Einfallswinkeln auf den Körper gestrahlt werden. In Abhängigkeit von den Einfallswinkeln der Beleuchtungsstrahlen oder Ausfallwinkeln von Detektionsstrahlen, die aus den Beleuchtungsstrahlen nach wenigstens einfa chem Durchtritt durch die optisch aktive Schicht und Reflexion an der reflektierenden Schicht bei Austritt aus dem Körper entstehen, werden Werte wenigstens einer Polarisationszustandsgröße erfaßt, die den Polarisationszustand der Detektionsstrahlen, wenigstens in Bezug auf die Änderung des Polarisationszustandes durch die optisch aktive Schicht charakterisiert. Es wird ein Meßbeleuchtungspolarisationszustand der Beleuchtungsstrahlung in Abhängigkeit von den erfaßten Werten der wenigstens einen Polarisationszustandsgröße und den vorgegebenen Polarisationszuständen eingestellt und eine Messung der Änderung des Polarisationszustands der Beleuchtungsstrahlung durch die optisch aktive Schicht bzw. der die Konzentration des optisch aktiven Stoffs wiedergebenden Größe durchgeführt.The object is achieved by a method for measuring the change of a polarization state of polarized optical radiation through an optically active layer of a body, which is arranged between the surface of the body and a reflective layer and contains an optically active substance, and / or the concentration of of optically active material in the optical active layer reproducing size, are irradiated at the illumination beams of polarized optical illumination radiation having at least two different predetermined polarization states at different predetermined angles of incidence on the body. Depending on the angles of incidence of the illumination beams or failure angles of detection beams emerging from the illumination beams after at least one pass through the optically active layer and reflection on the reflective layer as they exit the body, values of at least one polarization state quantity are detected which determine the state of polarization Detection beams, characterized at least with respect to the change of the polarization state by the optically active layer. A measurement illumination polarization state of the illumination radiation is set in dependence on the detected values of the at least one polarization state quantity and the predetermined polarization states, and a measurement of the change of the polarity tion state of the illumination radiation through the optically active layer or the concentration of the optically active substance reproducing size carried out.

Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Vorrichtung zur Messung der Änderung eines Polarisationszustands polarisierter optischer Strahlung durch eine optisch aktive Schicht eines Körpers, die zwischen der Oberfläche des Körpers und einer reflektierenden Schicht angeordnet ist und einen optisch aktiven Stoff enthält, und/oder einer die Konzentration des optisch aktiven Stoffs in der optische aktiven Schicht wiedergebenden Größe, die eine Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung des Körpers mit Beleuchtungsstrahlen polarisierter optischer Strahlung, deren Polarisationszustand in Abhängigkeit von Steuersignalen einstellbar ist, unter verschiedenen Einfallswinkeln und eine Detektionseinrichtung umfaßt, mit der in Abhängigkeit von den Einfallswinkeln der entsprechenden Beleuchtungsstrahlen oder Ausfallwinkeln der Detektionsstrahlen, die aus den Beleuchtungsstrahlen nach wenigstens einfachem Durchtritt durch die optisch aktive Schicht und Reflexion an der reflektierenden Schicht entstehen, Werte wenigstens einer Polarisationszustandsgröße erfaßbar sind, die den Polarisationszustand der Detektionsstrahlen, wenigstens in Bezug auf die Änderung des Polarisationszustandes durch die optisch aktive Schicht charakterisiert. Die Vorrichtung verfügt weiter über eine mit der Detektionseinrichtung und der Beleuchtungseinrichtung verbundene Steuer- und Auswerteeinrichtung, die dazu ausgebildet ist, Steuersignale zur Einstellung von wenigstens zwei verschiedenen Polarisationszuständen an die Beleuchtungseinrichtung abzugeben, für jeden der eingestellten Polarisationszustände mittels der Detektionseinrichtung die Werte der wenigstens einen Polarisationszustandsgröße in Abhängigkeit von den Eintrittswinkeln der jeweiligen Beleuchtungsstrahlen und/oder den Austrittswinkeln der Detektionsstrahlen zu erfassen und in Abhängigkeit von den erfaßten Werten der wenigstens einen Polarisationszustandsgröße und den vorgegebenen Polarisationszuständen einen Meßbeleuchtungspolarisationszustand zu ermitteln und entsprechende Steuersignale zur Einstellung des Meßbeleuchtungspolarisationszustands an die Beleuchtungseinrichtung abzugeben.The Task is still solved by a device for measuring the change of a polarization state polarized optical radiation through an optically active layer a body, the between the surface of the body and a reflective layer, and one optically contains active substance, and / or the concentration of the optically active substance in the optical active layer reproducing size, which is a lighting device to illuminate the body Illumination beams of polarized optical radiation, their state of polarization dependent on of control signals is adjustable, at different angles of incidence and a detection device, with the depending from the angles of incidence of the corresponding illumination beams or failure angles of the detection beams resulting from the illumination beams after at least easy passage through the optically active layer and Reflection on the reflective layer arise, values at least a polarization state quantity are detectable, the state of polarization of the detection beams, at least in terms of the change of the polarization state characterized by the optically active layer. The device has continue over one with the detection device and the illumination device connected control and evaluation device, which is designed to is, control signals for setting at least two different polarization states to the lighting device, for each of the set polarization states by means of the detection device, the values of the at least one polarization state variable in dependence from the entrance angles of the respective illumination beams and / or To detect the exit angles of the detection beams and in dependence from the recorded values the at least one polarization state quantity and the predetermined polarization states one Meßbeleuchtungspolarisationszustand to determine and appropriate control signals for setting the Measurement illumination polarization state to deliver the lighting device.

Der Polarisationszustand kann beispielsweise durch die Angabe des Verhältnisses der Polarisations- bzw. Feldkomponenten in zwei vorgegebenen, zueinander orthogonalen Richtungen und deren Phasendifferenz beschrieben werden. Unter dem Polarisationszustand der optischen Strahlung wird insbesondere die von der Phasendifferenz abhängige Art der Strahlung wird insbesondere die von der Phasendifferenz abhängige Art der Polarisation, d.h. z.B. lineare oder elliptische oder zirkulare Polarisation, sowie den Zustand bezüglich der Polarisationskomponenten quantitativ beschreibende Angaben, im Fall linearer Polarisation beispielsweise die Polarisationsrichtung, verstanden. Ist durch die verwendete Vorrichtung die Art der Polarisation festgelegt, genügen für die Beschreibung des Polarisationszustands die quantitativ beschreibenden Angaben.Of the Polarization state, for example, by specifying the ratio the polarization or field components in two predetermined, each other Orthogonal directions and their phase difference are described. Under the polarization state of the optical radiation is in particular the dependent of the phase difference The type of radiation is especially that of the phase difference dependent Type of polarization, i. e.g. linear or elliptical or circular Polarization, as well as the state with respect to the polarization components quantitative descriptive information, in the case of linear polarization for example, the polarization direction, understood. Is through the device used determines the type of polarization, suffice for the description the polarization state, the quantitative descriptive information.

Das Verfahren und die Vorrichtung eignen sich zur Untersuchung eines Körpers, der wenigstens die optisch aktive Schicht und die reflektierende Schicht aufweist. Darüber hinaus kann der Körper noch weitere Schichten aufweisen, die Einfluß auf die Messung haben. Insbesondere kann es sich bei dem Körper um das Auge handeln, das nach der Cornea als optisch aktive Schicht die mit Kammerwasser gefüllte Vorderkammer und als reflektierende Schicht die Augenlinse umfaßt.The The method and the device are suitable for the investigation of a body, the at least the optically active layer and the reflective layer having. About that In addition, the body can still have further layers that have influence on the measurement. Especially it can affect the body act around the eye, the cornea as an optically active layer the filled with aqueous humor Anterior chamber and as a reflective layer covers the eye lens.

Bei dem Verfahren wird der Körper mit optischer Beleuchtungsstrahlung eines vorgegebenen Polarisationszustands bestrahlt, wozu bei der Vorrichtung die Beleuchtungseinrichtung dient.at the procedure becomes the body with optical illumination radiation of a predetermined polarization state irradiated, including in the device, the lighting device serves.

Die Beleuchtungseinrichtung kann hierzu eine Strahlungsquelle für unpolarisierte oder beliebig polarisierte optische Strahlung und eine über Steuersignale zur Einstellung eines gewünschten Polarisationszustands ansteuerbare Einrichtung zur Einstellung eines Polarisationszustandes verfügen. Als Strahlungsquelle können beispielsweise Laserdioden, lichtemittieren Dioden oder Halogenlampen dienen. Die Strahlungsquelle gibt vorzugsweise optische Strahlung im Wellenlängenbereich zwischen 300 nm und 3500 nm ab. Zur Erzeugung linear polarisierter Beleuchtungsstrahlung einer vorgegebenen Polarisationsrichtung kann die Einstelleinrichtung beispielsweise im Beleuchtungsstrahlengang der Strahlungsquelle ein entsprechend den Steuersignalen beispielsweise motorisch rotierbarer Polarisator aufweisen. Dies hat den Vorteil, daß nur ein Element im Strahlengang angeordnet zu werden braucht. Alternativ kann ein Polarisator für linear polarisierte Strahlung und diesem nachgeordnet ein durch die Steuersignale steuerbar polarisationsdrehendes Element vorgesehen sein. Als steuerbar polarisationsdrehendes Element kann beispielsweise ein entsprechend den Steuersignalen beispielsweise motorisch rotierbares λ/2-Plättchen, ein Element mit Flüssigkristallen in einem durch die Steuersignale einstellbares elektrischen Feld zur Drehung der Polarisationsrichtung, oder ein Faraday-Rotator verwendet werden. Die letzten beiden Varianten haben den Vorteil, daß keine motorisch angetriebenen Elemente vorhanden zu sein brauchen. Die Beleuchtungseinrichtung kann weiterhin eine Optik zur Fokussierung der Beleuchtungsstrahlung auf die reflektierende Schicht aufweisen.The Lighting device can this purpose a radiation source for unpolarized or arbitrary polarized optical radiation and one via control signals to set a desired Polarization state controllable device for setting a Polarization state. As a radiation source can For example, laser diodes, light emitting diodes or halogen lamps serve. The radiation source preferably emits optical radiation in the wavelength range between 300 nm and 3500 nm. To produce linearly polarized Illumination radiation of a predetermined polarization direction can the adjustment, for example, in the illumination beam path the radiation source according to the control signals, for example having a motor rotatable polarizer. This has the advantage that only an element in the beam path needs to be arranged. alternative can be a polarizer for linearly polarized radiation and this subordinate one by the control signals controllably provided polarization-rotating element be. As a controllable polarization-rotating element, for example a motorized rotatable λ / 2 plate according to the control signals, an element with liquid crystals in an adjustable by the control signals electric field for rotation of the polarization direction, or a Faraday rotator be used. The last two variants have the advantage that no motor driven elements need to be present. The Lighting device may further optics for focusing having the illumination radiation on the reflective layer.

Die Beleuchtungsstrahlung wird auf den Körper gestrahlt und dringt, gegebenenfalls nach Passieren weiterer Schichten, durch die optisch aktive Schicht, wird an der reflektierenden Schicht reflektiert und tritt dann nach erneuter Passage der optisch aktiven Schicht und gegebenenfalls der weiteren Schichten als Detektionsstrahlung aus dem Körper aus. Bei Durchtritt der optischen Strahlung durch die optisch aktive Schicht wird der Polarisationszustand der optischen Strahlung verändert. Beispielsweise wird bei linear polarisierter Strahlung die Polarisationsebene gedreht, wobei die Größe der Drehung von der Weglänge der optischen Strahlung in der optisch aktiven Schicht und der Konzentration und Art der in der optisch aktiven Schicht vorhandenen optisch aktiven Stoffe abhängt. Bei der Reflexion tritt eine weitere Änderung des Polarisationszustands auf, die im allgemeinen vom Einfallswinkel der optischen Strahlung gegenüber der reflektierenden Schicht und den Reflexionseigenschaften der reflektierenden Schicht bzw. Grenzfläche abhängt. Dieser Einfluß der reflektierenden Schicht auf den Polarisationszustand der Beleuchtungsstrahlung kann größer sein als der der optisch aktiven Schicht. Der Erfindung liegt unter anderem die Beobachtung zugrunde, daß sich Ungenauigkeiten bzw. Schwankungen bei der Einstellung des Einfallswinkels der Beleuchtungsstrahlen auf das Auge bzw. die Augenlinse so stark auf die Drehung der Polarisationsebene von linear polarisierter optischer Strahlung auswirken können, daß eine Ermittlung der Drehung der Polarisationsrichtung durch die optische Aktivität der optisch aktiven Schicht und/oder die Konzentration der optisch aktiven Stoffe in der Schicht mit ausreichender Genauigkeit zunächst nicht möglich zu sein scheint, wenn der Einfallswinkel fest vorgegeben wird.The illumination radiation is radiated onto the body and penetrates, possibly to Pas Further layers, through the optically active layer, is reflected at the reflective layer and then exits after renewed passage of the optically active layer and optionally the other layers as detection radiation from the body. When the optical radiation passes through the optically active layer, the polarization state of the optical radiation is changed. For example, in the case of linearly polarized radiation, the polarization plane is rotated, the magnitude of the rotation being dependent on the path length of the optical radiation in the optically active layer and the concentration and type of optically active substances present in the optically active layer. Upon reflection, a further change in polarization state occurs, which generally depends on the angle of incidence of the optical radiation to the reflective layer and the reflective properties of the reflective layer or interface. This influence of the reflective layer on the polarization state of the illumination radiation can be greater than that of the optically active layer. The invention is based inter alia on the observation that inaccuracies or fluctuations in the adjustment of the angle of incidence of the illumination beams on the eye or the lens can affect the rotation of the polarization plane of linearly polarized optical radiation so strong that a determination of the rotation of the Polarization direction by the optical activity of the optically active layer and / or the concentration of the optically active substances in the layer with sufficient accuracy initially seems to be impossible if the angle of incidence is fixed.

Zur Überwindung des Problems nutzen das Verfahren und die Vorrichtung unter anderen die Erkenntnis, daß die Änderung des Polarisationszustands der optischen Strahlung durch die Reflexion von dem Einfallswinkel an der reflektierenden Schicht je nach dem Polarisationszustand verschieden stark ausgeprägt ist. Diese je nach Polarisationszustand unterschiedlich starke Abhängigkeit der Änderung des Polarisationszustands von dem Einfallswinkel an der reflektierenden Schicht und damit auch an dem Körper wird nun dazu genutzt, einen für die eigentliche Messung günstigen Meßbeleuchtungspolarisationszustand einzustellen.To overcome of the problem use the method and the device among others the realization that the change the polarization state of the optical radiation by the reflection of the angle of incidence on the reflective layer depending on the polarization state different strong is. Depending on the state of polarization, this varies in dependence the change of the polarization state from the angle of incidence at the reflective Layer and thus also on the body will now be used for a the actual measurement cheap Meßbeleuchtungspolarisationszustand adjust.

Dazu werden zunächst für wenigstens zwei verschiedene Polarisationszustände Beleuchtungsstrahlen unter verschiedenen Einfallswinkeln auf den Körper bzw. die reflektierende Schicht gestrahlt, aus denen dann jeweils entsprechende Detektionsstrahlen entstehen, die unter den Einfallswinkeln zugeordneten Ausfallwinkeln aus dem Körper austreten. Die Einfallswinkel sind dabei, wie auch bei der späteren Messung, größer als 0° und kleiner als 90°. Es werden Werte wenigstens einer Polarisationszustandsgröße, die den Polarisationszustand der Detektionsstrahlen wenigstens in Bezug auf die Änderung des Polarisationszustandes durch die optisch aktive Schicht charakterisiert, in Abhängigkeit von den Ausfallwinkeln und/oder den Einfallswinkeln für die beiden vorgegebenen Polarisationszustände der Beleuchtungsstrahlung ermittelt.To be first for at least two different polarization states under illumination beams different angles of incidence on the body or the reflective Layer blasted, from which then each corresponding detection beams arise, the angle of attack assigned under the angles of incidence out of the body escape. The angles of incidence are, as in the later measurement, greater than 0 ° and smaller as 90 °. Values of at least one polarization state quantity, the the polarization state of the detection beams at least in relation on the change the polarization state characterized by the optically active layer, dependent on from the failure angles and / or the angles of incidence for the two predetermined polarization states the illumination radiation determined.

Darunter, daß die Polarisationszustandsgröße den Polarisationszustand der Detektionsstrahlen wenigstens in Bezug auf die Änderung des Polarisationszustandes durch die optisch aktive Schicht charakterisiert, wird insbesondere verstanden, daß unter Verwendung der Polarisationszustandsgröße die Änderung des Polarisationszustands durch die optisch aktive Schicht, gegebenenfalls unter Verwendung weiterer beispielsweise durch die verwendete Vorrichtung bestimmte Parameter, ermittelbar ist. Als Polarisationszustandsgröße kann beispielsweise bei Annahme einer linearen Polarisation der Detektionsstrahlen die Polarisationsrichtung der Detektionsstrahlen absolut oder relativ zu der der Beleuchtungsstrahlen oder auch nur die Intensität einer Polarisationskomponente der Detektionsstrahlung in einer vorgegebenen Richtung verwendet werden.among them, that the Polarization state quantity the polarization state the detection beams at least with respect to the change the polarization state characterized by the optically active layer, In particular, it is understood that using the polarization state quantity, the change the polarization state through the optically active layer, optionally using further, for example, the device used certain parameters, can be determined. As polarization state quantity can for example, assuming a linear polarization of the detection beams the polarization direction of the detection beams absolute or relative to that of the illumination rays or even the intensity of a Polarization component of the detection radiation in a given Direction can be used.

Hierzu dient bei der Vorrichtung die Detektionseinrichtung, die insbesondere über eine ein- oder zweidimensionale Anordnung von Detektionselementen zur Erfassung der Intensität der auf sie fallenden Detektionsstrahlung verfügen kann. Insbesondere können CCD- oder CMOS-Kameras verwendet werden. Die Anordnung ist so gewählt, daß die Polarisationszustandsgröße winkelabhängig erfaßt werden kann. Die Detektionseinrichtung kann weiterhin eine Optik zur Fokussierung der Detektionsstrahlen auf die Detektionselemente aufweisen. Je nach Wahl der Polarisationszustandsgröße kann die Detektionseinrichtung noch wenigstens einen in Abhängigkeit von Steuersignalen in der Polarisationsrichtung einstellbaren Analysator oder wenigstens einen in seiner Polarisationsrichtung fest eingestellten Analysator sowie gegebenenfalls ein steuerbar polarisationsdrehendes Element, beispielsweise einen Faraday-Rotator, ein motorisch drehbares λ/2-Plättchen oder ein Element mit Flüssigkristallen in einem durch die Steuersignale einstellbares elektrischen Feld aufweisen, mittels dessen die Detektionsstrahlung in vorgegebener Weise bezüglich des Polarisationszustands veränderbar oder filterbar ist. Zur Erfassung des Polarisationszustands können auch zwei jeweils einem von zwei gekreuzten Analysatoren nachgeordnete Detektionselemente oder Detektionselementanordnungen vorgesehen sein, von denen eine die zuvor genannte Anordnung ist. Die Detektionseinrichtung kann insbesondere auch zur Durchführung einer Null-Messung ausgebildet sein, -bei der wenigstens ein einstellbar polarisationszustandsänderndes Element so eingestellt werden, daß ein vorgegebener Polarisationszustand erreicht wird, so daß die Strahlung mit dem Polarisationszustand einen vorgegebenen Analysator nicht passiert und keine Intensität ermittelt wird. Die Einstellung des Elements kann dann der Ermittlung eines Wertes der Polarisationszustandsgröße entsprechen.For this purpose, the detection device is used in the device, which may in particular have a one- or two-dimensional arrangement of detection elements for detecting the intensity of the detection radiation falling on them. In particular, CCD or CMOS cameras can be used. The arrangement is chosen so that the polarization state quantity can be detected as an angle. The detection device can furthermore have an optical system for focusing the detection beams onto the detection elements. Depending on the choice of the state of polarization state, the detection device can also have at least one analyzer which can be set in dependence on control signals in the polarization direction or at least one analyzer fixed in its polarization direction and optionally a controllably polarization-rotating element, for example a Faraday rotator, a λ / 2 plate which can be rotated by a motor or an element with liquid crystals in an electric field adjustable by the control signals, by means of which the detection radiation can be changed or filtered in a predetermined manner with respect to the polarization state. To detect the state of polarization, it is also possible to provide two detection elements or detection element arrangements, each of which is arranged downstream of one of two crossed analyzers, one of which is the aforementioned arrangement. In particular, the detection device can also be designed to carry out a zero measurement, in which at least one element which can be adjusted in an adjustable way to polarization state is set such that a predetermined polarization state is achieved, so that the radiation with the polarization state predetermines NEN analyzer does not happen and no intensity is determined. The adjustment of the element may then correspond to the determination of a value of the state of polarization state.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform bildet die Polarisationsrichtung des Analysators mit der Einfallsebene bezüglich der Reflexion an der reflektierenden Schicht einen Winkel zwischen etwa 40° und 50°, vorzugsweise eine Winkel von 45°. Dies hat den Vorteil, daß In diesem Winkelbereich eine besonders hohe Empfindlichkeit erreicht werden kann.at another preferred embodiment forms the polarization direction of the analyzer with the plane of incidence in terms of the reflection at the reflective layer is an angle between about 40 ° and 50 °, preferably an angle of 45 °. This has the advantage that In This angle range reaches a particularly high sensitivity can be.

Auf der Basis der erfaßte Werte bzw. Meßdaten kann nun ein für die Messung günstiger Meßbeleuchtungspolarisationszustand für die Beleuchtungsstrahlung vor dem Körper ermittelt und eingestellt werden. Durch Bestrahlung mit Beleuchtungsstrahlung dieses Meßbeleuchtungspolarisationszustands und Analyse der bei der Bestrahlung erfaßten Werte der den Polarisationszustand der Detektionsstrahlung wiedergebenden Größe kann, beispielsweise unter Verwendung eines Modells für den Einfluß der Reflexion an der reflektierenden Schicht auf den Polarisationszustand, die Änderung des Polarisationszustands der Beleuchtungsstrahlung durch die optisch aktive Schicht bzw. der die Konzentration des optisch aktiven Stoffs wiedergebenden Größe ermittelt werden.On the base of the detected Values or measured data can now be a for the measurement cheaper Meßbeleuchtungspolarisationszustand for the Illuminating radiation in front of the body be determined and set. By irradiation with illumination radiation this measurement illumination polarization state and analysis of the irradiation detected values of the state of polarization the detection radiation reproducing size, for example, under Using a model for the influence of Reflection on the reflective layer on the polarization state, the change the polarization state of the illumination radiation through the optical active layer or the concentration of the optically active substance determined reproducing size become.

