Dans cette thèse nous avons montré à travers différentes études et expériences la nécessité de mesurer la section de pièces métalliques. Les méthodes actuelles sont basées sur des systèmes de vision 2D, ce qui ne permet pas de traiter toutes les géométries possibles. Par conséquent nous avons proposé d’utiliser des méthodes de vision 3D basées sur un couplage laser caméra et sur un dispositif optique de type Scheimpflug. Ce dispositif non conventionnel augmente le champ de vue focalisé de la caméra. La mesure dimensionnelle de la pièce nécessite une calibration spécifique d’un tel système. Nous avons donc proposé des méthodes de calibrage dont les performances dépassent celles de l’état de l’art. Une fois le système calibré, la mesure de la section est obtenue par une analyse du profil résultant de la projection du plan laser sur la pièce. La capacité du système développé a été évaluée avec des pièces étalons. / In this PhD thesis, we have demonstrated through various studies and experiments the necessity of using 3D vision system to measure the cross-section area of metallic objects. The current methods are based on 2D vision approach, which do not allow the measurement of different geometry of these metallic objects. Therefore, we have proposed 3D vision system that consists of lasers and cameras that have been equipped with Scheimpflug optical devices. This non-conventional optical set-up increases the field of view of the camera. As we have to measure the metallic object using the laser-Scheimpflug device, we need to calibrate the system. We proposed a new calibration method that provides significant improvement compared to the state of art laser-camera triangulation system. Using the calibrated system, the cross-section of the metallic object is determined by the analysis of the profile that results from the laser line projected on the metallic object. We have validated the system capability on plug gauges.

Syfte: Syftet med studien var att jämföra korneala mätningar tagna med två olika topografiska mätinstrument (Sirius & Wave Analyzer Medica 700) och att utvärdera om dessa två instrument kan användas utbytbart. Metod: Det var 23 stycken deltagare i denna studie som var indelade i två grupper. Det var 17 stycken deltagare i grupp A som hade en normal kornea och i grupp B var det 6 stycken deltagare som hade en onormal kornea. Tre upprepade mätningar utfördes på det högra ögat för alla deltagare med båda instrumenten. Förutom på en deltagare som hade keratokonus i hens vänstra öga. De simulerade K (Sim-K) parametrarna som innehåller ”Flattest” (Kf), ”Steepest” (Ks) och ”Average” K (Km) analyserades. Dessutom togs den centrala korneas tjocklek också med båda mätinstrumenten och utvärderades. Resultat: En skillnad mellan de uppmätta värdena för de två mätinstrumenten hittades. Mellan dessa två mätinstrument var medelvärdet av skillnaden i grupp A för parametrarna Kf, Ks och Km ungefär 0,1mm. I grupp B var medelvärdet av skillnaden för parametrarna Kf, Ks och Km ungefär 0,15mm. För pachymetri var medelvärdet av skillnaden för de två mätinstrumenten 23µm för grupp A och 31µm för grupp B. Slutsats: De två topografiska mätinstrumenten visade en statistiskt signifikant skillnad i mätning utav korneala parametrarna. Trots att det var en statistiskt signifikant skillnad när man jämförde Sim-K för båda mätinstrumenten var skillnaden kliniskt obetydlig för de deltagare som hade en frisk kornea. Därför kan båda utav dessa mätinstrument användas utbytbart för att mäta keratometri i friska ögon.

The human crystalline lens is a complex, inhomogeneous and dynamic optical element which enables the eye to adjust focus in a process known as accommodation. Age related changes in the optical and mechanical properties of the lens cause a loss in accommodative ability leading to a condition known as presbyopia. Several experimental surgical techniques are under development for the correction of presbyopia. The goal of this dissertation is to better understand the relationship between the crystalline lens shape, its non-uniform refractive index gradient and its optical power and their changes with age and accommodation. In this study direct lens power and shape measurements were acquired on isolated lenses, and on lenses mounted in a lens stretching system designed to simulate accommodation. Several lens shape and power measurement techniques were developed for this study including a Scheimpflug camera system optimized for imaging the crystalline lens. Direct measurements of lens shape and power were used to develop an age-dependent optical-mechanical model of the lens during accommodation. The study shows that the normal growth of the lens is a major contributor to the progressive loss of accommodation amplitude, independent of changes in the elastic properties of the lens. These findings suggest that accommodation can be restored by refilling the lens with a material having a uniform refractive index.

