Abstract

P 082

Alvarez-Humphrey Optik für das künstliche Akkommodationssystem – Optiksimulation und Entwurfsauslegung

Sieber I., Guth H.
Institut für Angewandte Informatik, Forschungszentrum Karlsruhe GmbH

Ziel: An den Entwurf einer Optik variabler Brechkraft für ein implantierbares mechatronisches Mikrosystem zur Wiederherstellung der Akkommodationsfähigkeit (Künstliches Akkommodationssystem), werden unterschiedliche Forderungen gestellt: Sicherstellen der optischen Abbildungsqualität, Einhalten der Randbedingungen der Aktorik zur Einstellung der Scheitelbrechkraft, Sicherstellen des postoperativen Refraktionsausgleichs und einer Akkommodationsbreite von 3dpt, Einhalten einer axialen Gesamtdicke des optischen Systems von 2mm und Anpassbarkeit des Linsensystems an die Biometriedaten. Ziel dieser Arbeit ist die Entwurfsauslegung einer Alvarez-Humphrey Optik unter Berücksichtigung der oben angeführten Forderungen. Die gewünschte Brechkraftänderung lässt sich durch eine laterale Verschiebung zweier zueinander konjugierter Linsenflächen einstellen.
Methode: Die Modellierung des dioptrischen Apparats wird mit Hilfe der optischen Simulationssoftware ZEMAX-EE durchgeführt. Die Optimierung des Linsensystems findet hinsichtlich der oben genannten Systemanforderungen statt. Die Quantifizierung der optischen Abbildungsqualität wird mit Hilfe der Modulations-Transfer-Funktion durchgeführt.
Ergebnisse: Die optischen Simulationen zeigen, dass zwei verschiedene Ansätze der Alvarez-Humphrey Optik die Kriterien, die an eine Optik variabler Brechkraft für ein mechatronisches System gestellt werden, erfüllen: 1. Alvarez-Humphrey Optik in Kammerwasser: der resultierende Vorteil des einfachen Aufbaus wird durch eine größere axiale Dicke des Linsensystems erkauft. 2. Alvarez-Humphrey Optik gekapselt, Füllmedium Luft: auf Kosten eines komplexeren Aufbaus wird eine Verschlankung und die potenzielle Faltbarkeit des optischen Systems ermöglicht. Die bei der Auslegung erreichten Verfahrwege ermöglichen den Einsatz von Polymerbiegeaktoren.
Schlussfolgerungen: Das Alvarez-Humphrey Prinzip ist für einen Einsatz als Optik variabler Brechkraft im Künstlichen Akkommodationssystem geeignet. Durch eine Kapselung der Optik wird eine Verringerung der axialen Dicke und damit eine potenzielle Faltbarkeit erreicht.

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