Unter anderem hierzu dient bei der Vorrichtung die Steuer- und Auswerteeinrichtung, die zum Empfang von Signalen, die Werten der Polarisationszustandsgröße in Abhängigkeit von Ausfallwinkeln der Detektionsstrahlen bzw. Einfallswinkeln der Beleuchtungsstrahlen auf den Körper entsprechen, mit der Detektionseinrichtung und zur Übermittlung von Steuersignalen zur Einstellung eines Polarisationszustands der Beleuchtungsstrahlung mit der Beleuchtungseinrichtung verbunden ist. Die Steuer- und Auswerteeinrichtung steuert die Beleuchtungseinrichtung auch zur Einstellung der vorgegebenen Polarisationszustände und Bestrahlung des Körpers mit den Beleuchtungsstrahlen sowie die Detektionseinrichtung zur Erfassung der Werte der Polarisationszustandsgröße an.Under Another purpose of this is in the device, the control and evaluation, for receiving signals, the values of the polarization state variable depending on of failure angles of the detection beams or angles of incidence of Illuminating rays on the body correspond, with the detection device and for transmission of control signals for setting a polarization state of Illumination radiation connected to the illumination device is. The control and evaluation device controls the illumination device also for setting the predetermined polarization states and Irradiation of the body with the illumination beams and the detection device for Acquire the values of the polarization state quantity.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß durch Analyse der Winkelabhängigkeit der Änderung des Polarisationszustands der Polarisationszustand bzw. die Polarisationsrichtung der auf die reflektierende Schicht auftreffenden Beleuchtungsstrahlung ermittelt und ausgehend von diesem bzw. dieser unter Verwendung der Kenntnis der vorgegebenen Polarisationszustände der gewünschte Meßbeleuchtungspolarisationszustand eingestellt werden kann. Damit kann nichtinvasiv einfach und mit hoher Genauigkeit die Änderung des Polarisationszustands durch die optisch aktive Schicht gemessen werden. Der Meßbeleuchtungspolarisationszustand kann insbesondere so gewählt sein, daß eine hohe Genauigkeit erzielt wird.The inventive method has the advantage that through Analysis of the angle dependence of the change of the polarization state, the polarization state or the polarization direction the incident on the reflective layer illumination radiation determined and starting from this or this using the knowledge of the predetermined polarization states of the desired Meßbeleuchtungspolarisationszustand can be adjusted. This can be non-invasive easy and with high accuracy the change of the state of polarization measured by the optically active layer become. The measurement illumination polarization state can be chosen in particular be that a high Accuracy is achieved.

Die entsprechende Vorrichtung ist in vorteilhafter Weise einfach aufgebaut und erlaubt durch Verwendung nur weniger mechanisch einstellbarer Elemente oder sogar Verzicht auf mechanisch einstellbare Elemente eine schnelle Messung, was insbesondere bei der Untersuchung des Auges in vivo, bei der sich das Auge relativ zu der Beleuchtungsstrahlung bewegen kann, ein wesentlicher Vorteil ist.The corresponding device is simply constructed in an advantageous manner and allowed by using only a few mechanically adjustable elements or even giving up mechanically adjustable elements a quick Measurement, especially in the examination of the eye in vivo, at the eye can move relative to the illumination radiation, a significant advantage.

Prinzipiell können für jeden der Einfallswinkel nacheinander Beleuchtungsstrahlen auf den Körper gestrahlt und entsprechende Werte der den Polarisationszustand der entsprechenden Detektionsstrahlen in Abhängigkeit von dem Einfalls- oder Ausfallwinkel wiedergebenden Größe erfaßt werden. Es ist jedoch bei dem Verfahren bevorzugt, daß für jeden der vorgegebenen Polarisationszustände ein Beleuchtungsstrahlenbündel auf den Körper gestrahlt wird, das die Beleuchtungsstrahlen umfaßt, die unter den verschiedenen vorgegebenen Einfallswinkeln auf den Körper auftreffen. Bei der Vorrichtung ist es dazu bevorzugt, daß die Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung des Körpers mit einem Beleuchtungsstrahlenbündel für jeden der vorgegebenen Polarisationszustände ausgebildet ist, das die Beleuchtungsstrahlen umfaßt, die unter den verschiedenen vorgegebenen Einfallswinkeln auf den Körper auftreffen. Diese Ausführungsform hat zum einen den Vorteil, daß die Erfassung der Werte der Polarisationszustandsgröße für verschiedene Einfallswinkel parallel erfolgen kann, was das Verfahren wesentlich beschleunigt. Zum anderen können sich bei der Beleuchtungseinrichtung entsprechende Beleuchtungsstrahlenbündel ohnehin ergeben, wenn beispielsweise eine fokussierende Optik verwendet wird, die das Beleuchtungsstrahlenbündel auf die reflektierende Schicht fokussiert.in principle can for each the angle of incidence is successively irradiated with light rays on the body and corresponding values of the polarization state of the corresponding Detection beams in dependence be detected from the angle of incidence or angle reproducing size. However, it is preferable in the method that for each of the predetermined polarization states Illumination beam on the body is blasted, which includes the illumination beams, the hit the body under the various predetermined angles of incidence. In the device, it is preferable that the illumination device for Illumination of the body with a lighting beam for each the predetermined polarization states is formed, which is the Includes illumination beams, under the various predetermined angles of incidence on the body incident. This embodiment has the advantage that the Acquisition of polarization state magnitude values for different angles of incidence parallel, which significantly speeds up the process. For another in the lighting device corresponding illumination beam anyway result, for example, when using a focusing optics which is the illumination beam on the reflective layer focused.

Grundsätzlich kann der Meßbeleuchtungspolarisationszustand in beliebiger Weise, vorzugsweise zur Erzielung einer hohen Genauigkeit, gewählt werden. Bei dem Verfahren ist es jedoch bevorzugt, daß zur Einstellung des Meßbeleuchtungspolarisationszustands auf der Basis der Werte der Polarisationszustandsgröße in Abhängigkeit von den Einfallswinkeln der entsprechenden Beleuchtungsstrahlen und/oder Ausfallwirikeln der Detektionsstrahlen und der jeweiligen vorgegebenen Polarisationszustände ein ausgezeichneter Polarisationszustand für die Beleuchtungsstrahlung ermittelt wird, für den eine Abhängigkeit der Änderung des Polarisationszustands der Beleuchtungsstrahlung durch Wechselwirkung mit dem Körper von dem Einfalls- und/oder Austrittswinkel wenigstens näherungsweise minimal ist, und bei dem der Meßbeleuchtungspolarisationszustand in Abhängigkeit von dem ausgezeichneten Polarisationszustand eingestellt wird. Bei der Vorrichtung ist die Steuer- und Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet ist, zur Ermittlung des Meßbeleuchtungspolarisationszustands auf der Basis der Werte der Polarisationszustandsgröße in Abhängigkeit von den Einfallswinkeln der entsprechenden Beleuchtungsstrahlen und/oder den Ausfallwinkeln der Detektionsstrahlen und des jeweiligen vorgegebenen Polarisationszustands einen ausgezeichneten Polarisationszustand für die Beleuchtungsstrahlung zu ermitteln, für den eine Abhängigkeit der Änderung des Polarisationszustands der Beleuchtungsstrahlung durch Wechselwirkung mit dem Körper von dem Einfalls- und/oder Austrittswinkel wenigstens näherungsweise minimal ist, und durch Abgabe von entsprechenden Steuersignalen den Meßpolarisationszustand in Abhängigkeit von dem ausgezeichneten Polarisationszustand einzustellen. Dieses Vorgehen erlaubt es insbesondere, ausgehend von dem ausgezeichneten Polarisationszustand für die Beleuchtungsstrahlung vor dem Körper, der für einen vorgegebenen Einfallswinkel ermittelt wird, und dem entsprechenden Polarisationszustand der Beleuchtungsstrahlung an der reflektierenden Schicht, durch geeignete Wahl des Meßbeleuchtungspolarisationszustands den Polarisationszustand an der reflektierenden Schicht in gewünschter Weise einzustellen.In principle, the Meßbeleuchtungspolarisationszustand in any way, preferably to achieve a high accuracy can be selected. However, in the method, it is preferable that an excellent polarization state for the illumination radiation is determined for setting the measurement illumination polarization state based on the values of the polarization state quantity depending on the angles of incidence of the respective illumination beams and / or failure modes of the detection beams and the respective predetermined polarization states a dependence of the change of the polarization state of the illumination radiation by interaction with the body of the incident and / or exit angle is at least approximately minimal, and in which the Meßbeleuchtungspolarisationszustand is set in dependence on the excellent polarization state. At the Vorrich The control and evaluation device is designed to determine an excellent polarization state for the illumination radiation for determining the measurement illumination polarization state on the basis of the values of the polarization state variable as a function of the angles of incidence of the corresponding illumination beams and / or the failure angles of the detection beams and the respective predetermined polarization state for which a dependence of the change of the polarization state of the illumination radiation by interaction with the body on the incident and / or exit angle is at least approximately minimal, and by issuing corresponding control signals to set the Meßpolarisationszustand depending on the excellent polarization state. This approach makes it possible in particular, based on the excellent polarization state for the illumination radiation in front of the body, which is determined for a given angle of incidence, and the corresponding polarization state of the illumination radiation at the reflective layer, by appropriate choice of Meßbeleuchtungspolarisationszustands the polarization state at the reflective layer in the desired Set way.

Dann ist es bei dem Verfahren besonders bevorzugt, daß als Meßbeleuchtungspolarisationszustand der ausgezeichnete Polarisationszustand eingestellt wird. Bei der Vorrichtung gibt die Steuer- und Auswerteeinrichtung dazu vorzugsweise Steuersignale an die Beleuchtungseinrichtung ab, so daß als Meßbeleuchtungspolarisationszustand der ausgezeichnete Polarisationszustand eingestellt wird. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß eine genaue Einhaltung des gewählten Einfallswinkels der Beleuchtungsstrahlung auf den Körper nicht essentiell für die Genauigkeit der Ermittlung der optischen Aktivität oder der Konzentration des optisch aktiven Stoffes ist, da die Abhängigkeit minimal ist. Es wurde dabei, insbesondere für das Auge, gefunden, daß zwei solcher ausgezeichneten Polarisationszustände, die jeweils als Meßbeleuchtungspolarisationszustand dienen können, existieren können. Bei dem einen ergibt sich bei Beleuchtungsstrahlung, die in der optisch aktiven Schicht wenigstens näherungsweise linear polarisiert ist, an der reflektierenden Schicht wenigstens näherungsweise s-Polarisation. Bei dieser Polarisation ergibt sich ein besonders hohes Signal/Rausch-Verhältnis. Bei dem anderen ausgezeichneten Polarisationszustand ergibt sich bei Beleuchtungsstrahlung, die in der optisch aktiven Schicht wenigstens näherungsweise linear polarisiert ist, an der reflektierenden Schicht wenigstens näherungsweise p-Polarisation.Then it is particularly preferred in the method that as Messbeleuchtungspolarisationszustand the excellent polarization state is set. In the Device is the control and evaluation preferably for this purpose Control signals to the illumination device, so that as Meßbeleuchtungspolarisationszustand the excellent polarization state is set. These embodiment has the advantage that a exact adherence to the chosen Incidence angle of the illumination radiation on the body is not essential for the accuracy of determining the optical activity or the Concentration of the optically active substance is because the dependence is minimal. It was found, especially for the eye, that two such excellent polarization states, each serving as a measurement illumination polarization state can, can exist. In the case of illumination radiation, which results in the optically active layer at least approximately linearly polarized is, at the reflective layer at least approximately s-polarization. This polarization results in a particularly high signal-to-noise ratio. at the other excellent polarization state results Illumination radiation in the optically active layer at least approximately is linearly polarized, at the reflective layer at least approximately p-polarization.

Alternativ ist es bei dem Verfahren bevorzugt, daß der Meßbeleuchtungspolarisationszustand so eingestellt wird, daß ein erwarteter Einfluß der optisch aktiven Schicht auf die Drehung der Polarisationsrichtung linear polarisierter Strahlung in der optisch aktiven Schicht wenigstens näherungsweise maximal ist. Bei der Vorrichtung gibt dazu vorzugsweise die Steuer- und Auswerteeinrichtung zur Einstellung des Meßbeleuchtungspolarisationszustands Steuersignale an die Beleuchtungseinrichtung ab, so daß ein erwarteter Einfluß der optisch aktiven Schicht auf die Drehung der Polarisationsrichtung linear polarisierter Strahlung wenigstens näherungsweise maximal ist. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß ein Meßbeleuchtungspolarisationszustand gewählt wird, bei dem die Empfindlichkeit der Messung für die optische Aktivität der optisch aktiven Schicht besonders hoch ist. Dies ist von besonderem Vorteil, wenn, wie im Fall des Auges, der Einfluß der optischen Aktivität der optisch aktiven Schicht sehr klein ist. Der Meßbeleuchtungspolarisationszustand kann dabei experimentell oder ausgehend von einem Modell für die Einfluß des Körpers auf den Polarisationszustand der Beleuchtungsstrahlung unter Annahme eines typischen Bereichs für die Stärke der optischen Aktivität der optisch aktiven Schicht ermittelt werden.alternative it is preferable in the method that the Meßbeleuchtungspolarisationszustand so is set that one expected influence of optically active layer on the rotation of the polarization direction linearly polarized radiation in the optically active layer at least approximately maximum is. In the device is preferably the control and Evaluation device for setting the Meßbeleuchtungs polarization state control signals to the lighting device, so that an expected influence of the optical active layer on the rotation of the polarization direction linear polarized radiation is at least approximately maximum. This In other words, a measurement illumination polarization state chosen in which the sensitivity of the measurement for the optical activity of the optical active layer is particularly high. This is of particular advantage if, as in the case of the eye, the influence of optical activity of the optical active layer is very small. The measurement illumination polarization state can be experimental or starting from a model for the influence of the body the polarization state of the illumination radiation assuming a typical area for the strenght the optical activity of the be determined optically active layer.

Soll bei hoher Empfindlichkeit eine nur geringe Abhängigkeit von Variationen des Einfallswinkels erreicht werden, wird der Meßbeleuchtungspolarisationszustand vorzugsweise in dem Bereich zwischen dem Meßbeleuchtungspolarisationszustand für hohe Empfindlichkeit und dem Meßbeleuchtungspolarisationszustand für minimale Einfallswinkelabhängigkeit, der dem Meßbeleuchtungspolarisationszustand für hohe Empfindlichkeit am nächsten liegt, eingestellt.Should with high sensitivity only a small dependence on variations of the Incidence angles are reached, the Meßbeleuchtungspolarisationszustand preferably in the range between the Meßbeleuchtungspolarisationszustand for high sensitivity and the measurement illumination polarization state for minimal Angle of incidence dependence, the the measurement illumination polarization state for high Sensitivity next is, set.

Der Körper kann neben dem optisch aktiven Stoff in der optisch aktiven Schicht noch wenigstens einen weiteren Stoff oder eine weitere von der Strahlung durchdrungene Schicht enthalten, der bzw. die den Polarisationszustand der Strahlung beeinflußt. Es ist daher bei dem Verfahren bevorzugt, daß als Beleuchtungsstrahlung Beleuchtungsstrahlung verschiedener vorgegebener Wellenlängen verwendet wird, die Werte der wenigstens einen Polarisationszustandsgröße in Abhängigkeit von der Wellenlänge erfaßt werden und die durch die optisch aktive Schicht hervorgerufene Änderung des Polarisationszustands oder die die Konzentration des optisch aktiven Stoffs wiedergebende Größe unter Verwendung der erfaßten Wellenlängenabhängigkeit der Werte der wenigstens einen Polarisationszustandsgröße ermittelt wird. Bei der Vorrichtung weist die Beleuchtungseinrichtung hierzu vorzugsweise eine Strahlungsquelle oder mehrere Strahlungsquellen zur Abgabe von Beleuchtungsstrahlung bei verschiedenen vorgegebenen Wellenlängen auf und die Steuer- und Auswerteeinrichtung ist dazu ausgebildet, die Werte der wenigstens einen Polarisationszustandsgröße in Abhängigkeit von der Wellenlänge zu erfassen und die durch die optisch aktive Schicht hervorgerufene Änderung des Polarisationszustands oder die die Konzentration des optisch aktiven Stoffs wiedergebende Größe unter Verwendung der erfaßten Wellenlängenabhängigkeit der Werte der wenigstens einen Polarisationszustandsgröße zu ermitteln. Hierzu können insbesondere in der Steuer- und Auswerteeinrichtung gespeicherte Daten verwendet werden, die die Wellenlängenabhängigkeit von bei der Ermittlung verwendeten optischen Eigenschaften des optisch aktiven Stoffs und/oder wenigstens eines anderen Stoffs oder einer anderen Schicht, der bzw. die bei dem Verfahren eine Änderung des Polarisationszustands bewirkt, verwendet werden. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß die Empfindlichkeit der Messung für den optisch aktiven Stoff erhöht werden kann, da andere Einflüsse rechnerisch getrennt werden können. Vorzugsweise werden Wellenlängen in Bereichen verwendet, bei denen die optische Aktivität oder der Brechungsindex des optisch aktiven Stoffs stark von der Wellenlänge abhängt.The body may contain, in addition to the optically active substance in the optically active layer, at least one further substance or another layer penetrated by the radiation which influences the polarization state of the radiation. It is therefore preferable in the method that illuminating radiation of different predetermined wavelengths is used as illumination radiation, the values of the at least one polarization state quantity are detected as a function of the wavelength, and the change of the polarization state or the concentration of the optically active substance caused by the optically active layer is determined using the detected wavelength dependence of the values of the at least one polarization state quantity. In the apparatus, the illumination device for this purpose preferably a radiation source or multiple radiation sources for emitting illumination radiation at different predetermined wavelengths and the control and evaluation is adapted to detect the values of at least one polarization state variable depending on the wavelength and the optical active layer caused change of the polarization state or the Determine the concentration of the optically active substance using the detected wavelength dependence of the values of the at least one polarization state quantity. For this purpose, in particular data stored in the control and evaluation device can be used, which determines the wavelength dependence of optical properties of the optically active substance used in the determination and / or at least one other substance or another layer, which in the method a change of Polarization state causes be used. This embodiment has the advantage that the sensitivity of the measurement for the optically active substance can be increased since other influences can be separated by calculation. Preferably, wavelengths are used in areas where the optical activity or refractive index of the optically active material is strongly dependent on the wavelength.

Die Beleuchtung kann dabei gleichzeitig mit mehreren der verschiedenen vorgegebenen Wellenlängen erfolgen, wozu entweder entsprechend wellenlängensensitive Detektionselemente oder ein zwischen dem Körper und den Detektionselementen angeordnete auf vorgegebene Wellenlängenbereiche einstellbare Filtereinrichtungen verwendet werden kann. Dies ermöglicht eine schnelle Messung. Die Vorrichtung kann jedoch besonders einfach aufgebaut sein, wenn die Beleuchtungsstrahlung nacheinander mit verschiedenen Wellenlängen erfolgt. In diesem Fall braucht die Detektionseinrichtung die Detektionsstrahlung nicht spektral aufgelöst detektieren zu können. Die Beleuchtungseinrichtung kann dazu mehrere einzeln ansteuerbare Strahlungsquellen für die verschiedenen vorgegebenen Wellenlängen aufweisen, die nacheinander aktiviert werden. Es ist jedoch auch möglich, eine breitbandig abstrahlende Strahlungsquelle zu verwenden und in den Beleuchtungsstrahlengang, beispielsweise motorisch, zeitlich nacheinander entsprechende Filter zu bringen, die nur die jeweils gewünschten Wellenlängen durchlassen. Insbesondere können im Fall von Glucose als optisch aktivem Stoff verschiedene vorgegebene Wellenlängen im Bereich von 300 nm bis 3500 nm, bei Messung des Glucosegehalts vorzugsweise zur Ausnutzung der Dispersion oder Rotationsdispersion von Glucose in den Bereichen von 400 nm bis 1100 nm oder 2000 bis 2500 nm, verwendet werden.The Lighting can be simultaneous with several of the different ones predetermined wavelengths carried out, including either corresponding wavelength-sensitive detection elements or one between the body and the detection elements arranged adjustable to predetermined wavelength ranges Filtering devices can be used. This allows a fast measurement. However, the device can be particularly simple be constructed when the illumination radiation in succession with different wavelengths he follows. In this case, the detection device needs the detection radiation not spectrally resolved to be able to detect. The lighting device can for this purpose several individually controllable Radiation sources for the have different predetermined wavelengths activated in succession become. However, it is also possible to use a broadband radiating radiation source and in the illumination beam path, for example motor, in succession to bring appropriate filters, which only the respectively desired wavelength let through. In particular, you can in the case of glucose as the optically active substance, different predetermined wavelengths in the Range from 300 nm to 3500 nm, preferably when measuring the glucose content for utilizing the dispersion or rotational dispersion of glucose in the ranges of 400 nm to 1100 nm or 2000 to 2500 nm become.

Die Änderung des Polarisationszustands durch den Körper kann von dessen Temperatur, beispielsweise über eine entsprechende Änderung der Dichte, abhängen. Es ist daher bei dem Verfahren bevorzugt, daß die Temperatur des Körpers erfaßt und bei der Ermittlung der Konzentration des optisch aktiven Materials verwendet wird. Vorzugsweise weist die Vorrichtung dazu einen mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung verbundenen Temperatursensor auf, der so angeordnet ist, daß mittels des Temperatursensors die Temperatur des Körpers wiedergebende Daten erfaßt werden können. Die Steuer- und Auswerteeinrichtung kann dann insbesondere dazu ausgebildet sein, die erfaßten Werte der Polarisationszustandsgröße unter Verwendung der Temperaturdaten auszuwerten. Hierzu können in der Steuer- und Auswerteeinrichtung insbesondere Daten gespeichert sein, die den Einfluß der Temperatur auf wenigstens einen Parameter wiedergeben, der bei der Auswertung der Werte der Polarisationszustandsgröße verwendet wird. Dies hat den Vorteil, daß eine höhere Genauigkeit insbesondere bei der Ermittlung der Konzentration des optisch aktiven Stoffs erzielt werden kann. Als Temperatursensor kann vorzugsweise ein berührungslos arbeitender, insbesondere optischer Temperatursensor verwendet werden. Besonders bevorzugt hat dieser eine Temperaturauflösung besser als 0,1°C.The change of the state of polarization by the body may depend on its temperature, for example about a corresponding change the density, depend. It is therefore preferred in the method that the temperature of the body detected and at the determination of the concentration of the optically active material used becomes. Preferably, the device has an associated with the control and evaluation device connected to temperature sensor, so is arranged that means the temperature sensor, the temperature of the body reproducing data are detected can. The control and evaluation can then in particular be trained, the detected Polarization state size values using the temperature data evaluate. You can do this in particular data is stored in the control and evaluation device be the influence of the Temperature on at least one parameter, which at the Evaluation of the values of the polarization state quantity is used. this has the advantage that a higher Accuracy in particular in determining the concentration of the optically active substance can be achieved. As a temperature sensor can preferably a non-contact working, in particular optical temperature sensor can be used. Particularly preferably, this has a temperature resolution better as 0.1 ° C.

Nach Einstellung des Meßbeleuchtungspolarisationszustands werden Werte einer Meßpolarisationszustandsgröße erfaßt, die den Polarisationszustand von Detektionsstrahlen, die aus den Beleuchtungsstrahlen nach wenigstens einfachem Durchtritt durch die optisch aktive Schicht und Reflexion an der reflektierenden Schicht in dem Körper entstehen, wenigstens in Bezug auf die Änderung des Polarisationszustandes durch die optisch aktive Schicht charakterisiert. Es kann sich dabei um die gleiche Größe handeln, die zur Ermittlung des ausgezeichneten Polarisationszustands verwendet wurde, oder eine andere Größe, die aber den gleichen oben genannten Kriterien genügt. Die Werte können auf verschiedene Art und Weise verwendet werden. Bei dem Verfahren ist es bevorzugt, daß zur Messung nach Einstellung des Meßbeleuchtungspolarisationszustands durch Bestrahlung des Körpers mit wenigstens einem Beleuchtungsstrahl ein Wert wenigstens einer Meßpolarisationszustandsgröße, die den Polarisationszustand von Detektionsstrahlen, die aus den Beleuchtungsstrahlen nach wenigstens einfachem Durchtritt durch die optisch aktive Schicht und Reflexion an der reflektierenden Schicht in dem Körper entstehen, wenigstens in Bezug auf die Änderung des Polarisationszustandes durch die optisch aktive Schicht charakterisiert, erfaßt und in Abhängigkeit von dem erfaßten Wert Daten ermittelt werden, die die Drehung der Polarisationsrichtung linear polarisierter Strahlung durch die optisch aktive Schicht und/oder eine Konzentration eines optisch aktiven Stoffs in der optisch aktive Schicht wiedergeben. Bei der Vorrichtung erfaßt vorzugsweise die Steuer- und Auswerteeinrichtung zur Messung nach Einstellung des Meßbeleuchtungspolarisationszustands bei Bestrahlung des Körpers mit wenigstens einem Beleuchtungsstrahl mittels der Detektionseinrichtung einen Wert wenigstens einer Meßpolarisationszustandsgröße, die den Polarisationszustand von Detektionsstrahlen, die aus den Beleuchtungsstrahlen nach wenigstens einfachem Durchtritt durch die optisch aktive Schicht und Reflexion an der reflektierenden Schicht in dem Körper entstehen, wenigstens in Bezug auf die Änderung des Polarisationszustandes durch die optisch aktive Schicht charakterisiert, und ermittelt in Abhängigkeit von dem erfaßten Wert Daten, die die Drehung der Polarisationsrichtung linear polarisierter Strahlung durch die optisch aktive Schicht und/oder eine Konzentration eines optisch aktiven Stoffs in der optisch aktiven Schicht wiedergeben. Auf diese Weise kann die Konzentration des optisch aktiven Stoffs über seine optische Aktivität ermittelt werden. Ist die optische Weglänge in der optisch aktiven Schicht nicht bekannt, kann eine beispielsweise in Form einer Tabelle in der Steuer- und Auswerteeinrichtung gespeicherte Kalibrierbeziehung, die die Konzentration des optisch aktiven Stoffs in Abhängigkeit von den Werten der Meßpolarisationszustandsgröße oder der ermittelten Änderung des Polarisationszustands durch die optisch aktive Schicht, insbesondere eine Drehung der Polarisationsrichtung, verwendet werden, um die Konzentration zu ermitteln. Im Fall des Auges wird die Kalibrierbeziehung vorzugsweise personenspezifisch ermittelt und gespeichert.Upon adjustment of the measurement illumination polarization state, measurement polarization state quantity values are detected that indicate the polarization state of detection rays resulting from the illumination rays after at least one pass through the optically active layer and reflection at the reflective layer in the body, at least with respect to the change in the state of polarization characterized optically active layer. It may be the same size used to determine the excellent state of polarization, or a different size, but satisfying the same criteria above. The values can be used in different ways. In the method, it is preferable that for measurement after adjustment of the measurement illumination polarization state by irradiating the body with at least one illumination beam, a value of at least one measurement polarization state quantity indicating the polarization state of detection rays emerging from the illumination rays after at least one pass through the optically active layer and reflection the reflective layer formed in the body, characterized at least in relation to the change in the polarization state by the optically active layer, detected and determined in dependence on the detected value data indicating the rotation of the polarization direction linearly polarized radiation through the optically active layer and / or a concentration of an optically active material in the optically active layer. In the apparatus, preferably, the control and evaluation means for measuring after setting the Meßbeleuchtungspolarisationszustands upon irradiation of the body with at least one illumination beam by means of the detection means a value of at least one Meßpolarisationszustandsgröße indicating the polarization state of detection beams from the illumination beams after at least one pass through the optical active layer and reflection at the reflecting layer in the body, at least with respect to the change of the state of polarization characterized by the optically active layer, and determined in dependence on the detected value data indicating the rotation of the direction of polarization of linearly polarized radiation through the optically active layer and or a concentration of an optically active substance in the optically active layer. In this way, the concentration of the optically active substance can be determined by its optical activity. If the optical path length in the optically active layer is not known, a calibration relationship stored, for example, in the form of a table in the control and evaluation device, which determines the concentration of the optically active substance as a function of the values of the measured polarization state variable or of the determined change in polarization state by the optically active layer, in particular a rotation of the polarization direction, can be used to determine the concentration. In the case of the eye, the calibration relationship is preferably determined person-specific and stored.

Zusätzlich oder alternativ kann bei dem Verfahren aus den Werten einer Meßpolarisationszustandsgröße als die die Konzentration des optisch aktiven Stoffs wiedergebende Größe der Brechungsindex der optisch aktiven Schicht ermittelt werden. Hierzu ist die Steuer- und Auswerteeinrichtung der Vorrichtung vorzugsweise dazu ausgebildet, aus Werten einer Meßpolarisationszustandsgröße, die den Polarisationszustand von Detektionsstrahlen, die aus den Beleuchtungsstrahlen nach wenigstens einfachem Durchtritt durch die optisch aktive Schicht und Reflexion an der reflektierenden Schicht in dem Körper entstehen, wenigstens in Bezug auf die Änderung des Polarisationszustandes durch die optisch aktive Schicht charakterisiert, als die die Konzentration des optisch aktiven Stoffs wiedergebende Größe den Brechungsindex der optisch aktiven Schicht zu ermitteln. Auch hier kann mittels einer bekannten Beziehung zwischen Brechungsindex und Konzentration des optisch aktiven Stoffs und gegebenenfalls anderer Stoffe von dem Brechungsindex auf die Konzentration des Stoffs geschlossen werden.Additionally or alternatively, in the method, the values of a measurement polarization state quantity other than the the concentration of the optically active substance reflecting the size of the refractive index the optically active layer can be determined. For this purpose, the tax and evaluation device of the device preferably designed to from values of a measurement polarization state quantity containing the Polarization state of detection beams resulting from the illumination beams after at least easy passage through the optically active layer and Reflection on the reflective layer in the body arise at least in terms of the change the polarization state characterized by the optically active layer, as the concentration of the optically active substance Size the refractive index to determine the optically active layer. Again, by means of a known relationship between refractive index and concentration of the optically active substance and, where appropriate, other substances of the refractive index on the concentration of the substance closed become.

Wie bereits erwähnt kann der Körper im Strahlengang des Beleuchtungsstrahls eine weitere, insbesondere den Polarisationszustand der Beleuchtungsstrahlung ändernde, Schicht aufweisen. Im Falle des Auges wird eine solche Schicht durch die Cornea gebildet, die doppelbrechende Eigenschaften aufweist. Um eine genaue Ermittlung der Änderung des Polarisationszustands durch die optisch aktive Schicht bzw. der Konzentration des optisch aktiven Stoffes zu ermöglichen, wird vorzugsweise die Doppelbrechung der doppelbrechenden Schicht berücksichtigt. Dies kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen.As already mentioned can the body in the beam path of the illumination beam another, in particular changing the polarization state of the illumination radiation, Have layer. In the case of the eye, such a layer is going through formed the cornea, which has birefringent properties. To accurately determine the change of the Polarization state through the optically active layer or the Concentration of the optically active material is preferred considered the birefringence of the birefringent layer. This can be done in different ways.

Bei einer ersten bevorzugten Variante des Verfahrens wird der Einfluß einer von der Beleuchtungsstrahlung durchdrungenen doppelbrechenden Schicht des Körpers durch eine Änderung des Polarisationszustands der Beleuchtungsstrahlung vor dem Körper und/oder durch eine Änderung des Polarisationszustands der Detektionsstrahlung kompensiert. Vorzugsweise erfolgt die Kompensation derart, daß die Beleuchtungsstrahlung in der optisch aktiven Schicht und/oder die Detektionsstrahlung wenigstens näherungsweise linear polarisiert ist. Vor der Kompensation kann die Beleuchtungsstrahlung dann auch linear polarisiert sein. Hierzu kann insbesondere eine Aufspaltung linear polarisierter Beleuchtungsstrahlung in zwei durch die Lage der doppelbrechende Schicht und damit der optische Achse oder Achsen der Schicht bestimmte Polarisationskomponenten und eine Phasenverschiebung zwischen den Komponenten erfolgen. Bei der Vorrichtung umfaßt die Beleuchtungseinrichtung hierzu vorzugsweise einen Abschnitt zur Erzeugung linear polarisierter optischer Beleuchtungsstrahlung mit gewünschter Polarisationsrichtung und eine Einrichtung zur Einstellung einer gewünschten Phasenverschiebung zwischen zwei durch eine doppelbrechende Schicht des Körpers vorgegebenen Polarisationskomponenten der linear polarisierten Beleuchtungsstrahlung. Dies hat den Vorteil, daß eine erhöhte Genauigkeit bei der Ermittlung der optischen Aktivität der optisch aktiven Schicht bzw. der Konzentration des optischen aktiven Stoffes in der Schicht erzielt werden kann. Insbesondere können Unsicherheiten, die bei der Verwendung eines Modells auftreten können, reduziert werden. Die durch die doppelbrechende Schicht vorgegebenen Polarisationskomponenten bzw. -richtungen können insbesondere parallel zu den optischen Achsen der doppelbrechenden Schicht und die durch die doppelbrechende Schicht bestimmt Phasenverschiebung durch den Phasenunterschied zwischen ordentlichem und außerordentlichem Strahl gegeben sein. Die entsprechenden Werte können, beim Auge vorzugsweise personenspezifisch, beispielsweise mit der Vorrichtung ermittelt werden, wenn diese als Ellipsometer verwendet wird, und in der Steuer- und Auswerteeinrichtung gespeichert werden. Als Einrichtung zur Einstellung einer gewünschten Phasenverschiebung kann beispielsweise ein Halter für einen Phasenschieber vorgesehen sein, in den ein für eine Person angepaßter Phasenschieber, beispielsweise ein doppelbrechender Phasenschieber in den Beleuchtungsstrahlengang einsetzbar ist. Es können jedoch auch durch Steuersignale der Steuer- und Auswerteeinrichtung steu erbar phasenschiebende Einrichtungen, beispielsweise Kerr- oder Pockelszellen, verwendet werden.at a first preferred variant of the method is the influence of a penetrated by the illumination radiation birefringent layer of the body by a change the polarization state of the illumination radiation in front of the body and / or by a change the polarization state of the detection radiation compensated. Preferably the compensation is such that the illumination radiation in the optically active layer and / or the detection radiation at least approximately is linearly polarized. Before the compensation, the illumination radiation then be linearly polarized. For this purpose, in particular a Splitting linearly polarized illumination radiation in two the position of the birefringent layer and thus the optical axis or axes of the layer certain polarization components and a Phase shift between the components done. In the device includes the Lighting device for this purpose preferably a section to Generation of linearly polarized optical illumination radiation with desired Polarization direction and means for adjusting a desired Phase shift between two through a birefringent layer of the body predetermined polarization components of the linearly polarized illumination radiation. This has the advantage that a increased Accuracy in determining the optical activity of the optical active layer or the concentration of the optically active substance can be achieved in the layer. In particular, uncertainties, that can occur when using a model can be reduced. The predetermined polarization components through the birefringent layer or directions in particular parallel to the optical axes of the birefringent Layer and the phase shift determined by the birefringent layer through the phase difference between orderly and extraordinary Be given beam. The corresponding values can, preferably at the eye Person-specific, determined for example with the device when used as an ellipsometer, and in the control and evaluation are stored. As a facility for Setting a desired Phase shift, for example, a holder for a Phase shifter be provided in the one-person adapted phase shifter, For example, a birefringent phase shifter in the illumination beam path can be used. It can, however also controllable by control signals of the control and evaluation device phase-shifting devices, for example Kerr or Pockels cells, be used.

Weiter ist es bevorzugt, daß die Detektionseinrichtung eine Einrichtung zur Einstellung einer gewünschten Phasenverschiebung zwischen zwei durch eine doppelbrechende Schicht des Körpers vorgegebenen Polarisationskomponenten der Detektionsstrahlen und eine im Detektionsstrahlengang nachgeordnete Einrichtung zur Erfassung des Polarisationsrichtung der Detektionsstrahlen nach der Einrichtung zur Einstellung einer gewünschten Phasenverschiebung umfaßt. Auf diese Weise kann ein störender Einfluß der doppelbrechenden Schicht auf den Beleuchtungsstrahl nach der Reflexion an der reflektierenden Schicht kompensiert werden.It is further preferred that the detection means comprise means for setting a desired phase shift between two through a birefringent layer of the body predetermined polarization components of the detection beams and a downstream in the detection beam means for detecting the polarization direction of the detection beams after the means for setting a desired phase shift. In this way, a disturbing influence of the birefringent layer on the illumination beam after the reflection at the reflecting layer can be compensated.

Bei dem Verfahren kann grundsätzlich ein beliebiger mittlerer Einfallswinkel für die Beleuchtungsstrahlung verwendet werden, wobei größere mittlere Einfallswinkel zu stärkeren Effekten führen und damit eine höhere Meßgenauigkeit erzielt werden kann. Alle anderen Einstellungen des Verfahrens richten sich nach dem mittleren Einfallswinkel. Unter dem mittleren Einfallswinkel wird dabei insbesondere ein Winkel zwischen dem größten und dem kleinsten bei der Ermittlung der Winkelabhängigkeit verwendeten Einfallswinkel, bzw. bei Verwendung eines Beleuchtungsstrahlenbündels der Einfallswinkel des Schwerpunktstrahls des Bündels, verstanden. Als weitere, alternative oder zusätzliche Möglichkeit zur Berücksichtigung der Doppelbrechung kann bei dem Verfahren vorzugsweise der Einfallswinkel der Beleuchtungsstrahlung und/oder der Beleuchtungsort auf dem Körper bei der Messung so gewählt werden, daß der Einfluß einer von der Beleuchtungsstrahlung durchstrahlten doppelbrechenden Schicht des Körpers auf die Detektionsstrahlen wenigstens näherungsweise minimiert wird. Bei der Vorrichtung ist hierzu die Beleuchtungseinrichtung so angeordnet, daß der Einfallswinkel der Beleuchtungsstrahlung und/oder der Beleuchtungsort auf dem Körper bei der Messung so eingestellt ist, daß der Einfluß einer von der Beleuchtungsstrahlung durchstrahlten doppelbrechenden Schicht des Körpers auf die Detektionsstrahlen wenigstens näherungsweise minimiert wird. Dies hat den Vorteil, daß Kompensations- oder Korrekturmaßnahme entweder nicht notwendig sind oder nur in einem geringen Umfang durchgeführt zu werden brauchen. Insbesondere kann im Fall des Auges als Körper der Beleuchtungsstrahlengang so gewählt werden, daß die Beleuchtungsstrahlung und/oder die Detektionsstrahlung durch die Mitte bzw. das Zentrum der Cornea verläuft. Dies hat den Vorteil, daß in der Mitte der Cornea in der Regel die Doppelbrechung die geringste Ortsabhängigkeit aufweist. Besonders bevorzugt ist die Beleuchtungsstrahlung relativ zu der Cornea so ausgerichtet, daß ein Schwerpunktstrahl des von der Beleuchtungsstrahlung gebildeten Strahlenbündels entlang einer der optischen Achse der Cornea ausgerichtet ist oder auf der optischen Achse liegt, die entlang den optischen Achsen, die die Doppelbrechungseigenschaften der Cornea wesentlich mitbestimmen, die Doppelbrechung minimal ist.at The procedure can basically an arbitrary average angle of incidence for the illumination radiation be used, with larger mean Angle of incidence to stronger Lead and effects thus a higher one measurement accuracy can be achieved. Set all other settings of the procedure depending on the mean angle of incidence. Below the mean angle of incidence is in particular an angle between the largest and the smallest angle of incidence used in determining angle dependence, or when using a light beam, the angle of incidence of the center of gravity beam of the bundle, Understood. As a further, alternative or additional possibility for consideration The birefringence in the method may preferably be the angle of incidence the illumination radiation and / or the illumination on the body the measurement is chosen be that Influence of a irradiated by the illumination radiation birefringent layer of the body is at least approximately minimized to the detection beams. In the apparatus for this purpose, the illumination device is arranged so that the angle of incidence the illumination radiation and / or the illumination on the body the measurement is set so that the influence of a irradiated by the illumination radiation birefringent layer of the body is at least approximately minimized to the detection beams. This has the advantage that compensation or corrective action either are not necessary or only to a small extent carried out need to be. In particular, in the case of the eye as a body of the Illuminating beam path selected be that the Illumination radiation and / or the detection radiation through the Center or the center of the cornea runs. This has the advantage that in the middle of the cornea usually the birefringence the least spatial dependence having. Particularly preferably, the illumination radiation is relative aligned to the cornea so that a centroid of the along the beam formed by the illumination radiation one of the optical axis of the cornea is aligned or on the optical axis that lies along the optical axes, which is the Significantly influence the birefringence properties of the cornea, the birefringence is minimal.

Darüber hinaus kann zur Berücksichtigung des Einflusses einer von der Beleuchtungsstrahlung durchstrahlten doppelbrechenden Schicht des Körpers auf die Detektionsstrahlen bei einer Auswertung der erfaßten Werte der Polarisationszustandsgröße ein die Doppelbrechung beschreibendes Modell für die Wechselwirkung der Beleuchtungs- und Detektionsstrahlung mit den Schichten des Körpers verwendet werden. Unter der Verwendung des Modells wird insbesondere auch verstanden, daß eine Vorschrift zur Ermittlung der Änderung der Polarisationszustands durch die optisch aktive Schicht aus den Werten der den Polarisationszustand der Detektionsstrahlung wiedergebenden Größe die Doppelbrechung beschreibende Parameter, beispielsweise entsprechende Brechungsindizes, enthält. Die Steuer- und Auswerteeinrichtung der Vorrichtung ist dazu vorzugsweise dazu ausgebildet, zur Berücksichtigung des Einflusses einer von der Beleuchtungsstrahlung durchstrahlten doppelbrechenden Schicht des Körpers auf die Detektionsstrahlen bei einer Auswertung der erfaßten Werte der Polarisationszustandsgröße ein die Doppelbrechung beschreibendes Modell für die Wechselwirkung der Beleuchtungs- und Detektionsstrahlung mit den Schichten des Körpers zu verwenden. Dies hat den Vorteil, daß eine weitgehende Korrektur für die doppelbrechenden Effekte vorgenommen werden und so die Genauigkeit des Verfahrens erhöht werden kann. Entsprechende die Doppelbrechung beschreibende Parameter können in der Steuer- und Auswerteeinrichtung, im Falle der Untersuchung des Auges personenspezifisch, abgespeichert sein.Furthermore can take into account the Influence of a radiated by the illumination radiation birefringent Layer of the body to the detection beams in an evaluation of the detected values the polarization state quantity a the Birefringence descriptive model for the interaction of the illumination and detection radiation can be used with the layers of the body. Under The use of the model is also understood to mean that a provision for Determination of the change the polarization state through the optically active layer of the Values of the state of polarization of the detection radiation Size the birefringence descriptive parameters, for example corresponding refractive indices, contains. The control and evaluation device of the device is preferred for this purpose designed to be considered the influence of a radiated by the illumination radiation birefringent layer of the body to the detection beams in an evaluation of the detected values the polarization state quantity a the Birefringence descriptive model for the interaction of the illumination and to use detection radiation with the layers of the body. this has the advantage that a extensive correction for the birefringent effects are made and so the accuracy of the procedure increases can be. Corresponding parameters describing birefringence can in the control and evaluation device, in the case of the investigation of the eye to be person-specific, saved.

Die in dem Modell verwendeten Daten können auf unterschiedliche Art und Weise bei jeder Messung oder, beispielsweise für das Auge einer Person, einmal im Sinne einer Kalibiermessung ermittelt werden.The Data used in the model can vary in different ways and in every measurement or, for example, for the eye a person, once in the sense of a calibration measurement are determined.

Gemäß einer ersten Alternative wird die Änderung des Polarisationszustandes bei wenigstens zwei, vorzugsweise mehr verschiedenen vorgegebenen Wellenlängen gemessen. Aufgrund der unterschiedlichen Dispersion von optischer Aktivität und Doppelbrechung läßt sich die Doppelbrechung und gegebenenfalls auch die Weglänge der Beleuchtungsstrahlung in den Schichten herausrechnen.According to one first alternative is the change the polarization state at least two, preferably more measured at different predetermined wavelengths. Due to the different dispersion of optical activity and birefringence let yourself the birefringence and possibly also the path length of Outline illumination radiation in the layers.

Bei einer zweiten Alternative werden Messungen mit Meßbeleuchtungspolarisationszuständen durchgeführt, die s- bzw. p-Polarisation an der reflektierenden Schicht ergeben. Da in diesen Fällen der Einfluß des Einfallswinkels minimal und der der optisch aktiven Schicht konstant ist, können die Doppelbrechung beschreibende Parameter ermittelt werden.at In a second alternative, measurements are made with measurement illumination polarization states that result in s- or p-polarization at the reflective layer. There in these cases the influence of Incident angle is minimal and that of the optically active layer constant is, can the birefringence descriptive parameters are determined.

Bei einer dritten Alternative werden aus den Detektionsstrahlen zwei orthogonal polarisierte Strahlen gebildet und nach Drehung in eine gemeinsame Polarisationsrichtung räumlich überlagert, um auf der Basis der auftretenden Interferenz ihre Phasenbeziehung, die Aufschluß über die Doppelbrechung gibt, zu vermessen.In a third alternative, two orthogonally polarized beams are formed from the detection beams and after rotation into a common spatially superimposed on the same direction of polarization in order to measure, based on the interference which occurs, its phase relationship, which gives information about the birefringence.

Als vierte Alternative kann die Polarisationsellipse der Detektionsstrahlen in mindestens zwei verschiedenen Lagen gedreht werden und in diesen Lagen jeweils vermessen werden, um Informationen über die Doppelbrechung zu erhalten. Die Drehung kann beispielsweise mit einem Faraday-Rotator erfolgen.When fourth alternative is the polarization ellipse of the detection beams be rotated in at least two different layers and in these layers are each measured to obtain information about the birefringence. The rotation can be done for example with a Faraday rotator.

Als fünfte Alternative kann bei Messungen am Auge eine Einrichtung zur Verfolgung einer Augenbewegung, ein sogenannter Eye-Tracker, verwendet werden, um die Doppelbrechung zu ermitteln. Da die Cornea-Doppelbrechung orts- bzw. einfallswinkelabhängig ist, wird diese Abhängigkeit mit dem Eye-Tracker gemessen und zur rechnerischen Korrektur der Doppelbrechung oder Eliminierung der Effekte der Doppelbrechung verwendet.When fifth Alternative may be a means of tracking when taking measurements on the eye eye movement, a so-called eye tracker, used to determine the birefringence. Because the corneal birefringence depending on location or angle of incidence is, this dependence becomes Measured with the eye tracker and for the mathematical correction of Birefringence or elimination of the effects of birefringence used.

Sofern die Doppelbrechung eine charakteristische Winkelabhängigkeit besitzt, kann auch diese als Erkennungs- oder Normierungssignal für die Detektionseinrichtung verwendet werden.Provided the birefringence is a characteristic angle dependence This can also be used as a recognition or normalization signal for the Detection device can be used.

Wird die Vorrichtung zur Untersuchung des Kammerwassers des Auges verwendet, besitzt die Vorrichtung vorzugsweise eine Positionierhilfe zur Positionierung des Auges relativ zu der Vorrichtung. Insbesondere kann als Positionierhilfe eine Einrichtung mit einer Anlagefläche für den Kopf oder Teile desselben dienen, die so geformt ist, daß der Kopf relativ zu der Vorrichtung eine in wenigstens zwei Dimensionen feste Lage einnimmt, in der das Auge im Beleuchtungsstrahlengang liegt. Vorzugsweise sind dann die Beleuchtungseinrichtung und die Detektionseinrichtung entsprechend einem vorgegebenen Einfallswinkel der Beleuchtungsstrahlung und dem resultierenden Austrittswinkel der Detektionsstrahlung mit ihren Strahlengängen zueinander ausgerichtet. Die Strahlengänge können einen Winkel einschließen der das Doppelte des Einfallswinkels beträgt.Becomes the device used to examine the aqueous humor of the eye, the device preferably has a positioning aid for positioning of the eye relative to the device. In particular, as a positioning aid a device with a contact surface for the head or parts thereof serve, which is shaped so that the Head relative to the device one in at least two dimensions occupies a fixed position in which the eye in the illumination beam path lies. Preferably then the lighting device and the Detection device according to a predetermined angle of incidence the illumination radiation and the resulting exit angle the detection radiation aligned with their beam paths to each other. The beam paths can include an angle which is twice the angle of incidence.

Das Auge bzw. genauer die Cornea kann jedoch auch bei fester Kopfhaltung bewegt werden. Zur genaueren Ausrichtung zwischen Beleuchtungsstrahlengang und Cornea verfügt die Vorrichtung vorzugsweise über ein Fixierlichtquelle, die so angeordnet ist, daß bei Betrachtung des von der Fixierlichtquelle abgegebenen Fixierlichts mit dem Auge die Cornea eine für die Durchführung des Verfahren günstige Lage einnimmt.The Eye or more accurately the cornea, however, can also with a fixed head posture to be moved. For more precise alignment between the illumination beam path and cornea features the device preferably over a fixing light source arranged so that when viewed from the Fixing light emitted fixing light with the eye the cornea one for the implementation the procedure favorable Situation takes.

Durch Betrachtung des Fixierlichts können zwar bewußte Bewegungen des Auges weitgehend unterdrückt werden, nicht jedoch unbewußte Bewegungen bzw. Mikrobewegungen (Saccaden). Vorzugsweise verfügt daher die Vorrichtung über eine mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung verbundene Kamera mit einer zweidimensionalen Anordnung von Detektionselementen, mittels derer Bilder des Körpers, insbesondere von Pupille und Iris des Auges, erfaßbar sind, und die Steuer- und Auswerteeinrichtung ist zur Berücksichtigung der durch Bilder der Kamera erfaßten Bewegung des Körpers relativ zu der Vorrichtung bei der Ermittlung die durch die optisch aktive Schicht hervorgerufene Änderung des Polarisationszustands oder die die Konzentration des optisch aktiven Stoffs wiedergebende Größe ausgebildet.By Although the fixation light can be viewed conscious Movements of the eye are largely suppressed, but not unconscious movements or micromovements (saccades). Preferably, therefore the device over a connected to the control and evaluation camera with a two-dimensional array of detection elements, by means of those pictures of the body, especially of the pupil and iris of the eye, are detectable, and the control and evaluation device is to be considered the motion of the body detected by images of the camera relative to the device in the determination by the optically active Shift caused change the polarization state or the concentration of the optical formed active substance reproducing size.

Vorzugsweise verfügt die Vorrichtung über einen mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung verbundenen optischen Kohärenztomographen und die Steuer- und Auswerteeinrichtung ist dazu ausgebildet, den Abstand der Vorrichtung zum Auge einzustellen und/oder den Brechungsindex des Kammerwassers zu bestimmen. Damit kann in vorteilhafter Weise die Genauigkeit der Messung erhöht werden.Preferably has the device over a optical coherence tomographs connected to the control and evaluation device and the control and evaluation device is adapted to the Adjust the distance of the device to the eye and / or the refractive index to determine the aqueous humor. This can be done in an advantageous manner increases the accuracy of the measurement become.

Das Verfahren und die Vorrichtung eignen sich insbesondere zur Untersuchung des menschlichen oder tierischen Auges, wobei als optisch aktiver Stoff der Glucosegehalt im Kammerwasser oder nach Umrechnung der im Blut der Person ermittelt werden kann. In gleicher Weise kann auch der Gehalt an Lactat, Proteinen, Aminosäuren oder Ascorbinsäure im Kammerwasser bestimmt werden. Bei der Verfahren ist es insbesondere bevorzugt, daß die Konzentration von Glucose, Lactat, Proteinen, Ascorbinsäure und/oder Aminosäuren im Kammerwasser des Auges eines Menschen oder eines Tieres gemessen werden.The Method and apparatus are particularly suitable for examination of the human or animal eye, being as an optically active substance the glucose content in the aqueous humor or, after conversion, that in the blood the person can be determined. In the same way can also the Content of lactate, proteins, amino acids or ascorbic acid in aqueous humor be determined. In the method it is particularly preferred that concentration of glucose, lactate, proteins, ascorbic acid and / or amino acids in the Aqueous humor of the eye of a human or an animal measured become.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen:The The invention will be explained in more detail below with reference to the drawings. It demonstrate:

1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, 1 a schematic representation of an apparatus according to a first preferred embodiment of the invention,

2 ein vereinfachtes Ablaufdiagramm eines Verfahrens nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, 2 a simplified flow diagram of a method according to a first preferred embodiment of the invention,

3 ein Ablaufdiagramm für einen ersten Verfahrensabschnitt des Verfahrens in 2, 3 a flowchart for a first method portion of the method in 2 .

4 ein Ablaufdiagramm für einen dritten Verfahrensabschnitt des Verfahrens in 2, 4 a flowchart for a third method portion of the method in 2 .

5 ein Ablaufdiagramm für einen fünften Verfahrensabschnitt des Verfahrens in 2, 5 a flowchart for a fifth method portion of the method in 2 .

6 eine schematische teilweise Darstellung einer Vorrichtung nach einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, 6 a schematic partial representation of a device according to a third preferred embodiment of the invention,

7 eine schematische teilweise Darstellung einer Vorrichtung nach einer vierten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, 7 a schematic partial representation of an apparatus according to a fourth preferred embodiment of the invention,

8 eine schematische teilweise Darstellung einer Vorrichtung nach einer fünften bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, 8th a schematic partial representation of an apparatus according to a fifth preferred embodiment of the invention,

9 eine schematische teilweise Darstellung einer Vorrichtung nach einer sechsten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, und 9 a schematic partial representation of an apparatus according to a sixth preferred embodiment of the invention, and

10 eine schematische teilweise Darstellung einer Vorrichtung nach einer siebten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. 10 a schematic partial representation of an apparatus according to a seventh preferred embodiment of the invention.

Eine schematisch in 1 gezeigte Vorrichtung zur Ermittlung des Glucosegehalts im Kammerwasser eines Auges 1 stellt eine Vorrichtung zur Messung der Änderung eines Polarisationszustands polarisierter optischer Strahlung durch eine optisch aktive Schicht eines Körpers, die einen optisch aktiven Stoff enthält, und/oder einer die Konzentration des optisch aktiven Stoffs in der optische aktiven Schicht wiedergebenden Größe nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dar, wobei der Körper durch das Auge 1 gegeben ist, bei dem die Augenlinse 2 eine reflektierende Schicht, die Cornea 3 eine doppelbrechende Schicht und die mit Kammerwasser gefüllte, zwischen der Augenlinse 2 und der Cornea 3 befindliche Vorderkammer 4 des Auges eine optisch aktive Schicht, die als optisch aktiven Stoff unter anderem Glucose enthält, bilden.A schematic in 1 shown device for determining the glucose content in the aqueous humor of an eye 1 discloses an apparatus for measuring the change in a polarization state of polarized optical radiation through an optically active layer of a body containing an optically active agent and / or a variable representing the concentration of optically active agent in the optically active layer according to a preferred embodiment of the invention where the body is through the eye 1 is given, at which the eye lens 2 a reflective layer, the cornea 3 a birefringent layer and the filled with aqueous humor, between the eye lens 2 and the cornea 3 located anterior chamber 4 of the eye, an optically active layer which contains, among other things, glucose as the optically active substance.

Die Vorrichtung umfaßt eine durch gestrichelte Linien veranschaulichte Beleuchtungseinrichtung 5 zur Beleuchtung des Körpers bzw. Auges 1 mit einem Beleuchtungsstrahlenbündel 6, eine Detektionseinrichtung 7 zur Detektion eines von dem Auge 1 reflektierten Detektionsstrahlenbündels 8, das aus dem Beleuchtungsstrahlenbündel 6 nach Durchtritt durch die Cornea 3 und die Vorderkammer bzw. Kammerwasserschicht 4, Reflexion an der Vorderseite der Augenlinse 2 sowie erneutem Durchtritt durch die Kammerwasserschicht 4 und die Cornea 3 entsteht, und eine Steuer- und Auswerteeinrichtung 9, die mit der Beleuchtungseinrichtung 5 und der Detektionseinrichtung 7 über Signalverbindungen verbunden ist. Die Position des Auges 1 relativ zu der Vorrichtung wird durch eine in 1 nicht gezeigt Positionierhilfe in Form einer Kinnauflage und einer gewölbten Anlagefläche für die Stirn stabilisiert.The device comprises a lighting device illustrated by dashed lines 5 to illuminate the body or eye 1 with a lighting beam 6 , a detection device 7 for detecting one of the eye 1 reflected detection beam 8th that from the illumination beam 6 after passing through the cornea 3 and the anterior chamber or aqueous humor layer 4 , Reflection on the front of the eye lens 2 as well as renewed passage through the aqueous humor layer 4 and the cornea 3 arises, and a control and evaluation 9 that with the lighting device 5 and the detection device 7 connected via signal connections. The position of the eye 1 relative to the device is characterized by an in 1 not shown Positioning aid stabilized in the form of a chin rest and a curved contact surface for the forehead.

Die Beleuchtungseinrichtung 5 dient zur Erzeugung des Beleuchtungsstrahlenbündels 6 optischer Strahlung mit einem durch Steuersignale der Steuer- und Auswerteeinrichtung 9 einstellbaren Polarisationszustand. Sie umfaßt hierzu ein Strahlungsquelle 10 zur Abgabe eines kollimierten, unpolarisierten Beleuchtungsstrahlenbündels, im Beispiel eine Halogenlampe mit Kollimator, und entlang des Beleuchtungsstrahlengangs Beleuchtungsstrahlenbündels einen Linearpolarisator 11, ein erstes und ein zweites steuerbar polarisationsdrehendes Element 12 bzw. 13 jeweils in Form eines Faraday-Rotators, eine steuerbar phasenschiebende Einrichtung 14 in Form einer Pockels-Zelle und eine Optik 15 zur Fokussierung des Beleuchtungsstrahlenbündels 6 auf die Vorderseite der Augenlinse 2.The lighting device 5 serves to generate the illumination beam 6 optical radiation with a by control signals of the control and evaluation 9 adjustable polarization state. It includes for this purpose a radiation source 10 for emitting a collimated, unpolarized illumination beam, in the example a halogen lamp with collimator, and a linear polarizer along the illumination beam path of the illumination beam 11 , a first and a second controllably polarization-rotating element 12 respectively. 13 each in the form of a Faraday rotator, a controllable phase shifting device 14 in the form of a Pockels cell and an optic 15 for focusing the illumination beam 6 on the front of the eye lens 2 ,

Der von der Strahlungsquelle 10 abgegebene kollimierte Beleuchtungsstrahl wird mit dem Linearpolarisator, im Beispiel einem Glan-Thompson-Prisma, linear polarisiert, im Beispiel senkrecht zur Einfallsebene. Es ist jedoch auch eine andere Richtung möglich, vorzugsweise parallel zur Einfallsebene des Beleuchtungsstrahlenbündels 6. Das erste und das zweite steuerbar polarisationsdrehende Element 12 bzw. 13 drehen in Abhängigkeit von von der Steuer- und Auswerteeinrichtung 9 zugeführten Steuersignalen die Polarisationsrichtung der linear polarisierten Beleuchtungsstrahlung um einen durch die Steuersignale codierten Winkel. Die steuerbar polarisationsdrehenden Elemente 12 und 13 sind so ausgelegt, daß der Drehwinkel schnell steuerbar ist. Das erste steuerbar polarisationsdrehende Element 12 ist dabei zur Grobeinstellung der Polarisationsrichtung, das zweite steuerbar polarisationsdrehende Element 13 zur Feineinstellung ausgebildet. Genauer ist der Faraday-Rotator 13 für einen Winkelbereich von wenigen Grad, z.B. ±5°, ausgelegt, in dem er den Polarisationsvektor reproduzierbar auf 10–4° genau drehen kann. Der für die Grundfunktion der Vorrichtung nicht notwendige Faraday-Rotator 12 ist für große Drehwinkel von bis zu ±180° ausgelegt, so daß die Vorrichtung auch als vollständiges Ellipsometer verwendet werden kann. Wird die Vorrichtung nicht als Ellipsometer betrieben, ändert er die Polarisationsrichtung nicht.The one from the radiation source 10 emitted collimated illumination beam is linearly polarized with the linear polarizer, in the example a Glan-Thompson prism, in the example perpendicular to the plane of incidence. However, another direction is possible, preferably parallel to the plane of incidence of the illumination beam 6 , The first and second controllable polarization rotating elements 12 respectively. 13 rotate in dependence on the control and evaluation 9 supplied control signals, the polarization direction of the linearly polarized illumination radiation about an encoded by the control signals angle. The controllable polarization-rotating elements 12 and 13 are designed so that the rotation angle is quickly controlled. The first controllable polarization-rotating element 12 is the coarse adjustment of the polarization direction, the second controllable polarization-rotating element 13 designed for fine adjustment. More precise is the Faraday rotator 13 is designed for an angular range of a few degrees, eg ± 5 °, in which it can reproducibly rotate the polarization vector to 10 -4 °. The essential for the basic function of the device Faraday rotator 12 is designed for large angles of rotation of up to ± 180 °, so that the device can also be used as a complete ellipsometer. If the device is not operated as an ellipsometer, it does not change the polarization direction.

Die steuerbar phasenschiebende Einrichtung bzw. Pockets-Zelle 14 erlaubt auf entsprechende Steuersignale der Steuer- und Auswerteeinrichtung 9 hin eine Aufteilung des Beleuchtungsstrahlenbündels 6 in zwei orthogonal zueinander polarisierte Komponenten entlang durch die Signale vorgegebenen Richtungen und eine Phasenverschiebung zwischen diesen Komponenten.The controllable phase shifting device or pocket cell 14 allowed on corresponding control signals of the control and evaluation 9 towards a division of the illumination beam 6 into two orthogonal polarized components along directions given by the signals and a phase shift between these components.

Durch die Verwendung des Linearpolarisators 11, der polarisationsdrehenden Elemente 12 und 13 sowie der steuerbar phasenschiebenden Einrichtung 14 kann der Polarisationszustand des Beleuchtungsstrahlenbündels 6 also beliebig eingestellt werden.By using the linear polarizer 11 , the polarization rotating elements 12 and 13 and the controllable phase shifting device 14 can the polarization state of the illumination beam 6 So be set arbitrarily.

Die Optik 15 fokussiert das Beleuchtungsstrahlenbündel 6 auf die Vorderseite der Augenlinse 2. Um Beleuchtungsstrahlen unter verschiedenen vorgegebenen Einfallswinkeln auf das Auge 1 strahlen zu können, ist die Optik 15 so ausgelegt, daß Beleuchtungsstrahlen über ein Einfallswinkelspektrum θ1 bis θ2 von einigen Grad, im Beispiel etwa ±3°, auf das Auge 1 gestrahlt werden, wobei θ der mittlere vorgegebene Einfallswinkel des Beleuchtungsstrahlenbündels 6 bzw. des Schwerpunktstrahls ist. Die Breite des Einfallswinkelspektrums ist so gewählt, daß die Winkelabhängigkeit der Polarisationsdrehung bei Reflexion an der Augenlinse 2 erfaßbar ist.The optics 15 focuses the illumination beam 6 on the front of the eye lens 2 , To illuminate beams at different predetermined angles of incidence on the eye 1 Being able to radiate is the optic 15 designed so that illumination rays over an incident angle spectrum θ 1 to θ 2 of a few degrees, in the example about ± 3 °, to the eye 1 where θ is the mean predetermined angle of incidence of the illumination beam 6 or the center of gravity beam. The width of the incident angle spectrum is chosen so that the angular dependence of the polarization rotation upon reflection at the eye lens 2 is detectable.

Das unter eine Ausfallwinkel θ' = θ aus dem Auge 1 austretende Detektionsstrahlenbündel 8 passiert zunächst eine Blende 16, die gewährleistet, daß nur der Reflex von der Vorderseite der Augenlinse 2 in den Detektionsstrahlengang gelangt, und gelangt dann in die Detektionseinrichtung 7.That under a failure angle θ '= θ out of the eye 1 emerging detection beam 8th First, an aperture happens 16 , which ensures that only the reflex from the front of the eye lens 2 enters the detection beam path, and then enters the detection device 7 ,

Die Detektionseinrichtung 7 umfaßt entlang ihres Detektionsstrahlengangs eine Kollimationsoptik 17, die das Detektionsstrahlenbündel nach Verlassen des Auges 1 wieder kollimiert, eine weitere steuerbar phasenschiebende Einrichtung 18, die wie steuerbar phasenschiebende Einrichtung 14 ausgebildet ist, ein drittes steuerbar polarisationsdrehendes Element 19, das wie das steuerbar polarisationsdrehende Element 13 ausgebildet ist, einen Analysator 20, eine Abbildungsoptik 21 und eine für den UV-VIS-NIR-Bereich, im Beispiel von 300 nm bis 1100 nm, sensitive, mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung verbundene Zeilenkamera 22, die eine eindimensionale Anordnung von Detektionselementen für die Detektionsstrahlung aufweist und mittels derer das Detektionsstrahlenbündel 8 winkelaufgelöst detektiert werden kann. Die Zeilenkamera 22 wird in diesem Beispiel durch eine 2D-CMOS-Kamera realisiert, deren Pixel in einer Dimension elektrisch zusammengeschaltet, d.h. gebinnt, sind.The detection device 7 comprises collimation optics along its detection beam path 17 that the detection beam after leaving the eye 1 again collimated, another controllable phase-shifting device 18 that is like controllable phase-shifting device 14 is formed, a third controllable polarization-rotating element 19 that acts like the controllable polarization-rotating element 13 is formed, an analyzer 20 , an imaging optics 21 and one for the UV-VIS-NIR range, in the example of 300 nm to 1100 nm, sensitive, connected to the control and evaluation line scan camera 22 comprising a one-dimensional array of detection elements for the detection radiation and by means of which the detection beam 8th angular resolution can be detected. The line scan camera 22 is realized in this example by a 2D CMOS camera whose pixels are electrically interconnected in one dimension, ie, binned.

Der Analysator 20 im Detektionsstrahlengang ist so eingestellt, dass er in dem Fall, daß die Faraday-Rotatoren 12, 13 und 19 die Polarisationsrichtung nicht drehen, minimale Intensität des von der Augenlinse 10 reflektierten Detektionsstrahlenbündels 8 durchläßt.The analyzer 20 in the detection beam path is set to be in the case that the Faraday rotators 12 . 13 and 19 do not turn the polarization direction, minimum intensity of the eye lens 10 reflected detection beam 8th passes.

Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 9 verfügt – in den Figuren nicht gezeigt – über eine Speichereinrichtung, in der temporär und dauerhaft Daten und Instruktionen eines Computerprogramms gespeichert sind, und einen Prozessor, der auf die Instruktionen hin die Beleuchtungseinrichtung 5, d.h. genauer wenigstens die steuerbar polarisationsdrehenden Elemente 12 und 13 sowie die steuerbar phasenschiebende Einrichtung 14, und die Detektionseinrichtung 7, d.h. genauer die steuerbar phasenschiebende Einrichtung 18 und das dritte steuerbar polarisationsdrehende Element 19, ansteuert, sowie Signale bzw. Daten der Detektionseinrichtung 7 bzw. der Zeilenkamera 22 erfaßt und die Vorrichtung so steuert, daß das im folgenden geschilderte Verfahren durchgeführt wird.The control and evaluation device 9 has - not shown in the figures - a memory device in which temporary and permanent data and instructions of a computer program are stored, and a processor, the illumination device on the instructions 5 , ie more precisely at least the controllable polarization-rotating elements 12 and 13 and the controllable phase shifting device 14 , and the detection device 7 , ie more precisely the controllable phase-shifting device 18 and the third controllable polarization rotating element 19 , as well as signals or data of the detection device 7 or the line camera 22 detects and controls the device so that the method described below is performed.

Um das Auge 1 in einer ruhigen Lage halten und reproduzierbar an derselben Stelle der Augenlinse 2 messen zu können, wird mittels einer Fixierlichteinrichtung ein für Augendiagnosegeräte übliches Fixierlicht eingestrahlt. Dazu ist eine Fixierlichtquelle 23 vorgesehen, deren Fixierlicht über einen ersten Strahlteiler 24, eine Optik 25, die das Licht kollimiert, und einen zweiten Strahlteiler 26 in den Bereich gelenkt wird, in dem sich der Detektionsstrahlengang und der Beleuchtungsstrahlengang schneiden, d.h. bei der Verwendung der Vorrichtung das Zentrum der Cornea 3. Bei einer Untersuchung richtet die zu untersuchende Person das Auge 1 auf das Fixierlicht und stellt das Auge dadurch im wesentlichen ruhig.Around the eye 1 Keep in a quiet position and reproducible in the same place of the eye lens 2 To be able to measure, by means of a Fixierlichteinrichtung a usual for eye diagnostic devices Fixierlicht is irradiated. This is a Fixierlichtquelle 23 provided, the fixing light via a first beam splitter 24 , an optic 25 , which collimates the light, and a second beam splitter 26 is directed in the area in which the detection beam path and the illumination beam path intersect, ie, in the use of the device, the center of the cornea 3 , In an examination, the person to be examined directs the eye 1 on the fixation light and thus makes the eye essentially calm.

Weiterhin ist zur Ausrichtung der Vorrichtung relativ zu dem Zentrum der Cornea 3 bzw. der in der Iris 28 gebildeten Pupille ein Pupillenmonitor vorgesehen, der eine Lichtquelle 27 für die Beleuchtung der Iris 28 des Auges 1, eine Abbildungsoptik 29, ein Spektralfilter 30 sowie eine Kamera 31 mit einer zweidimensionalen Anordnung von Detektionselementen aufweist. Licht der Lichtquelle 27 wird durch den ersten Strahlteiler 24, die Optik 25 und den zweiten Strahlteiler 26 auf die Iris 28 gelenkt. Von der Iris zurückgeworfenes Licht gelangt durch den zweiten Strahlteiler 26 und wird durch die Abbildungsoptik 29 nach Filterung durch den Spektralfilter 30 auf die Kamera 31 fokussiert.Furthermore, to align the device relative to the center of the cornea 3 or in the iris 28 formed pupil a pupil monitor provided, which is a light source 27 for the illumination of the iris 28 of the eye 1 , an imaging optics 29 , a spectral filter 30 as well as a camera 31 having a two-dimensional array of detection elements. Light of the light source 27 is through the first beam splitter 24 , the optics 25 and the second beam splitter 26 on the iris 28 directed. Light thrown back by the iris passes through the second beam splitter 26 and is through the imaging optics 29 after filtering through the spectral filter 30 to the camera 31 focused.

Die Pupille und die Iris 28 werden zur Ausrichtung der Vorrichtung mit der Kamera 31 beobachtet. Mit Hilfe des Kamerabildes wird ermittelt, wie die Vorrichtung relativ zur Pupillenmitte aktuell ausgerichtet ist. Dem Anwender wird angezeigt, ob die Ausrichtung innerhalb eines geeigneten Toleranzbereiches liegt. Falls nicht, ist die Ausrichtung der Vorrichtung durch dem Fachmann bekannte manuelle oder motorische Vorrichtungen zu korrigieren.The pupil and the iris 28 are used to align the device with the camera 31 observed. The camera image is used to determine how the device is currently aligned relative to the center of the pupil. The user is informed if the alignment is within a suitable tolerance range. If not, the orientation of the device should be corrected by manual or motorized devices known to those skilled in the art.

In den im folgenden beschriebenen und in den anderen Figuren dargestellten Vorrichtungen sind der Übersichtlichkeit halber die Fixierlichteinrichtung und der Pupillenmonitor nicht nochmals beschrieben bzw. gezeigt, jedoch vorhanden.In those described below and shown in the other figures Devices are for clarity half the Fixierlichteinrichtung and the pupil monitor not again described or shown, but available.

Da sowohl die optische Aktivität als auch der Brechungsindex des Kammerwassers empfindlich von der Temperatur abhängen, ist in der Vorrichtung ein berührungslos arbeitender optischer Temperatursensor 32 mit einer Auflösung von besser als 0,1°C vorgesehen, der mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 9 verbunden ist. Temperaturänderungen des Auges 1 können dadurch rechnerisch berücksichtigt werden.Since both the optical activity and the refractive index of the aqueous humor are sensitive to the temperature, in the device is a non-contact optical temperature sensor 32 with a resolution of better than 0.1 ° C provided with the control and evaluation 9 connected is. Temperature changes of the eye 1 can be considered mathematically become.

In der Steuer- und Auswerteeinrichtung 9 sind Daten gespeichert, die wiedergeben, wie die steuerbar phasenschiebenden Einrichtungen 14 und 18 einzustellen sind, damit die Wirkung der Doppelbrechung durch die Cornea 3 kompensiert wird. Durch Ausgabe entsprechender Steuersignale an die Steuer- und Auswerteeinrichtung 9 werden die steuerbar phasenschiebenden Einrichtungen 14 und 18 so eingestellt, daß Beleuchtungsstrahlung bei Passage der Einrichtung 14 und der Cornea 3 bzw. der Cornea 3 und nachfolgend als Detektionsstrahlung der Einrichtung 18 ihren Polarisationszustand nicht ändert. Die dazu notwendigen Daten können beispielsweise bei einer personenspezifischen Kalibrierung ermittelt werden, indem die Vorrichtung als Ellipsometer verwendet und dann die Doppelbrechung bei konstanter optischer Aktivität gemessen wird.In the control and evaluation device 9 are stored data that reflect how the controllable phase shifting devices 14 and 18 adjust so that the effect of birefringence through the cornea 3 is compensated. By outputting appropriate control signals to the control and evaluation 9 become the controllable phase-shifting devices 14 and 18 adjusted so that illumination radiation upon passage of the device 14 and the cornea 3 or the cornea 3 and subsequently as detection radiation of the device 18 does not change its polarization state. The data required for this purpose can be determined, for example, in a person-specific calibration by using the device as an ellipsometer and then measuring the birefringence at constant optical activity.

Die hinter dem steuerbar polarisationsdrehenden Element 13 auftretende linear polarisierte Beleuchtungsstrahlung ist daher auch in der optisch aktiven Schicht 4 linear polarisiert. Ebenso ist das Detektionsstrahlenbündel 8 nach der steuerbar phasenschiebenden Einrichtung 18 linear polarisiert, wenn die Reflexion an der Augenlinse 2 höchstens eine Drehung der Polarisationsrichtung des Beleuchtungsstrahlenbündels 6 bewirkt.The behind the controllable polarization rotating element 13 occurring linearly polarized illumination radiation is therefore also in the optically active layer 4 linearly polarized. Likewise, the detection beam 8th after the controllable phase shifting device 18 linearly polarized when the reflection on the eye lens 2 at most one rotation of the polarization direction of the illumination beam 6 causes.

Zur Messung der Änderung des Polarisationszustands des Beleuchtungsstrahlenbündels durch das Kammerwasser bzw. die optisch aktive Schicht 4 und zur Messung der Konzentration der Glucose in dem Kammerwasser bzw. der optisch aktiven Schicht wird das folgende Verfahren durchgeführt, das sich in fünf Hauptabschnitte (vgl. 2) gliedern läßt. Zu Beginn des Verfahrens sind die Faraday-Rotatoren so eingestellt, daß sie keine Drehung der Polarisationsrichtung bewirken. Der Faraday-Rotator 12 bleibt auch bei Ausführung des Verfahrens funktionslos.For measuring the change in the polarization state of the illumination beam through the aqueous humor or the optically active layer 4 and for measuring the concentration of glucose in the aqueous humor or the optically active layer, the following procedure is performed, which is divided into five main sections (see FIG. 2 ) can be broken down. At the beginning of the process, the Faraday rotators are set to cause no rotation of the direction of polarization. The Faraday rotator 12 remains functionless even when the process is executed.

Da bis auf den Faraday-Rotator 13 alle anderen den Polarisationszustand des Beleuchtungsstrahlenbündels 6 bestimmenden Parameter und Einrichtungen fest vorgegeben sind, kann der Polarisationszustand des Beleuchtungsstrahlenbündels 6 nur durch die Einstellung der Polarisationsrichtung nach dem Faraday-Rotator 13 verändert werden. Der Polarisationszustand des Detektionsstrahlenbündels 8 wird wenigstens teilweise, aber für die Messung hinreichend, durch den Drehwinkel des Faraday-Rotators 19 charakterisiert, bei dem die Intensität des Detektionsstrahlenbündels 8 nach dem Analysator 19 minimal ist.Because except for the Faraday rotator 13 all others the polarization state of the illumination beam 6 determining parameters and devices are fixed, the polarization state of the illumination beam 6 only by adjusting the polarization direction after the Faraday rotator 13 to be changed. The polarization state of the detection beam 8th is at least partially, but sufficient for the measurement, by the angle of rotation of the Faraday rotator 19 characterized in that the intensity of the detection beam 8th after the analyzer 19 is minimal.

Zunächst wird in Abschnitt S10 ein ausgezeichneter Polarisationszustand der Beleuchtungsstrahlung bzw. eine entsprechende Einstellung ermittelt, für den die Einfallswinkelabhängigkeit der Änderung des Polarisationszustands durch das Auge bzw. des Polarisationszustands der Detektionsstrahlung minimiert wird.First, will in section S10, an excellent polarization state of the illumination radiation or a corresponding setting determined for the Einfallswinkelabhängigkeit the change the polarization state through the eye or the polarization state the detection radiation is minimized.

Danach wird in Abschnitt S12 ein erster Meßbeleuchtungspolarisationszustand der Beleuchtungsstrahlung durch Ansteuerung der Beleuchtungseinrichtung 5 und insbesondere der steuerbar polarisationsdrehenden Einrichtung 13 eingestellt, der für die im folgenden Schritt durchgeführte Messung sehr günstig ist.Thereafter, a first Meßbeleuchtungspolarisationszustand the illumination radiation by driving the illumination device in section S12 5 and in particular the controllable polarization rotating device 13 set, which is very favorable for the performed in the following step measurement.

In dem folgenden Abschnitt S14 werden die Drehung der Polarisationsrichtung durch die optisch aktive Schicht 4 und die Konzentration der Glucose im Kammerwasser ermittelt bzw. gemessen.In the following section S14, the rotation of the polarization direction by the optically active layer 4 and the concentration of glucose in the aqueous humor is determined or measured.

Danach wird in Abschnitt S16 ein zweiter Meßbeleuchtungspolarisationszustand der Beleuchtungsstrahlung durch Ansteuerung der Beleuchtungseinrichtung 5 und insbesondere der steuerbar polarisationsdrehenden Einrichtung 13 eingestellt, der für die im folgenden Schritt S18 durchgeführte Messung sehr günstig ist.Thereafter, in section S16, a second Meßbeleuchtungs polarization state of the illumination radiation by driving the illumination device 5 and in particular the controllable polarization rotating device 13 set which is very favorable for the measurement performed in the following step S18.

Schließlich erfolgt in Abschnitt S18 eine Messung des Brechungsindex des Kammerwassers und eine weitere, auf dem Brechungsindex basierende Ermittlung der Konzentration der Glucose im Kammerwasser.Finally done in section S18, a measurement of the refractive index of the aqueous humor and another refractive index based determination of Concentration of glucose in the aqueous humor.

In Abschnitt S10 werden die folgenden, in 3 veranschaulichten Schritte durchgeführt.In section S10, the following, in 3 illustrated steps performed.

Der Linearpolarisator 11 ist dabei so ausgerichtet, daß das Beleuchtungsstrahlenbündel zu der durch das Beleuchtungs- und das Detektionsstrahlenbündel definierten Ebene wenigstens näherungsweise orthogonal ist.The linear polarizer 11 is aligned so that the illumination beam is at least approximately orthogonal to the plane defined by the illumination and the detection beam.

In Schritt S20 stellt die Steuer- und Auswerteeinrichtung 9 soweit notwendig den Faraday-Rotator 13 zunächst auf einen Anfangswinkel und damit die Anfangspolarisationszustand, im Beispiel s-Polarisation bezüglich des Auges, ein. Sie steuert dann die Steuer- und Auswerteeinrichtung 9 den Faraday-Rotator 13 so an, daß die Polarisationsrichtung um einen kleinen vorgegebenen Winkel δ1 gedreht wird, so daß ein erster vorgegebener Polarisationszustand des Beleuchtungsstrahlenbündels 6 erhalten wird. Im Beispiel kann δ1 etwa 1° betragen. An der Augenlinse liegt dann eine Eingangspolarisationsrichtung von etwa 90°+δ1 vor.In step S20, the control and evaluation device 9 if necessary, the Faraday rotator 13 first to an initial angle and thus the initial polarization state, in the example s-polarization with respect to the eye, a. It then controls the control and evaluation device 9 the Faraday rotator 13 so that the polarization direction is rotated by a small predetermined angle δ 1 , so that a first predetermined polarization state of the illumination beam 6 is obtained. In the example, δ 1 can be about 1 °. An entrance polarization direction of about 90 ° + δ 1 is then present at the eye lens.

In Schritt S22 wird ein Beleuchtungsstrahlenbündel mit dem eingestellten vorgegebenen Polarisationszustand auf das Auge 1 gestrahlt und die Intensität des von dem Analysator 19 durchgelassenen Anteils des Detektionsstrahlenbündels 8 winkelabhängig mittels der Zeilenkamera 22 erfaßt. Die Werte werden als Werte der Polarisationszustandsgröße in der Steuer- und Auswerteeinrichtung 9 winkelabhängig gespeichert.In step S22, a lighting beam having the set predetermined polarization state is applied to the eye 1 blasted and the intensity of the analyzer 19 transmitted portion of the detection beam 8th winkelab pending by means of the line scan camera 22 detected. The values are expressed as values of the polarization state variable in the control and evaluation device 9 stored angle-dependent.

In Schritt S24 dreht die Steuer- und Auswerteeinrichtung 9 durch entsprechende Steuersignale an den Faraday-Rotator 13 die Polarisationsrichtung um einen Winkel δ2 < –6 relativ zu dem zuletzt eingestellten Winkel, im Beispiel –2°, so daß ein zweiter vorgegebener Polarisationszustand des Beleuchtungsstrahlenbündels 6 erhalten wird. An der Augenlinse liegt dann eine Eingangspolarisation von ungefähr 89° vor.In step S24, the control and evaluation device rotates 9 by appropriate control signals to the Faraday rotator 13 the polarization direction by an angle δ 2 <-6 relative to the last set angle, in the example -2 °, so that a second predetermined polarization state of the illumination beam 6 is obtained. At the eye lens there is then an entrance polarization of about 89 °.

In Schritt S26 wird wie in Schritt S22 ein Beleuchtungsstrahlenbündel mit dem zweiten eingestellten vorgegebenen Polarisationszustand auf das Auge 1 gestrahlt und die Intensität des von dem Analysator 19 durchgelassenen Anteils des Detektionsstrahlenbündels 8 winkelabhängig mittels der Zeilenkamera 22 erfaßt und in der Steuer- und Auswerteeinrichtung 9 winkelabhängig gespeichert.In step S26, as in step S22, an illumination beam having the second set predetermined polarization state is applied to the eye 1 blasted and the intensity of the analyzer 19 transmitted portion of the detection beam 8th angle dependent by means of the line scan camera 22 recorded and in the control and evaluation 9 stored angle-dependent.

In Schritt S28 wird aus den in den Schritten S22 und S26 erfaßten Werten in Abhängigkeit von den Winkeln und den entsprechenden vorgegebenen Polarisationszuständen durch die Steuer- und Auswerteeinrichtung 9 mittels Interpolation bestimmt, bei welchem ausgezeichneten Polarisationszustand des Beleuchtungsstrahlenbündels 6, d.h. bei welchem Drehwinkel des Faraday-Rotators 13, die geringste Winkelabhängigkeit der Intensität des Detektionsstrahlenbündels 8 nach dem Analysator 19 erzielt wird. Der Drehwinkel kann dann abgespeichert werden.In step S28, from the values detected in steps S22 and S26, the control and evaluation means becomes dependent on the angles and the corresponding predetermined polarization states 9 determined by interpolation, in which excellent polarization state of the illumination beam 6 ie at which angle of rotation of the Faraday rotator 13 , the lowest angle dependence of the intensity of the detection beam 8th after the analyzer 19 is achieved. The angle of rotation can then be saved.

Der Abschnitt S12 umfaßt in diesem Ausführungsbeispiel nur die Einstellung des ermittelten Drehwinkels an dem Faraday-Rotator 13, da als Meßbeleuchtungspolarisationszustand der ausgezeichnete Polarisationszustand verwendet wird. An der Vorderseite der Augenlinse 2 hat die Beleuchtungsstrahlung nun einen maximalen Anteil von s-Polarisation, d.h. sie ist dort näherungsweise s-polarisiert.The section S12 comprises in this embodiment, only the setting of the determined rotation angle on the Faraday rotator 13 since the excellent polarization state is used as the measurement illumination polarization state. At the front of the eye lens 2 the illumination radiation now has a maximum proportion of s-polarization, ie it is approximately s-polarized there.

Soll statt der s-Polarisation p-Polarisation eingestellt werden, braucht nur der Anfangspolarisationszustand entsprechend geändert zu werden. Dazu kann der Linearpolarisator 11 zu Beginn des Verfahrens um 90° gegenüber dem beschriebenen Ausführungsbeispiel gedreht zu werden. Alternativ könnte auch der Faraday-Rotator 12 verwendet werden.If p-polarization is to be set instead of the s-polarization, only the initial polarization state needs to be changed accordingly. For this purpose, the linear polarizer 11 be rotated at the beginning of the process by 90 ° relative to the described embodiment. Alternatively, could also be the Faraday rotator 12 be used.

Die Schritte des Abschnitts S14 sind in 4 genauer gezeigt.The steps of section S14 are in 4 shown in more detail.

In Schritt S30 wird von der Steuer- und Auswerteeinrichtung 9 die Polarisationsrichtung des Detektionsstrahlenbündels 8 nach der die Doppelbrechung durch die Cornea 3 kompensierenden Einrichtung 18 durch Ansteuerung des Faraday-Rotators 19 um einen kleinen Winkel δ3 gedreht, der in diesem Ausführungsbeispiel gleich dem Winkel δ1 gewählt ist.In step S30 is from the control and evaluation 9 the polarization direction of the detection beam 8th after the birefringence through the cornea 3 compensating device 18 by driving the Faraday rotator 19 rotated by a small angle δ 3 , which is chosen equal to the angle δ 1 in this embodiment.

Danach wird in Schritt S32 mittels der Zeilenkamera 22 die Intensität des Detektionsstrahlenbündels 8 hinter dem Analysator 19 über die Winkel integrierend erfaßt und gespeichert.Thereafter, in step S32, by means of the line camera 22 the intensity of the detection beam 8th behind the analyzer 19 integrated and stored integrating over the angle.

In Schritt S34 wird analog zu Schritt S24 von der Steuer- und Auswerteeinrichtung 9 die Polarisationsrichtung des Detektionsstrahlenbündels 8 nach der die Doppelbrechung durch die Cornea 3 kompensierenden Einrichtung 18 durch Ansteuerung des Faraday-Rotators 19 um einen kleinen Winkel δ4 in zu der Drehung in Schritt S28 entgegengesetzter Richtung gedreht. Der Winkel δ4 ist in diesem Ausführungsbeispiel gleich dem Winkel δ2 gewählt.In step S34, the control and evaluation device is analogous to step S24 9 the polarization direction of the detection beam 8th after the birefringence through the cornea 3 compensating device 18 by driving the Faraday rotator 19 rotated by a small angle δ 4 in opposite direction to the rotation in step S28. The angle δ 4 is chosen equal to the angle δ 2 in this embodiment.

Danach wird in Schritt S36 mittels der Zeilenkamera 22 die Intensität des Detektionsstrahlenbündels 8 hinter dem Analysator 19 über die Winkel integrierend erfaßt und gespeichert.Thereafter, in step S36, by means of the line scan camera 22 the intensity of the detection beam 8th behind the analyzer 19 integrated and stored integrating over the angle.

Aus den erfaßten Intensitätswerten wird in Schritt S38 durch Interpolation bestimmt, bei welchem Drehwinkel des Faraday-Rotators 19 als Wert der Meßpolarisationszustandsgröße die Intensität hinter dem Analysator 19 minimal ist. Dieser Drehwinkel ist dann proportional zur der optischen Aktivität des Kammerwassers, wobei der Proportionalitätsfaktor wesentlich von der Weglänge in der Schicht 4 abhängt.From the detected intensity values, it is determined in step S38 by interpolation, at which angle of rotation of the Faraday rotator 19 the value of the measurement polarization state quantity is the intensity behind the analyzer 19 is minimal. This angle of rotation is then proportional to the optical activity of the aqueous humor, the proportionality factor being substantially different from the path length in the layer 4 depends.

In Schritt S40 wird die Temperatur des Auges mittels des Temperatursensors 32 erfaßt und in Schritt S42 schließlich der Glucosegehalt ermittelt. Dazu kann beispielsweise angenommen werden, daß andere optisch aktive Stoffe im Kammerwasser eine über die Messungen konstante Konzentration haben, so daß aus einer Kalibriermessung ein Zusammenhang zwischen der optischen Aktivität des Kammerwassers und der Konzentration der Glucose besteht.In step S40, the temperature of the eye is detected by means of the temperature sensor 32 detected and finally determined in step S42, the glucose content. For this purpose, it can be assumed, for example, that other optically active substances in the aqueous humor have a constant concentration over the measurements, so that there is a correlation between the optical activity of the aqueous humor and the concentration of glucose from a calibration measurement.

Der Abschnitt S16 wird zunächst ein zweiter Meßbeleuchtungspolarisationszustand eingestellt, bei dem eine besonders hohe Empfindlichkeit für den Bereich von typischerweise auftretenden Brechungsindizes bzw. Glucosegehalten zu erwarten ist. Dieser Meßbeleuchtungspolarisationszustand, der bis auf die Polarisationsrichtung nach dem Faraday-Rotator 13 wie in dem vorhergehenden Abschnitt des Verfahrens gegeben ist, kann entweder aufgrund von Orientierungsmessung oder eines Modells für die polarisationsabhängige Ausbreitung des Beleuchtungsstrahlenbündels in dem Auge 1 ermittelt werden. Der Meßpolarisationszustand hängt dabei im allgemeinen von dem gewählten Einfallswinkel ab. Bei einem Einfallswinkel von 55° auf die Cornea 3 ergibt sich ein Drehwinkel von etwa 15° gegenüber der s-Polarisation an der Vorderseite der Augenlinse 2. Zur Einstellung des Winkels wird ausgenutzt, daß in dem Fall, daß einmal bekannt ist, wie die s- oder p-Polarisation an der Vorderseite der Augenlinse 2 mit Hilfe der Faraday-Rotatoren auf 10–4° genau eingestellt werden kann, mit Hilfe derselben Rotatoren auch jede beliebige andere Einstellung der Polarisationsrichtung mit der gleichen Genauigkeit möglich ist. Dazu stellt die Steuer- und Auswerteeinrichtung 9 durch Abgabe entsprechender Steuersignale an den zweiten Faraday-Rotator 13 den Meßbeleuchtungspolarisationszustand ausgehend von dem zuletzt vorhandenen Meßbeleuchtungspolarisationszustand ein.The section S16 is first set to a second Meßbeleuchtungspolarisationszustand in which a particularly high sensitivity for the range of typically occurring refractive indices or glucose levels is expected. This Meßbeleuchtungspolarisationszustand, except for the polarization direction after the Faraday rotator 13 As given in the previous section of the method, either due to orientation measurement or to a model for the polarization-dependent propagation of the illumination beam lenbündels in the eye 1 be determined. The Meßpolarisationszustand depends in general on the selected angle of incidence. At an angle of incidence of 55 ° on the cornea 3 results in a rotation angle of about 15 ° with respect to the s-polarization at the front of the eye lens 2 , To adjust the angle, use is made of the fact that in the case that once known, such as the s or p polarization at the front of the eye lens 2 with the help of the Faraday rotators can be adjusted to 10 -4 °, with the help of the same rotators and any other setting of the polarization direction with the same accuracy is possible. This is provided by the control and evaluation device 9 by delivering appropriate control signals to the second Faraday rotator 13 the Meßbeleuchtungspolarisationszustand starting from the last existing Meßbeleuchtungspolarisationszustand.

Die Schritte des Abschnitts S18 zur Messung des Brechungsindex in der Schicht 4 bzw. dem Kammerwasser sind schematisch in 5 dargestellt.The steps of the refractive index measurement section S18 in the layer 4 or the aqueous humor are schematically in 5 shown.

Es werden für den zweiten Meßbeleuchtungspolarisationszustand nochmals die Schritte S28 bis S36 ausgeführt, wobei die Drehungen der Polarisationsrichtung relativ zu dem aktuellen zweiten Meßbeleuchtungspolarisationszustand ausgeführt werden.It be for the second Meßbeleuchtungspolarisationszustand executed again steps S28 to S36, wherein the rotations of the Polarization direction relative to the current second Meßbeleuchtungspolarisationszustand be executed.

Aus einer Kennlinie für die Abhängigkeit der Änderung des Polarisationszustandes, insbesondere der Drehung des Polarisationszustandes, durch die optisch aktive Schicht 4 von dem Brechungsindex dieser Schicht kann dieser in Schritt S44, vorzugsweise unter Berücksichtigung der Temperatur des Auges 1 ermittelt werden.From a characteristic curve for the dependence of the change in the polarization state, in particular the rotation of the polarization state, by the optically active layer 4 from the refractive index of this layer can this in step S44, preferably taking into account the temperature of the eye 1 be determined.

Die genannten Schritte werden möglichst schnell, vorzugsweise innerhalb von 20 ms, durchgeführt, um den Einfluß von Relativbewegungen zwischen Vorrichtung und Auge 1 bzw. Augenlinse 10 minimal zu halten.The steps mentioned are carried out as quickly as possible, preferably within 20 ms, in order to determine the influence of relative movements between the device and the eye 1 or eye lens 10 to keep minimal.

Zur Verbesserung des Meßergebnisses können die Messungen wiederholt und die Einzelergebnisse gemittelt werden.to Improvement of the measurement result can the measurements are repeated and the individual results are averaged.

Mit der Vorrichtung kann auch folgende Variante des Verfahrens bei entsprechender Programmierung der Steuer- und Auswerteeinrichtung 9 durchgeführt werden, bei der die phasenschiebenden Einrichtungen 14 und 18 automatisch auf kompensierende Werte eingestellt werden. Damit die phasenschiebenden Einrichtung 14 eine Kompensation der Cornea-Doppelbrechung bei Eintritt in das Auge und die phasenschiebenden Einrichtung und 18 eine Kompensation der gleichen Cornea-Doppelbrechung bei Austritt aus dem Auge 1 bewirken, so daß in der Schicht 4 und nach der phasenschiebenden Einrichtung 18 nur linear polarisierte Strahlung vorliegt, werden beide phasenschiebenden Einrichtung in gleicher Weise eingestellt. Die Drehung des steuerbaren polarisationsdrehenden Elements 13, die Lage der Achse der phasenschiebenden Einrichtungen und die Phase der phasenschiebenden Einrichtungen werden dann so bestimmt, daß die Winkelabhängigkeit der Intensität auf der Kamera minimal ist.With the device, the following variant of the method with appropriate programming of the control and evaluation 9 be carried out at the phase-shifting devices 14 and 18 automatically set to compensating values. So that the phase-shifting device 14 a compensation of corneal birefringence when entering the eye and the phase shifting device and 18 a compensation of the same corneal birefringence on exit from the eye 1 cause so that in the layer 4 and after the phase-shifting device 18 If only linearly polarized radiation is present, both phase-shifting devices are set in the same way. The rotation of the controllable polarization-rotating element 13 , the position of the axis of the phase shifting devices and the phase of the phase shifting devices are then determined so that the angular dependence of the intensity on the camera is minimal.

Es wird davon ausgegangen, daß sowohl die Phase als auch die Lage der langsamen Achse der phasenschiebenden Einrichtungen 14 und 18 von der Steuer- und Auswerteeinrichtung 9 separat einstellbar sind.It is assumed that both the phase and the position of the slow axis of the phase-shifting devices 14 and 18 from the control and evaluation device 9 are separately adjustable.

Dazu wird in dem oben geschilderten Verfahren vor dem Schritt S18 zunächst die Phase auf einen Durchschnittswert der Cornea-Doppelbrechung für den Menschen eingestellt. Dann werden die Schritte des Abschnitts S10 durchgeführt.To In the above-described method, before step S18, the Phase to an average value of corneal birefringence for humans set. Then, the steps of the section S10 are performed.

In aufeinanderfolgenden Iterationsschleifen werden nun in jeder Iterationsschleife jeweils die Achsen der phasenschiebenden Einrichtungen solange in kleinen Schritten gedreht, bis die Winkelabhängigkeit der Intensität auf der Zeilenkamera 22 minimal ist, und dann die Phase um einen kleinen Betrag geändert.In successive iteration loops, the axes of the phase-shifting devices are now each rotated in small increments in each iteration loop, until the angular dependence of the intensity on the line scan camera 22 is minimal, and then the phase changed by a small amount.

Die Iteration wird abgebrochen, wenn nach einem vorgegebenen Kriterium, beispielsweise für die relative Genauigkeit der Werte für die Lage der Achsen und der Phasen, das absolute Minimum für die Winkelabhängigkeit der Intensität auf der Zeilenkamera 22 gefunden ist. Die gefundenen Einstellungen können dann als Kompensationsdaten gespeichert werden.The iteration is aborted when, according to a predetermined criterion, for example the relative accuracy of the values for the position of the axes and the phases, the absolute minimum for the angular dependence of the intensity on the line scan camera 22 is found. The found settings can then be saved as compensation data.

Zur Verbesserung können der Abschnitt S10 und die Ermittlung der Kompensationsdaten abwechselnd iterativ durchgeführt werden, bis ein Minimum für die Winkelabhängigkeit erreicht ist.to Improvement can the section S10 and the determination of the compensation data alternately carried out iteratively be until a minimum for the angle dependence is reached.

Aufgrund der gemessenen Kompensationsdaten kann auch eine individuell angepasste Kompensationsplatte gefertigt und statt der steuerbar phasenschiebenden Einrichtungen 14 und 18 in eine personenspezifische Vorrichtung eingebaut werden. Es ist auch möglich, statt eines festen Einbaus Halterungen vorzusehen, die ein einfaches Einsetzen einer personenspezifischen Kompensationsplatte erlauben.Due to the measured compensation data, an individually adapted compensation plate can also be produced and instead of the controllable phase-shifting devices 14 and 18 be installed in a person-specific device. It is also possible to provide instead of a fixed mounting brackets that allow easy insertion of a person-specific compensation plate.

Mit der (optionalen) detektionsseitigen phasenschiebenden Einrichtung 18 können auch Form und Lage der Polarisationsellipse bei Bedarf manipuliert werden, um die Detektionsempfindlichkeit zu erhöhen.With the (optional) detection-side phase-shifting device 18 If necessary, the shape and position of the polarization ellipse can also be manipulated in order to increase the detection sensitivity.

Eine Vorrichtung nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von der des ersten Ausführungsbeispiels darin, daß diese keine phasenschiebenden Einrichtungen aufweist, und die Steuer- und Auswerteeinrichtung den polarisationsdrehenden Einfluß der Cornea 3 nach dem Schritt S26 rechnerisch berücksichtigt, so daß der optimale Drehwinkel gegenüber dem in Schritt S26 ermittelten verändert wird. Die dazu verwendeten, zur Beschreibung der Doppelbrechung verwendeten Daten können wie im ersten Ausführungsbeispiel geschildert erhalten werden.A device according to a second preferred embodiment of the invention differs from that of the first embodiment in that it has no phase-shifting means, and the control and evaluation means the polarization-rotating influence of the cornea 3 after the step S26, so that the optimum rotation angle is changed from that determined in step S26. The data used to describe the birefringence can be obtained as described in the first embodiment.

Eine Vorrichtung nach einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in 6 unterscheidet sich von der Vorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels dadurch, daß diese eine Ermittlung der Doppelbrechungseigenschaften der Cornea 3 durch die Verwendung von Beleuchtungsstrahlung mit verschiedenen vorgegebenen Wellenlängen erlaubt und hierzu eine modifizierte Beleuchtungs-, Detektions- und Steuer- und Auswerteeinrichtung 5', 7' und 9' umfaßt. Unveränderte Komponenten werden mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und die entsprechenden Erläuterungen zu dem ersten Ausführungsbeispiel gelten auch hier.A device according to a third preferred embodiment of the invention in 6 differs from the device of the first embodiment in that it provides a determination of the birefringence properties of the cornea 3 by the use of illumination radiation with different predetermined wavelengths and for this purpose a modified lighting, detection and control and evaluation 5 ' . 7 ' and 9 ' includes. Unchanged components are identified with the same reference numerals and the corresponding explanations to the first embodiment also apply here.

Die Strahlungsquelle 10' der Beleuchtungseinrichtung 5' umfaßt nun vier Leuchtdioden, von denen jede auf Steuersignale der Steuer- und Auswerteeinrichtung 9' hin Beleuchtungsstrahlung bei einer anderen vorgegebenen Wellenlängen abgibt. Darüber hinaus fehlt hier der Faraday-Rotator 12. Alle anderen Komponenten der Beleuchtungseinrichtung 5' sind gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel unverändert.The radiation source 10 ' the lighting device 5 ' now includes four light emitting diodes, each of which control signals of the control and evaluation 9 ' towards emitting illumination radiation at a different predetermined wavelengths. In addition, the Faraday rotator is missing here 12 , All other components of the lighting device 5 ' are unchanged from the first embodiment.

Die Detektionseinrichtung 7' ist gegenüber der Detektionseinrichtung 7 dahingehend geändert, daß sie statt des Faraday-Rotators 19 und des Analysators 20 eine vorzugsweise um 45° gegenüber der Einfallsebene des Beleuchtungsstrahls 6 mit seiner Polarisationsrichtung gekippten polarisierenden Strahlteiler 33 und einen mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 9' verbundenen Detektor 34, zum Beispiel eine Photodiode oder Kamera, auf den der polarisierenden Strahlteiler 33 einen seiner Polarisationsrichtung entsprechenden Anteil des Detektionsstrah lenbündels 8 lenkt. Der andere Anteil der Detektionsstrahlenbündels gelangt auf die Zeilenkamera 22.The detection device 7 ' is opposite to the detection device 7 modified to replace the Faraday rotator 19 and the analyzer 20 one preferably at 45 ° with respect to the plane of incidence of the illumination beam 6 with its polarization direction tilted polarizing beam splitter 33 and one with the control and evaluation 9 ' connected detector 34 , for example, a photodiode or camera, to which the polarizing beam splitter 33 a proportion of the Detektionsstrah lenbündels corresponding to its polarization direction 8th directs. The other portion of the detection beam reaches the line scan camera 22 ,

Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 9' ist zur Ausführung des folgenden Verfahrens ausgebildet.The control and evaluation device 9 ' is designed to carry out the following method.

Für jede der vier Wellenlängen wird eine Messung durchgeführt, bei der die phasenschiebenden Einrichtungen zunächst ohne Funktion sind. Dabei erfolgt analog zu dem oben geschilderten Verfahren des ersten Ausführungsbeispiels eine Ermittlung eines ausgezeichneten Polarisationszustands und die Einstellung eines Meßbeleuchtungspolarisationszustands mit den gleichen Schritten wie im ersten Ausführungsbeispiel. Allerdings wird nun der Polarisationszustand nach der zweiten phasenschiebenden Einrichtung 19 durch eine Polarisationsrichtung charakterisiert, die sich aus den mit der Zeilenkamera 22 und dem Detektor 34 erfaßten Intensitäten der orthogonal zueinander polarisierten Anteile der Detektionsstrahlung ergibt. Die anderen Schritte des Verfahrens bleiben unverändert.For each of the four wavelengths, a measurement is performed in which the phase-shifting devices are initially without function. In this case, similar to the above-described method of the first embodiment, a determination of an excellent polarization state and the adjustment of a Meßbeleuchtungspolarisationszustands with the same steps as in the first embodiment. However, now the polarization state after the second phase-shifting device 19 characterized by a direction of polarization, which differs from that with the line scan camera 22 and the detector 34 detected intensities of the orthogonal polarized portions of the detection radiation results. The other steps of the procedure remain unchanged.

Aufgrund der unterschiedlichen Wellenlänge der optischen Aktivität und der Doppelbrechung läßt sich die Doppelbrechung und gegebenenfalls auch die Weglänge in der optisch aktiven Schicht 4 mittels eines geeigneten Modells errechnen. Die Wellenlängen sind so gewählt, daß die Ermittlung der Doppelbrechung und der Weglänge möglichst sicher erfolgen kann. Die Daten zur Doppelbrechung können personenspezifisch in der Steuer- und Auswerteeinrichtung 9' zur späteren Verwendung gespeichert werden. Es ist jedoch auch möglich, die Ermittlung der Doppelbrechung bei jeder Messung des Glucosegehalts durchzuführen.Due to the different wavelength of the optical activity and the birefringence, the birefringence and possibly also the path length in the optically active layer can be determined 4 calculate using a suitable model. The wavelengths are chosen so that the determination of the birefringence and the path length can be done as safely as possible. The birefringence data can be person-specific in the control and evaluation device 9 ' be saved for later use. However, it is also possible to carry out the determination of the birefringence in each measurement of the glucose content.

Wenn statt der Photodiode eine Kamera verwendet wird, kann anhand von Intensitätsprofilen festgestellt werden, ob sich die gesamte Detektionseinrichtung relativ zur doppelbrechenden Cornea 3 bewegt hat.If a camera is used instead of the photodiode, it can be determined from intensity profiles whether the entire detection device is relative to the birefringent cornea 3 has moved.

Eine Vorrichtung nach einer vierten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in 7 unterscheidet sich von der Vorrichtung des vorhergehenden Ausführungsbeispiels dadurch, daß diese eine Ermittlung der Doppelbrechungseigenschaften der Cornea 3 durch die Verwendung von Beleuchtungsstrahlung mit zwei verschiedenen vorgegebenen Polarisationsrichtungen erlaubt und hierzu eine modifizierte Beleuchtungseinrichtung 5'' und Steuer- und Auswerteeinrichtung 9'' umfaßt. Unveränderte Komponenten werden mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und die entsprechenden Erläuterungen zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel gelten auch hier.A device according to a fourth preferred embodiment of the invention in 7 differs from the device of the preceding embodiment in that it provides a determination of the birefringence properties of the cornea 3 by the use of illumination radiation with two different predetermined polarization directions and for this purpose a modified illumination device 5 '' and control and evaluation 9 '' includes. Unchanged components are identified by the same reference numerals and the corresponding explanations to the preceding embodiment apply here as well.

Die Beleuchtungseinrichtung umfaßt nun statt der Strahlungsquelle 10' und des Polarisators 11 zwei gleiche mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 9'' verbundene Strahlungsquellen 35 und 36, deren Strahlung über eine polarisierenden Strahlteiler 37 in den Beleuchtungsstrahlengang eingekoppelt werden. Es kann so wahlweise Beleuchtungsstrahlung mit s- und mit p-Polarisation vor dem Faraday-Rotator 13 erzeugt werden.The illumination device now comprises instead of the radiation source 10 ' and the polarizer 11 two same with the control and evaluation 9 '' connected radiation sources 35 and 36 whose radiation is via a polarizing beam splitter 37 be coupled into the illumination beam path. It can thus optional illumination radiation with s and p polarization in front of the Faraday rotator 13 be generated.

Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 9'' unterscheidet sich von der Steuer- und Auswerteeinrichtung 9' dadurch, daß sie nun die beiden Strahlungsquelle 35 und 36 nacheinander ein- und ausschalten kann, wobei jeweils das im vorhergehenden Ausführungsbeispiel geschilderte Verfahren, allerdings nur für eine Wellenlänge, durchgeführt wird. Die Polarisation wird also für zwei verschieden Polarisationsrichtung an der Augenlinse 2, s- bzw. p-Polarisation, gemessen. Die Messungen wären redundant, wenn die Cornea 3 nicht vorhanden wäre. Daher können aus den Messungen Informationen über die Doppelbrechung gewonnen werden, die eine rechnerische Berücksichtigung der Doppelbrechung bei Ermittlung der durch die Schicht 4 hervorgerufenen Änderung des Polarisationszustands, d.h. der Drehung des Polarisationszustands, erlaubt.The control and evaluation device 9 '' differs from the tax and evaluation direction 9 ' in that they now the two radiation source 35 and 36 can switch on and off in succession, wherein in each case the method described in the preceding embodiment, but only for one wavelength, is performed. The polarization is thus for two different polarization direction of the eye lens 2 , s- or p-polarization, measured. The measurements would be redundant if the cornea 3 would not exist. Therefore, information about the birefringence can be obtained from the measurements, which is a mathematical consideration of the birefringence in determining the through the layer 4 caused change in the polarization state, ie the rotation of the polarization state allows.

Eine Vorrichtung nach einer fünften bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in 8 unterscheidet sich von der Vorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels durch die Ausbildung der Beleuchtungseinrichtung 5''', der Detektionseinrichtung 7''' und der Steuer- und Auswerteeinrichtung 9'''. Unveränderte Komponenten werden mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und die entsprechenden Erläuterungen zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel gelten auch hier.A device according to a fifth preferred embodiment of the invention in 8th differs from the device of the first embodiment by the design of the illumination device 5 ''' , the detection device 7 ''' and the control and evaluation device 9 ''' , Unchanged components are identified by the same reference numerals and the corresponding explanations to the preceding embodiment apply here as well.

Die Vorrichtung erlaubt es Informationen über die Doppelbrechung zu erhalten, indem die Polarisationsellipse in zwei verschiedenen Lagen vermessen wird. Die Drehung erfolgt mit einem steuerbar polarisationsdrehenden Element im Beispiel einem Faraday-Rotator.The Device allows to obtain information about birefringence by measuring the polarization ellipse in two different layers becomes. The rotation takes place with a controllable polarization-rotating Element in the example a Faraday rotator.

Die Beleuchtungseinrichtung 5''' unterscheidet sich von der Beleuchtungseinrichtung 5 nur dadurch, daß der Faraday-Rotator 12 fehlt.The lighting device 5 ''' differs from the lighting device 5 only in that the Faraday rotator 12 is missing.

Die Detektionseinrichtung 7''' ist ähnlich wie die Detektionseinrichtung 7 aufgebaut. Statt des des Analysators 20 verfügt sie über einen vorzugsweise mit seiner Polarisationsrichtung um 45° gegenüber der Einfallsebene des Beleuchtungsstrahls 6 gekippten polarisierenden Strahlteiler 33''' und einen mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 9''' verbundenen Detektor 34''', zum Beispiel eine Photodiode oder Kamera, auf den der polarisierenden Strahlteiler 33''' einen seiner Polarisationsrichtung entsprechenden Anteil des Detektionsstrahlenbündels 8 lenkt. Der andere Anteil der Detektionsstrahlenbündels gelangt auf die Zeilenkamera 22.The detection device 7 ''' is similar to the detection device 7 built up. Instead of the analyzer 20 it has a preferably with its polarization direction by 45 ° with respect to the plane of incidence of the illumination beam 6 tilted polarizing beam splitter 33 ''' and one with the control and evaluation 9 ''' connected detector 34 ''' , for example, a photodiode or camera, to which the polarizing beam splitter 33 ''' one of its polarization direction corresponding proportion of the detection beam 8th directs. The other portion of the detection beam reaches the line scan camera 22 ,

Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 9''' unterscheidet sich von der Steuer- und Auswerteeinrichtung 9 durch die Schnittstelle für den Detektor 34''' und durch ihre Programmierung, die eine wenigstens teilweise automatische Durchführung des folgenden Verfahrens erlaubt.The control and evaluation device 9 ''' differs from the control and evaluation device 9 through the interface for the detector 34 ''' and by their programming, which allows at least partially automatic implementation of the following procedure.

Zunächst wird an der Augenlinse 2 s-Polarisation auf die gleiche Weise eingestellt wie im ersten Ausführungsbeispiel. Die steuerbar polarisationsdrehende Einrichtung 19, d.h. im Beispiel der Faraday-Rotator wird in einen Zustand versetzt, in dem er die Polarisationsebene nicht dreht. Dann wird das Intensitätsverhältnis der orthogonal zueinander polarisierten Detektionsstrahlungsanteile an der Zeilenkamera 22 und dem Detektor 33''' ermittelt und gespeichert.First, the eye lens 2 s polarization set in the same manner as in the first embodiment. The controllable polarization rotating device 19 , ie in the example of the Faraday rotator is placed in a state in which it does not rotate the polarization plane. Then, the intensity ratio of the orthogonal polarized detection radiation components to the line scan camera becomes 22 and the detector 33 ''' determined and saved.

Danach wird der Faraday-Rotator 19 so eingestellt, daß die durchgelassene Intensität maximal ist.Then the Faraday rotator 19 adjusted so that the transmitted intensity is maximum.

Dann wird das Intensitätsverhältnis der orthogonal zueinander polarisierten Detektionsstrahlungsanteile an der Zeilenkamera 22 und dem Detektor 33''' ermittelt und gespeichert.Then, the intensity ratio of the orthogonal polarized detection radiation components to the line scan camera becomes 22 and the detector 33 ''' determined and saved.

Aus den beiden Intensitätsverhältnissen kann dann abgeleitet werden, wie sich die Polarisationsellipse zwischen der ersten und der zweiten Einstellung des Faraday-Rotators 19 verändert hat.From the two intensity ratios can then be deduced how the polarization ellipse between the first and the second setting of the Faraday rotator 19 has changed.

Eine Vorrichtung nach einer sechsten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in 9 unterscheidet sich von der Vorrichtung des vorhergehenden Ausführungsbeispiels durch die Ausbildung der Detektionseinrichtung 7'''' und der Steuer- und Auswerteeinrichtung 9''''. Unveränderte Komponenten werden mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und die entsprechenden Erläuterungen zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel gelten auch hier.A device according to a sixth preferred embodiment of the invention in 9 differs from the device of the previous embodiment by the formation of the detection device 7 '''' and the control and evaluation device 9 '''' , Unchanged components are identified by the same reference numerals and the corresponding explanations to the preceding embodiment apply here as well.

Die Vorrichtung erlaubt es, Informationen über die Doppelbrechung zu erhalten, indem aus dem Detektionsstrahlenbündel 8 zwei orthogonal zueinander polarisierte Anteile gebildet, räumlich überlagert und unter Verwendung eines polarisierenden Strahlteilers teilweise zur Interferenz gebracht werden. Dadurch erhält man Informationen über die Phasenbeziehungen der beiden orthogonal polarisierten Strahlen und damit die Doppelbrechung.The device allows information about the birefringence to be obtained by reading from the detection beam 8th formed two orthogonal polarized portions, spatially superimposed and partially brought using a polarizing beam splitter to interfere. This gives information about the phase relationships of the two orthogonally polarized beams and thus the birefringence.

Die Detektionseinrichtung 7'''' ist ähnlich wie die Detektionseinrichtung 7''' aufgebaut. Zwischen dem polarisierenden Strahlteiler 33''' und der Optik 21 ist ein weiterer Strahlteiler 38 angeordnet, der den in einer ersten Richtung polarisierten Anteil des Detektionsstrahlenbündels 8 in etwa gleiche Anteile aufteilt, von den einer auf die Zeilenkamera 33 gelangt und der andere über einen Strahlteiler 39 auf einen mit seiner Polarisationsrichtung gegenüber der Einfallsebe ne des Beleuchtungsstrahlenbündels 6 vorzugsweise um 45° gekippten polarisierenden Strahlteiler 40 gelenkt wird.The detection device 7 '''' is similar to the detection device 7 ''' built up. Between the polarizing beam splitter 33 ''' and the optics 21 is another beam splitter 38 arranged, the polarized in a first direction portion of the detection beam 8th divided into approximately equal proportions, from one to the line scan camera 33 passes and the other via a beam splitter 39 to one with its polarization direction with respect to the Einfallsebe ne of the illumination beam 6 preferably by 45 ° tilted polarizing beam splitter 40 is steered.

Zwischen dem polarisierenden Strahlteiler 33''' und dem Detektor 34''' teilt ein Strahlteiler 41 den in der zu der ersten Richtung orthogonal polarisierten Anteil des Detektionsstrahlenbündels 8 in zwei in etwa gleiche Teile auf, von denen einer auf den Detektor 34''' gelangt und der andere auf den Strahlteiler 41 abgelenkt und durch diesen räumlich mit dem in der ersten Richtung polarisierten Anteil räumlich überlagert wird. Der polarisierende Strahlteiler 42 filtert aus beiden Anteilen gleich polarisierte Komponenten heraus, die interferieren und von einem mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 9'''' verbundenen Detektor 44 detektiert werden.Between the polarizing beam splitter 33 ''' and the detector 34 ''' shares a beam splitter 41 in the orthogonally polarized to the first direction portion of the detection beam 8th in two approximately equal parts, one of which is on the detector 34 ''' passes and the other on the beam splitter 41 deflected and spatially superimposed by this spatially with the polarized in the first direction portion. The polarizing beam splitter 42 filters out from both parts equally polarized components that interfere and one with the control and evaluation 9 '''' connected detector 44 be detected.

Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 9'''' unterscheidet sich von der Steuer- und Auswerteeinrichtung 9''' durch die Schnittstelle für den Detektor 44 und durch ihre Programmierung, die eine Ermittlung der Phase zwischen den interferierenden Anteilen des Detektionsstrahlenbündels und damit der orthogonal zueinander polarisierten Anteile des Detektionsstrahlenbündels 6 erlaubt. Eine Phasendifferenz ist, da bei der Ermittlung die phasenschiebenden Einrichtungen 14 und 18 ohne Wirkung sind, auf Doppelbrechung zurückzuführen und erlaubt daher eine Ermittlung von die Doppelbrechung beschreibenden Daten mittels eines geeigneten Modells.The control and evaluation device 9 '''' differs from the control and evaluation device 9 ''' through the interface for the detector 44 and by their programming, the determination of the phase between the interfering portions of the detection beam and thus the orthogonal polarized portions of the detection beam 6 allowed. A phase difference is because in determining the phase shifting devices 14 and 18 have no effect, due to birefringence and therefore allows a determination of birefringence descriptive data by means of a suitable model.

Die Doppelbrechung der Cornea kann stärker von dem Einfallswinkel abhängen als die anderen, den Polarisationszustand ändernden Einflüsse der optisch aktiven Schicht 4 mit Kammerwasser und der Augenlinse 2. Um dies weitgehend zu vermeiden, werden bei einem siebten Ausführungsbeispiel die folgende Änderungen gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel vorgeschlagen.The birefringence of the cornea may depend more on the angle of incidence than the other polarization state changing influences of the optically active layer 4 with aqueous humor and the eye lens 2 , In order to largely avoid this, the following changes are proposed in a seventh embodiment compared to the first embodiment.

Um die Doppelbrechung zu minimieren, wird daher vorgeschlagen, den mittleren Einfallswinkel auf die Augenlinse 10 so zu wählen, daß ein in Bezug auf die Doppelbrechung optimierter Einfallswinkel gewählt wird.To minimize birefringence, it is therefore proposed to set the mean angle of incidence on the eye lens 10 to be chosen so that an optimized with respect to the birefringence angle of incidence is selected.

Nach derzeitigem Kenntnisstand stellt ein zweiachsiger, doppelbrechender Kristall das bisher beste Modell für die Cornea-Doppelbrechung dar. Die beiden optischen Achsen der Cornea-Doppelbrechung zeichnen sich dadurch aus, daß die Phasenverschiebung für alle Eingangspolarisationen Null ist, wenn der Ausbreitungsvektor der Wellenfront des Beleuchtungsstrahlenbündels genau auf einer der optischen Achsen liegt. Gemäß G. J. van Blokland and 5. C. Verhelst, „Corneal polarization in the living human eye explained with a biaxial model", 3. Opt. Soc. Am. A, Vol. 4, No, 1, January 1987, p. 82-90 beträgt der Winkel zwischen der Cornea-Flächennormalen und den beiden optischen Achsen ±17,5°.To Current knowledge provides a biaxial, birefringent Crystal the best model for corneal birefringence The two optical axes of the corneal birefringence are characterized from that the Phase shift for all input polarizations is zero when the propagation vector the wavefront of the illumination beam exactly on one of the optical Axes lies. According to G. J. van Blokland and 5. C. Verhelst, "Corneal polarization in the living human eye explained with a biaxial model ", 3rd Opt. Soc. Am. A, Vol. 4, No, 1, January 1987, p. 82-90 the angle between the corneal surface normals and the two optical axes ± 17.5 °.

Um die Doppelbrechung zu minimieren, wird daher vorgeschlagen, den mittleren Einfallswinkel auf die Augenlinse 10 so zu wählen, daß der Wellenfrontvektor des Beleuchtungsstrahlenbündels innerhalb der Cornea 3 auf einer der optischen Achsen liegt. Dabei ist zu berücksichtigen, daß der Wellenfrontvektor innerhalb der Cornea 3 nicht genau mit dem Pointing-Vektor übereinstimmt. Ein besonders günstiger Einfallswinkel auf die Augenlinse 2 liegt in der Umgebung des Brewsterwinkels, jedoch nicht genau beim Brewsterwinkel von etwa 46,7°.To minimize birefringence, it is therefore proposed to set the mean angle of incidence on the eye lens 10 to be chosen so that the wavefront vector of the illumination beam within the cornea 3 lies on one of the optical axes. It should be noted that the wavefront vector within the cornea 3 does not exactly match the pointing vector. A particularly favorable angle of incidence on the eye lens 2 is in the vicinity of the Brewster angle, but not exactly at the Brewster angle of about 46.7 °.

Als weitere Bedingung soll das Beleuchtungsstrahlenbündel 6 in der Mitte der Augenlinse 10 auftreffen, da die Ortsabhängigkeit der Doppelbrechung der Cornea 3 in der Mitte am geringsten ist. Weiter soll die Einfallsebene horizontal liegen, so daß die Einritts- und Austrittspunkte des Beleuchtungsstrahlenbündels 6 an der Cornea/Luft-Grenzfläche festgelegt sind.Another condition is the illumination beam 6 in the middle of the eye lens 10 impinge, since the location dependence of the birefringence of the cornea 3 is lowest in the middle. Next, the plane of incidence should be horizontal, so that the entry and exit points of the illumination beam 6 at the cornea / air interface.

Unabhängig von der geschilderten Wahl der Einfallsbedingung wird eine Korrektur für den Einfluß von Einfallswinkelfluktuationen auf die Doppelbrechung der Cornea 3 durchgeführt, da auch bei Verwendung eines Fixierlichts Fluktuationen des Auftreffpunkts und Einfallswinkels auf die Cornea 3 auftreten können, wenn der Anwender wiederholt in die Vorrichtung schaut. Diese Fluktuationen können zu Fluktuationen der Doppelbrechung und damit zu Messfehlern führen.Regardless of the described choice of the incidence condition, a correction for the influence of incidence angle fluctuations on the birefringence of the cornea 3 performed, since even with the use of a fixing light fluctuations of the point of impact and angle of incidence on the cornea 3 can occur when the user repeatedly looks into the device. These fluctuations can lead to fluctuations of the birefringence and thus to measurement errors.

Daher werden die genannten Fluktuationen simultan zur Messung des gemessen und zur Korrektur herangezogen. Zur Messung dient ein mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 9''''' über eine Signalverbindung verbundener zweidimensional auflösender Detektor 43, auf den wie in 10 gezeigt, mittels einer weiteren Abbildungsoptik 44 das von der Vorderseite der Cornea 3 reflektierte Beleuchtungsstrahlenbündel 6' fokussiert wird. Die Fixierlichteinrichtung, die Einrichtung zur Überwachung der Lage der Pupille bzw. Iris und der Temperatursensor sind in dieser Figur der Übersichtlichkeit halber wieder nicht dargestellt. Für gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel unveränderte Komponenten werden die gleichen Bezugszeichen verwendet und die Erläuterungen zu diesen gelten entsprechend.Therefore, the said fluctuations are measured simultaneously for the measurement of and used for correction. The measurement is done with a control and evaluation 9 ''''' a two-dimensionally resolving detector connected via a signal connection 43 on how in 10 shown by means of another imaging optics 44 that from the front of the cornea 3 reflected illumination beams 6 ' is focused. The Fixierlichteinrichtung, the means for monitoring the position of the pupil or iris and the temperature sensor are not shown in this figure for clarity again. For components that are unchanged compared to the first exemplary embodiment, the same reference numbers are used and the explanations regarding these apply correspondingly.

Der Detektor 43 ist mechanisch starr mit den übrigen Komponenten der Vorrichtung verbunden. Als Detektor eignet sich besonders ein zweidimensionaler positionsempfindlicher Detektor (PSD), da dieser analog ausgewertet wird und daher eine nahezu beliebig feine Winkelauflösung erlaubt. Die Winkelauflösung ist nur durch die Präzision der elektronischen Beschaltung begrenzt. Der PSD misst den Intensitätsschwerpunkt des von der Vorderseite der Cornea reflektierten Beleuchtungsstrahls 6', wodurch die Messung sehr robust wird. Alternativ kann jedoch auch eine Digitalkamera, z.B. eine CCD- oder CMOS-Kamera, verwendet werden. Der Intensitätsschwerpunkt ist dann rechnerisch zu bestimmen, wobei Störlicht rechnerisch eliminiert werden kann.The detector 43 is mechanically rigidly connected to the other components of the device. Particularly suitable as a detector is a two-dimensional position-sensitive detector (PSD), since this is evaluated analogously and therefore allows an almost arbitrarily fine angular resolution. The angular resolution is limited only by the precision of the electronic circuitry. The PSD measures the center of gravity of the illumination beam reflected from the front of the cornea 6 ' which makes the measurement very robust. Alternatively, however, a digital camera, for example a CCD or CMOS camera, can also be used. The intensity center of gravity is then to be determined by computation, with the possibility of computationally eliminating disturbance light.

In der Detektionseinrichtung 7''''' wird hinter dem Analysator 19 das Detektionsstrahlenbündel 8 über einen nichtpolarisierenden Strahlteiler 45, vorzugsweise einen Dichroiten, auf die Optik 21 und die Zeilenkamera 22 für den UV-VIS-NIR-Bereich von 300 bis 1100 nm und auch eine mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 9'''' verbundene weitere Zeilenkamera 46 mit nicht gezeigter Abbildungsoptik, die im IR-Bereich arbeitet, gelenkt. Mit Hilfe dieser Zeilenkameras kann die reflektierte Strahlung winkelaufgelöst detektiert werden.In the detection device 7 ''''' will be behind the analyzer 19 the detection beam 8th via a non-polarizing beam splitter 45 , preferably a dichroic, on the optics 21 and the line scan camera 22 for the UV-VIS-NIR range from 300 to 1100 nm and also one with the control and evaluation device 9 '''' connected another line camera 46 directed with imaging optics, not shown, which works in the IR range. With the help of these line scan cameras, the reflected radiation can be detected with angular resolution.

Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 9''''' unterscheidet sich von der Steuer- und Auswerteeinrichtung 9 durch die Schnittstellen für den Detektor 43 und die Zeilenkamera 46 und durch ihre Programmierung, die eine wenigstens teilweise automatische Durchführung der folgenden Kalibrierung und Verwendung der bei der Kalibrierung erhaltenen Daten erlaubt.The control and evaluation device 9 ''''' differs from the control and evaluation device 9 through the interfaces for the detector 43 and the line scan camera 46 and by their programming allowing for at least a partial automatic performance of the subsequent calibration and use of the data obtained during the calibration.

Mit Hilfe des Detektors 43 wird in einer für eine Person einmal durchzuführenden Kalibrierung eine Korrekturmatrix für die Meßwerte der optischen Aktivität folgendermaßen erstellt.With the help of the detector 43 For example, in a one-time calibration, a correction matrix for the optical activity measurements is generated as follows.

Bei bekanntem Blutzuckergehalt, der zum Beispiel durch Blutanalyse mit dem „Goldstandard"-Meßgerät der Firma Hemacue gemessen werden kann, wird die optische Aktivität im Kammerwasser mehrfach unter Einwirkung von Einfallswinkelfluktuationen gemessen. Die Einfallswinkelfluktuationen werden z.T. unwillkürlich durch die Saccaden, d.h. Mikrobewegungen, des Auges verursacht. Zusätzlich sollte für diesen einmaligen Kalibriervorgang das Auge auch mehrfach gegenüber der Vorrichtung neu ausgerichtet werden.at known blood sugar content, for example, by blood analysis with the "gold standard" meter of the company Hemacue can be measured, the optical activity in the aqueous humor measured several times under the influence of Einfallswinkelfluktuationen. The incident angle fluctuations are z.T. involuntarily through the saccades, i. Micro motions caused by the eye. In addition, should For this one-time calibration process, the eye also repeatedly compared to the Device be realigned.

Da eine Einzelmessung ca. 10 ms dauern soll, können innerhalb kurzer Zeit mehrere Hundert Meßwerte generiert werden. Bei jeder Einzelmessung liegt nun ein durch die nichtideale Lage bzw. die Bewegung des Auges relativ zu der Vorrichtung verfälschter Wert für die optische Aktivität sowie eine zugehörige Position auf dem Detektor 43 vor. Da der Glucosegehalt im Kammerwasser bei allen Einzelmessungen konstant und bekannt ist, erhält man für jede Lage des von der Cornea-Vorderseite reflektierten Beleuchtungsstrahlenbündels 6' auf dem Detektor 43, d.h. für jeden Einfallswinkel bezüglich der Cornea, einen Korrekturfaktor. In einer Korrekturmatrix werden nun in der Steuer- und Auswerteeinrichtung 9''''' die Positionen auf dem Detektor und die entsprechenden optischen Aktivitäten gespeichert.Since a single measurement should take about 10 ms, several hundred measured values can be generated within a short time. For each individual measurement, a value for the optical activity falsified by the non-ideal position or the movement of the eye relative to the device as well as an associated position on the detector now lie 43 in front. Since the glucose content in the aqueous humor is constant and known in all individual measurements, one obtains for each layer of the light reflected from the cornea front illumination beam 6 ' on the detector 43 ie, for each angle of incidence with respect to the cornea, a correction factor. In a correction matrix are now in the control and evaluation 9 ''''' the positions on the detector and the corresponding optical activities stored.

Die dadurch erstellte Korrekturmatrix wird für jeden Anwender abgespeichert, wodurch die Vorrichtung ohne mechanische Änderungen auch für mehrere Anwender verwendbar ist.The Correction matrix created thereby is stored for each user, whereby the device without mechanical changes for several User is usable.

Nach der Kalibrierung kann bei beliebigen Glucosekonzentrationen im Blut die optische Aktivität im Kammerwasser und damit auch der Blutzuckergehalt mit Hilfe der Korrekturmatrix bestimmt werden. Dazu kann beim Auftreten von nicht in der Korrekturmatrix aufgeführten Zwischenwerten eine auf den Einträgen in der Korrekturmatrix basierende Interpolation durchgeführt werden.To The calibration can be done at any glucose concentration in the blood the optical activity in the Aqueous humor and thus also the blood sugar content with the help of the correction matrix be determined. This can happen when not occurring in the correction matrix listed Intermediate values one on the entries in the correction matrix based interpolation are performed.

Um verschiedene Substanzen mit spektral unterschiedlicher optischer Aktivität im Kammerwasser quantitativ zu unterscheiden (Glucose; Lactat, Proteine, Aminosäuren, Ascorbinsäure), wird bei mehreren Wellenlängen gemessen werden, so daß die Kalibrierung für jede der Wellenlängen durchzuführen ist.Around different substances with spectrally different optical activity quantitatively in the aqueous humor (glucose, lactate, proteins, Amino acids, Ascorbic acid), becomes at several wavelengths be measured so that the Calibration for each of the wavelengths perform is.

Alternativ zu den oben geschilderten Lagen der Einfallsebene des Beleuchtungsstrahlenbündels 6 kann die Einfallsebene in Richtung der schnellen oder langsame Achse der Doppelbrechung gelegt werden.Alternatively to the above-described layers of the plane of incidence of the illumination beam 6 the plane of incidence can be placed in the direction of the fast or slow axis of birefringence.

In einem anderen Ausführungsbeispiel wird eine charakteristische Winkelabhängigkeit der Doppelbrechung der Cornea 3 als Erkennungs- oder Normierungssignal für den Zeilendetektor 31 verwendet, um deren Einfluß wenigstens näherungsweise eliminieren zu können.In another embodiment, a characteristic angular dependence of the birefringence of the cornea 3 as a recognition or normalization signal for the line detector 31 used to at least approximately eliminate their influence.

Grundsätzlich können statt der genannten Strahlungsquellen in den Ausführungsbeispielen auch Leuchtdioden oder Laserdioden verwendet werden.Basically, can take place said radiation sources in the embodiments also light-emitting diodes or laser diodes are used.

Weiter können alle Faraday-Rotatoren auch durch andere Komponenten mit gleicher Funktionalität, z.B. rotierende λ/2-Platten, drehende Flüssigkristalle in einem elektrischen Feld, oder die Kombination aus Polarisator bzw. Analysator und Faraday-Rotator durch einen rotierende Linearpolarisator ersetzt werden.Further can all Faraday rotators also by other components with the same functionality e.g. rotating λ / 2 plates, rotating liquid crystals in an electric field, or the combination of polarizer or analyzer and Faraday rotator by a rotating linear polarizer be replaced.

Statt der Pockels -Zellen können als phasenschiebende Elemente zum Beispiel auch Babinet-Kompensatoren, Soleil-Kompensatoren oder Kerr-Zellen verwendet werden.Instead of the Pockels cells can as phase-shifting elements, for example also Babinet compensators, Soleil compensators or Kerr cells are used.

Die geschliderten Verfahren und Vorrichtung können auch für andere Körper verwendet werden, die nicht Teile des menschlichen Körpers sind, insbesondere Schichtsysteme.The slidable methods and apparatus can also be used for other bodies not parts of the human body are, in particular coating systems.

Im Falle der Verwendung für das Auge ist die Vorrichtung vorzugsweise als Tischgerät oder besonders bevorzugt als Handgerät ausgebildet. Das Handgerät kann insbesondere einen Akku oder ein Fach zur Aufnahme wenigstens einer Batterie oder eines Akkus aufweisen, so daß sie über Batterien oder Akkus mit Strom versorgt werden kann.in the Trap of use for the eye is the device preferably as a tabletop device or especially preferably as a hand-held device educated. The handset in particular, a battery or a compartment for receiving at least a battery or a battery so that they have batteries or rechargeable batteries Electricity can be supplied.

Insbesondere kann die Vorrichtung auch in ein anderes ophtalmologisches Gerät in Form eines Tischgeräts integriert sein.Especially The device may also be in the form of another ophthalmic device a tabletop device be integrated.

Claims (24)

Verfahren zur Messung der Änderung eines Polarisationszustands polarisierter optischer Strahlung durch eine optisch aktive Schicht (4) eines Körpers (1), die zwischen der Oberfläche des Körpers (1) und einer reflektierenden Schicht (2) angeordnet ist und einen optisch aktiven Stoff enthält, und/oder einer die Konzentration des optisch aktiven Stoffs in der optisch aktiven Schicht (4) wiedergebenden Größe, bei dem – Beleuchtungsstrahlen von polarisierter optischer Beleuchtungsstrahlung mit wenigstens zwei verschiedenen vorgegebenen Polarisationszuständen unter verschiedenen vorgegebenen Einfallswinkeln auf den Körper (1) gestrahlt werden, – in Abhängigkeit von den Einfallswinkeln der Beleuchtungsstrahlen oder Ausfallwinkeln von Detektionsstrahlen, die aus den Beleuchtungsstrahlen nach wenigstens einfachem Durchtritt durch die optisch aktive Schicht (4) und Reflexion an der reflektierenden Schicht (2) bei Austritt aus dem Körper (1) entstehen, Werte wenigstens einer Polarisationszustandsgröße erfaßt werden, die den Polarisationszustand der Detektionsstrahlen, wenigstens in Bezug auf die Änderung des Polarisationszustandes durch die optisch aktive Schicht (4) charakterisiert, und – ein Meßbeleuchtungspolarisationszustand der Beleuchtungsstrahlung in Abhängigkeit von den erfaßten Werten der wenigstens einen Polarisationszustandsgröße und den vorgegebenen Polarisationszuständen eingestellt und eine Messung der Änderung des Polarisationszustands der Beleuchtungsstrahlung durch die optisch aktive Schicht (4) bzw. der die Konzentration des optisch aktiven Stoffs wiedergebenden Größe durchgeführt wird.Method for measuring the change of a polarization state of polarized optical radiation through an optically active layer ( 4 ) of a body ( 1 ) between the surface of the body ( 1 ) and a reflective layer ( 2 ) and contains an optically active substance, and / or the concentration of the optically active substance in the optically active layer ( 4 ) in which - illumination beams of polarized optical illumination radiation having at least two different predetermined polarization states at different predetermined angles of incidence on the body ( 1 ) as a function of the angles of incidence of the illumination beams or angles of reflection of detection beams emerging from the illumination beams after at least one pass through the optically active layer ( 4 ) and reflection on the reflective layer ( 2 ) when exiting the body ( 1 ), values of at least one polarization state quantity are detected, which determine the polarization state of the detection beams, at least with respect to the change of the polarization state by the optically active layer (FIG. 4 ), and a measurement illumination polarization state of the illumination radiation is set as a function of the detected values of the at least one polarization state variable and the predetermined polarization states and a measurement of the change in the polarization state of the illumination radiation by the optically active layer ( 4 ) or the size representing the concentration of the optically active substance is carried out. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem für jeden der vorgegebenen Polarisationszustände ein Beleuchtungsstrahlenbündel auf den Körper (1) gestrahlt wird, das die Beleuchtungsstrah len umfaßt, die unter den verschiedenen vorgegebenen Einfallswinkeln auf den Körper (1) auftreffen.Method according to Claim 1, in which, for each of the predetermined states of polarization, a beam of illumination is irradiated onto the body ( 1 ) which comprises the illuminating beams which, at the different predetermined angles of incidence, are applied to the body ( 1 ). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem zur Einstellung des Meßbeleuchtungspolarisationszustands auf der Basis der Werte der Polarisationszustandsgröße in Abhängigkeit von den Einfallswinkeln der entsprechenden Beleuchtungsstrahlen und/oder Ausfallwinkeln der Detektionsstrahlen und der jeweiligen vorgegebenen Polarisationszustände ein ausgezeichneter Polarisationszustand für die Beleuchtungsstrahlung ermittelt wird, für den eine Abhängigkeit der Änderung des Polarisationszustands der Beleuchtungsstrahlung durch Wechselwirkung mit dem Körper (1) von dem Einfalls- und/oder Austrittswinkel wenigstens näherungsweise minimal ist, und bei dem der Meßbeleuchtungspolarisationszustand in Abhängigkeit von dem ausgezeichneten Polarisationszustand eingestellt wird.A method according to claim 1 or 2, wherein an excellent polarization state for the illumination radiation is determined for setting the measurement illumination polarization state on the basis of the values of the polarization state quantity depending on the angles of incidence of the respective illumination beams and / or failure angles of the detection beams and the respective predetermined polarization states a dependence of the change of the polarization state of the illumination radiation by interaction with the body ( 1 ) is at least approximately minimized from the incident and / or exit angles, and wherein the measurement illumination polarization state is adjusted in accordance with the excellent polarization state. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem als Meßbeleuchtungspolarisationszustand der ausgezeichnete Polarisationszustand eingestellt wird.A method according to claim 3, wherein as the Meßbeleuchtungspolarisationszustand the excellent polarization state is set. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Meßbeleuchtungspolarisationszustand so eingestellt wird, daß ein erwarteter Einfluß der optisch aktiven Schicht (4) auf die Drehung der Polarisationsrichtung linear polarisierter Strahlung in der optisch aktiven Schicht (4) wenigstens näherungsweise maximal ist.A method according to claim 3, wherein the measurement illumination polarization state is adjusted so that an expected influence of the optically active layer ( 4 ) on the rotation of the polarization direction of linearly polarized radiation in the optically active layer ( 4 ) is at least approximately maximum. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als Beleuchtungsstrahlung Beleuchtungsstrahlung verschiedener vorgegebener Wellenlängen verwendet wird, die Werte der wenigstens einen Polarisationszustandsgröße in Abhängigkeit von der Wellenlänge erfaßt werden und die durch die optisch aktive Schicht (4) hervorgerufene Änderung des Polarisationszustands oder die die Konzentration des optisch aktiven Stoffs wiedergebende Größe unter Verwendung der erfaßten Wellenlängenabhängigkeit der Werte der wenigstens einen Polarisationszustandsgröße ermittelt wird.Method according to one of the preceding claims, in which illumination radiation of different predetermined wavelengths is used as illuminating radiation, the values of the at least one polarization state variable are detected as a function of the wavelength, and those transmitted through the optically active layer ( 4 ), or the quantity representing the concentration of the optically active substance is determined using the detected wavelength dependence of the values of the at least one polarization state variable. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Temperatur des Körpers (1) erfaßt und bei der Ermittlung der die Konzentration des optisch aktiven Materials wiedergebenden Größe verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, in which the temperature of the body ( 1 ) and used in determining the size reflecting the concentration of the optically active material. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zur Messung nach Einstellung des Meßbeleuchtungspolarisationszustands durch Bestrahlung des Körpers (1) mit wenigstens einem Beleuchtungsstrahl ein Wert einer Meßpolarisationszustandsgröße, die den Polarisationszustand von Detektionsstrahlen, die aus den Beleuchtungsstrahlen nach wenigstens einfachem Durchtritt durch die optisch aktive Schicht (4) und Reflexion an der reflektie renden Schicht (2) in dem Körper (1) entstehen, wenigstens in Bezug auf die Änderung des Polarisationszustandes durch die optisch aktive Schicht (4) charakterisiert, erfaßt und in Abhängigkeit von dem erfaßten Wert Daten ermittelt werden, die die Drehung der Polarisationsrichtung linear polarisierter Strahlung durch die optisch aktive Schicht (4) und/oder eine Konzentration eines optisch aktiven Stoffs in der optisch aktive Schicht (4) wiedergeben.Method according to one of the preceding claims, in which, after measurement of the measurement illumination polarization state by irradiation of the body ( 1 ) with at least one illumination beam a value of a Meßpolarisationszustandsgröße indicating the polarization state of detection beams emerging from the illumination beams after at least one pass through the optically active layer ( 4 ) and reflection at the reflecting layer ( 2 ) in the body ( 1 ) arise, at least in relation to the change of the polarization state by the optically active layer ( 4 ) are detected, and in dependence on the detected value, data are determined which the rotation of the polarization direction of linearly polarized radiation through the optically active layer (FIG. 4 ) and / or a concentration of an optically active substance in the optically active layer ( 4 ) play. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem aus den Werten einer Meßpolarisationszustandsgröße, die den Polarisationszustand von Detektionsstrahlen, die aus den Beleuchtungsstrahlen nach wenigstens einfachem Durchtritt durch die optisch aktive Schicht, (4) und Reflexion an der reflektierenden Schicht (2) in dem Körper (1) entstehen, wenigstens in Bezug auf die Änderung des Polarisationszustandes durch die optisch aktive Schicht (4) charakterisiert, als die die Konzentration des optisch aktiven Stoffs wiedergebende Größe der Brechungsindex der optisch aktiven Schicht (4) ermittelt wird.A method according to any one of the preceding claims, wherein from the values of a measurement polarization state quantity representing the polarization state of detection beams emerging from the illumination beams after at least one pass through the optically active layer, 4 ) and reflection the reflective layer ( 2 ) in the body ( 1 ) arise, at least in relation to the change of the polarization state by the optically active layer ( 4 ) is characterized as the size of the refractive index of the optically active layer which reflects the concentration of the optically active substance ( 4 ) is determined. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Einfluß einer von der Beleuchtungsstrahlung durchdrungenen doppelbrechenden Schicht (3) des Körpers (1) durch eine Änderung des Polarisationszustands der Beleuchtungsstrahlung vor dem Körper (1) kompensiert wird.Method according to one of the preceding claims, in which the influence of a birefringent layer penetrated by the illumination radiation ( 3 ) of the body ( 1 ) by a change in the polarization state of the illumination radiation in front of the body ( 1 ) is compensated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Einfallswinkel der Beleuchtungsstrahlung und/oder der Beleuchtungsort auf dem Körper (1) bei der Messung so gewählt wird, daß der Einfluß einer von der Beleuchtungsstrahlung durchstrahlten doppelbrechenden Schicht (3) des Körpers (1) auf die Detektionsstrahlen wenigstens näherungsweise minimiert wird.Method according to one of the preceding claims, in which the angle of incidence of the illumination radiation and / or the illumination location on the body ( 1 ) is selected during the measurement such that the influence of a birefringent layer irradiated by the illumination radiation ( 3 ) of the body ( 1 ) is at least approximately minimized to the detection beams. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zur Berücksichtigung des Einflusses einer von der Beleuchtungsstrahlung durchstrahlten doppelbrechenden Schicht (3) des Körpers (1) auf die Detektionsstrahlen bei einer Auswertung der erfaßten Werte der Polarisationszustandsgröße ein die Doppelbrechung beschreibendes Modell für die Wechselwirkung der Beleuchtungs- und Detektionsstrahlen mit den Schichten (2, 3, 4) des Körpers (1) verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, in which, in order to take account of the influence of a birefringent layer irradiated by the illumination radiation ( 3 ) of the body ( 1 ) on the detection beams in an evaluation of the detected values of the polarization state quantity a birefringence describing model for the interaction of the illumination and detection beams with the layers ( 2 . 3 . 4 ) of the body ( 1 ) is used. Vorrichtung zur Messung der Änderung eines Polarisationszustands polarisierter optischer Strahlung durch eine optisch aktive Schicht (4) eines Körpers (1), die zwischen der Oberfläche des Körpers (1) und einer reflektierenden Schicht (2) angeordnet ist und einen optisch aktiven Stoff enthält, und/oder einer die Konzentration des optisch aktiven Stoffs in der optische aktiven Schicht (4) wiedergebenden Größe mit – einer Beleuchtungseinrichtung (5; 5'; 5''; 5''') zur Beleuchtung des Körpers (1) mit Beleuchtungsstrahlen polarisierter optischer Strahlung, deren Polarisationszustand in Abhängigkeit von Steuersignalen einstellbar ist, unter verschiedenen Einfallswinkeln, – einer Detektionseinrichtung (7; 7'; 7'''; 7''''; 7'''''), mit der in Abhängigkeit von den Einfallswinkeln der entsprechenden Beleuchtungsstrahlen oder Ausfallwinkeln der Detektionsstrahlen, die aus den Beleuchtungsstrahlen nach wenigstens einfachem Durchtritt durch die optisch aktive Schicht (4) und Reflexion an der reflektierenden Schicht (2) entstehen, Werte wenigstens einer Polarisationszustandsgröße erfaßbar sind, die den Polarisationszustand der Detektionsstrahlen, wenigstens in Bezug auf die Änderung des Polarisationszustandes durch die optisch aktive Schicht (4) charakterisiert, und – einer mit der Detektionseinrichtung (7; 7'; 7'''; 7''''; 7''''') und der Beleuchtungseinrichtung (5; 5'; 5''; 5''') verbundenen Steuer- und Auswerteeinrichtung (9; 9'; 9''; 9''', 9''''; 9'''''), die dazu ausgebildet ist, Steuersignale zur Einstellung von wenigstens zwei verschiedenen Polarisationszuständen an die Beleuchtungseinrichtung (5; 5'; 5''; 5''') abzugeben, für jeden der eingestellten Polarisationszustände mittels der Detektionseinrichtung (7; 7'; 7'''; 7''''; 7''''') die Werte der wenigstens einen Polarisationszustandsgröße in Abhängigkeit von den Eintrittswinkeln der jeweiligen Beleuchtungsstrahlen und/oder den Austrittswinkeln der Detektionsstrahlen zu erfassen und in Abhängigkeit von den erfaßten Werten der wenigstens einen Polarisationszustandsgröße und den vorgegebenen Polarisationszuständen einen Meßbeleuchtungspolarisationszustand zu ermitteln und entsprechende Steuersignale zur Einstellung des Meßbeleuchtungspolarisationszustands an die Beleuchtungseinrichtung (5; 5'; 5''; 5''') abzugeben.Device for measuring the change in polarization state of polarized optical radiation through an optically active layer ( 4 ) of a body ( 1 ) between the surface of the body ( 1 ) and a reflective layer ( 2 ) and contains an optically active substance, and / or the concentration of the optically active substance in the optically active layer ( 4 ) reproducing size with - a lighting device ( 5 ; 5 '; 5 ''; 5 ''' ) for illuminating the body ( 1 ) with illumination beams of polarized optical radiation whose polarization state is adjustable as a function of control signals, at different angles of incidence, - a detection device ( 7 ; 7 '; 7 '''; 7 ''''; 7 ''''' ), which depends on the angles of incidence of the corresponding illumination beams or failure angles of the detection beams emerging from the illumination beams after at least one pass through the optically active layer (FIG. 4 ) and reflection on the reflective layer ( 2 ), values of at least one polarization state quantity can be detected, which determine the polarization state of the detection beams, at least with respect to the change of the polarization state by the optically active layer (FIG. 4 ), and - one with the detection device ( 7 ; 7 '; 7 '''; 7 ''''; 7 ''''' ) and the illumination device ( 5 ; 5 '; 5 ''; 5 ''' ) control and evaluation device ( 9 ; 9 '; 9 ''; 9 ''' . 9 ''''; 9 ''''' ), which is adapted to control signals for setting at least two different polarization states to the illumination device ( 5 ; 5 '; 5 ''; 5 ''' ) for each of the set polarization states by means of the detection device ( 7 ; 7 '; 7 '''; 7 ''''; 7 ''''' ) to detect the values of the at least one polarization state quantity as a function of the entrance angles of the respective illumination beams and / or exit angles of the detection beams and to determine a measurement illumination polarization state and corresponding control signals for adjustment of the measurement illumination polarization state depending on the detected values of the at least one polarization state quantity and the predetermined polarization states to the lighting device ( 5 ; 5 '; 5 ''; 5 ''' ). Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der die Beleuchtungseinrichtung (5; 5'; 5''; 5''') zur Beleuchtung des Körpers (1) mit einem Beleuchtungsstrahlenbündel für jeden der vorgegebenen Polarisationszustände ausgebildet ist, das die Beleuchtungsstrahlen umfaßt, die unter den verschiedenen vorgegebenen Einfallswinkeln auf den Körper (1) auftreffen.Device according to Claim 13, in which the illumination device ( 5 ; 5 '; 5 ''; 5 ''' ) for illuminating the body ( 1 ) is formed with an illumination beam for each of the predetermined states of polarization comprising the illumination beams incident on the body at the various predetermined angles of incidence ( 1 ). Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, bei der die Steuer- und Auswerteeinrichtung (9; 9'; 9''; 9''', 9''''; 9''''') dazu ausgebildet ist, zur Ermittlung des Meßbeleuchtungspolarisationszustands auf der Basis der Werte der Polarisationszustandsgröße in Abhängigkeit von den Einfallswinkeln der entsprechenden Beleuchtungsstrahlen und/oder den Ausfallwinkeln der Detektionsstrahlen und des jeweiligen vorgegebenen Polarisationszustands einen ausgezeichneten Polarisationszustand für die Beleuchtungsstrahlung zu ermitteln, für den eine Abhängigkeit der Änderung des Polarisationszustands der Beleuchtungsstrahlung durch Wechselwirkung mit dem Körper (1) von dem Einfalls- und/oder Austrittswinkel wenigstens näherungsweise minimal ist, und durch Abgabe von entsprechenden Steuersignalen den Meßpolarisationszustand in Abhängigkeit von dem ausgezeichneten Polarisationszustand einzustellen.Apparatus according to claim 13 or 14, wherein the control and evaluation device ( 9 ; 9 '; 9 ''; 9 ''' . 9 ''''; 9 ''''' ) is adapted to determine an excellent polarization state for the illumination radiation for determining the measurement illumination polarization state on the basis of the values of the polarization state variable as a function of the angles of incidence of the corresponding illumination beams and / or the angles of failure of the detection beams and the respective predetermined polarization state Change of the polarization state of the illumination radiation by interaction with the body ( 1 ) is at least approximately minimized from the angle of incidence and / or exit, and by issuing corresponding control signals to set the measuring polarization state as a function of the excellent polarization state. Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der die Steuer- und Auswerteeinrichtung (9; 9'; 9''; 9''', 9''''; 9''''') Steuersignale an die Beleuchtungseinrichtung (5; 5'; 5''; 5''') abgibt, so daß als Meßbeleuchtungspolarisationszustand der ausgezeichnete Polarisationszustand eingestellt wird.Device according to Claim 15, in which the control and evaluation device ( 9 ; 9 '; 9 ''; 9 ''' 9 ''''; 9 ''''' ) Control signals to the illumination device ( 5 ; 5 '; 5 ''; 5 ''' ), so that the excellent polarization state is set as the measurement illumination polarization state. Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der die Steuer- und Auswerteeinrichtung (9; 9'; 9''; 9''', 9''''; 9''''') zur Einstellung des Meßbeleuchtungspolarisationszustands Steuersignale an die Beleuchtungseinrichtung (5; 5'; 5''; 5''') abgibt, so daß ein erwarteter Einfluß der optisch aktiven Schicht (4) auf die Drehung der Polarisationsrichtung linear polarisierter Strahlung wenigstens näherungsweise maximal ist.Device according to Claim 15, in which the control and evaluation device ( 9 ; 9 '; 9 ''; 9 ''' . 9 ''''; 9 ''''' ) for setting the measurement illumination polarization state, control signals to the illumination direction ( 5 ; 5 '; 5 ''; 5 ''' ), so that an expected influence of the optically active layer ( 4 ) is at least approximately maximum on the rotation of the polarization direction of linearly polarized radiation. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, bei der die Beleuchtungseinrichtung (5; 5'; 5''; 5''') eine Strahlungsquelle oder mehrere Strahlungsquellen (35, 36) zur Abgabe von Beleuchtungsstrahlung bei verschiedenen vorgegebenen Wellenlängen aufweist und die Steuer- und Auswerteeinrichtung (9; 9'; 9''; 9''', 9''''; 9''''') dazu ausgebildet ist, die Werte der wenigstens einen Polarisationszustandsgröße in Abhängigkeit von der Wellenlänge zu erfassen und die durch die optisch aktive Schicht (4) hervorgerufene Änderung des Polarisationszustands oder die die Konzentration des optisch aktiven Stoffs wiedergebende Größe unter Verwendung der erfaßten Wellenlängenabhängigkeit der Werte der wenigstens einen Polarisationszustandsgröße zu ermitteln.Device according to one of Claims 13 to 17, in which the illumination device ( 5 ; 5 '; 5 ''; 5 ''' ) one radiation source or several radiation sources ( 35 . 36 ) for emitting illumination radiation at different predetermined wavelengths and the control and evaluation device ( 9 ; 9 '; 9 ''; 9 ''' . 9 ''''; 9 ''''' ) is adapted to detect the values of the at least one polarization state variable as a function of the wavelength, and those through the optically active layer ( 4 ), or the magnitude representing the concentration of the optically active substance, using the detected wavelength dependence of the values of the at least one polarization state quantity. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, die einen mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung (9; 9'; 9''; 9''', 9''''; 9''''') verbundenen Temperatursensor (32) aufweist, der so angeordnet ist, daß mittels des Temperatursensors die Temperatur des Körpers (1) wiedergebende Daten erfaßt werden können.Device according to one of claims 13 to 18, one with the control and evaluation device ( 9 ; 9 '; 9 ''; 9 ''' . 9 ''''; 9 ''''' ) connected temperature sensor ( 32 ), which is arranged so that by means of the temperature sensor, the temperature of the body ( 1 ) reproducing data can be detected. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, bei der die Steuer- und Auswerteeinrichtung (9; 9'; 9''; 9''', 9''''; 9''''') zur Messung nach Einstellung des Meßpolarisationszustands bei Bestrahlung des Körpers (1) mit wenigstens einem Beleuchtungsstrahl mittels der Detektionseinrichtung (7; 7'; 7'''; 7''''; 7''''') einen Wert einer Meßpolarisationszustandsgröße, die den Polarisationszustand von Detektionsstrahlen, die aus den Beleuchtungsstrahlen nach wenigstens einfachem Durchtritt durch die optisch aktive Schicht (4) und Reflexion an der reflektierenden Schicht (2) in dem Körper (1) entstehen, wenigstens in Bezug auf die Änderung des Polarisationszustandes durch die optisch aktive Schicht (4) charakterisiert, erfaßt und in Abhängigkeit von dem erfaßten Wert Daten ermittelt, die die Drehung der Polarisationsrichtung linear polarisierter Strahlung durch die optisch aktive Schicht (4) und/oder eine Konzentration eines optisch aktiven Stoffs in der optisch aktiven Schicht (4) wiedergeben.Device according to one of claims 13 to 19, in which the control and evaluation device ( 9 ; 9 '; 9 ''; 9 ''' . 9 ''''; 9 ''''' ) for measurement after adjustment of Meßpolarisationszustand in irradiation of the body ( 1 ) with at least one illumination beam by means of the detection device ( 7 ; 7 '; 7 '''; 7 ''''; 7 ''''' ) a value of a Meßpolarisationszustandsgröße indicating the polarization state of detection beams, which from the illumination beams after at least one pass through the optically active layer ( 4 ) and reflection on the reflective layer ( 2 ) in the body ( 1 ) arise, at least in relation to the change of the polarization state by the optically active layer ( 4 ), and, depending on the detected value, obtains data indicating the rotation of the direction of polarization of linearly polarized radiation through the optically active layer (12). 4 ) and / or a concentration of an optically active substance in the optically active layer ( 4 ) play. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, bei der die Steuer- und Auswerteeinrichtung (9; 9'; 9''; 9''', 9''''; 9''''') dazu ausgebildet ist, aus den Werfen einer Meßpolarisationszustandsgröße, die den Polarisationszustand von Detektionsstrahlen, die aus den Beleuchtungsstrahlen nach wenigstens einfachem Durchtritt durch die optisch aktive Schicht (4) und Reflexion an der reflektierenden Schicht (2) in dem Körper (1) entstehen, wenigstens in Bezug auf die Änderung des Polarisationszustandes durch die optisch aktive Schicht (4) charakterisiert, als die die Konzentration des optisch aktiven Stoffs wiedergebende Größe den Brechungsindex der optisch aktiven Schicht (4) zu ermitteln.Device according to one of Claims 13 to 20, in which the control and evaluation device ( 9 ; 9 '; 9 ''; 9 ''' . 9 ''''; 9 ''''' ) is adapted, from the throwing of a Meßpolarisationszustandsgröße, the polarization state of detection beams emerging from the illumination beams after at least one pass through the optically active layer ( 4 ) and reflection on the reflective layer ( 2 ) in the body ( 1 ) arise, at least in relation to the change of the polarization state by the optically active layer ( 4 ), as the quantity representing the concentration of the optically active substance, the refractive index of the optically active layer ( 4 ) to investigate. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 21, bei der die Beleuchtungseinrichtung (5; 5'; 5''; 5''') einen Abschnitt (10, 11, 12, 13) zur Erzeugung linear polarisierter optischer Beleuchtungsstrahlung mit gewünschter Polarisationsrichtung und eine Einrichtung (14) zur Einstellung einer gewünschten Phasenverschiebung zwischen zwei durch eine doppelbrechende Schicht (3) des Körpers (1) vorgegebenen Polarisationskomponenten der linear polarisierten Beleuchtungsstrahlung umfaßt.Device according to one of Claims 13 to 21, in which the illumination device ( 5 ; 5 '; 5 ''; 5 ''' ) a section ( 10 . 11 . 12 . 13 ) for producing linearly polarized optical illumination radiation with the desired polarization direction and a device ( 14 ) for setting a desired phase shift between two through a birefringent layer ( 3 ) of the body ( 1 ) predetermined polarization components of the linearly polarized illumination radiation. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 22, bei der die Detektionseinrichtung (7; 7'; 7'''; 7''''; 7''''') eine Einrichtung (18) zur Einstellung einer gewünschten Phasenverschiebung zwischen zwei durch eine doppelbrechende Schicht (3) des Körpers (1) vorgegebenen Polarisationskomponenten der Detektionsstrahlen und eine im Detektionsstrahlengang nachgeordnete Einrichtung zur Erfassung des Polarisationsrichtung der Detektionsstrahlen nach der Einrichtung zur Einstellung einer gewünschten Phasenverschiebung umfaßt.Device according to one of Claims 13 to 22, in which the detection device ( 7 ; 7 '; 7 '''; 7 ''''; 7 ''''' ) An institution ( 18 ) for setting a desired phase shift between two through a birefringent layer ( 3 ) of the body ( 1 ) predetermined polarization components of the detection beams and a downstream in the detection beam means for detecting the polarization direction of the detection beams after the means for setting a desired phase shift. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 23, bei der die Steuer- und Auswerteeinrichtung (9; 9'; 9''; 9''', 9''''; 9''''') dazu ausgebildet ist, zur Berücksichtigung des Einflusses einer von der Beleuchtungsstrahlung durchstrahlten doppelbrechenden Schicht (3) des Körpers (1) auf die Detektionsstrahlen bei einer Auswertung der erfaßten Werte der Polarisationszustandsgröße ein die Doppelbrechung beschreibendes Modell für die Wechselwirkung der Beleuchtungs- und Detektionsstrahlung mit den Schichten (2, 3, 4) des Körpers (1) zu verwenden.Device according to one of Claims 13 to 23, in which the control and evaluation device ( 9 ; 9 '; 9 ''; 9 ''' . 9 ''''; 9 ''''' ) is designed to take account of the influence of a birefringent layer irradiated by the illumination radiation ( 3 ) of the body ( 1 in the case of an evaluation of the detected values of the polarization state variable, a birefringence-describing model for the interaction of the illumination and detection radiation with the layers (FIG. 2 . 3 . 4 ) of the body ( 1 ) to use.
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