The Scheimpflug principle was recommended as allowing distortion-free imaging; however, a detailed analysis reveals geometrical errors as well as distortions arising from absorption of light along the optical pathway. Correction formulas and factors will be presented and applied to the biometry of the eye. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

La miopía es el defecto refractivo del ojo más frecuente. En los últimos años, ha crecido la preocupación por el incremento exponencial de la prevalencia de la miopía en la población juvenil, existiendo una gran presión para la investigación y desarrollo de nuevas técnicas para la predicción y el control de la elongación axial del ojo, que es la principal responsable del crecimiento de la miopía. El riesgo de padecer enfermedades como glaucoma o maculopatías se incrementa muy significativamente a medida que la miopía aumenta. De ahí, la importancia de conocer si existen factores geométricos a nivel de esclera que nos permitan predecir qué casos son más susceptibles de cambios en esclera que conduzcan al alargamiento del ojo y, por consiguiente, al crecimiento de la miopía. Según la literatura, las tecnologías que aparecen actualmente clínicamente aplicables para el análisis de las propiedades geométricas de la estructura esclero-conjuntival se basan en el uso de la tomografía de coherencia óptica de segmento anterior (AS-OCT), la perfilometría o la cámara Scheimpflug. Las tecnologías de ASOCT necesitan una serie de mejoras para alcanzar una caracterización clínica precisa y reproducible de esta estructura. De las técnicas de perfilometria, la perfilometría de dominio de Fourier con el sistema Eye Surface Profiler (ESP) es actualmente la tecnología más avanzada de uso clínico disponible en Europa que proporciona un análisis muy completo de las propiedades geométricas de la estructura escleral-conjuntival humana. Dentro de las tecnologías de cámara Scheimpflug, ha aparecido recientemente en el mercado el módulo de perfil corneo escleral (CSP) del sistema Pentacam que permite obtener datos clínicos de la morfología escleral-conjuntival, especialmente para la adaptación de lentes de contacto esclerales y blandas. La comparación de las mediciones corneo-esclerales obtenidas con estos dos últimos sistemas (ESP y módulo CSP del Pentacam) ha permitido concluir que las medidas no son intercambiables. El módulo de perfil corneo-escleral del sistema Pentacam da unas medidas de altura sagital mayores y unas medidas de esfera de mejor ajuste (BFS) escleral más pronunciadas. Por otro lado, el análisis de la consistencia de las medidas geométricas corneo-esclerales proporcionadas por el sistema ESP ha permitido concluir que las medidas con dicho sistema son altamente repetibles a pesar de la rapidez de la medida, especialmente en lo que respecta a la altura sagital. Además, la medida es mínimamente invasiva, recogiendo en una rápida toma todos los datos necesarios para caracterizar la geometría corneo-escleral sin necesidad de realizar múltiples medidas en distintas posiciones como ocurre con el sistema SMap3D (basado en perfilometria de multiples miradas) o el módulo de CSP del sistema Pentacam. Con este mismo sistema ESP, en la presente tesis se ha permitido apreciar que la asimetría nasotemporal de las alturas sagitales podría ser un buen biomarcador de cambios miópicos. Además, se ha definido modelos con variaciones interoculares que demuestran que la longitud axial podría predecirse con niveles aceptables de precisión mediante una ecuación lineal considerando variables refractivas, corneales y corneoesclerales. Son necesarios más casos para lograr una mayor predictibilidad y una mejor estabilidad de los modelos, así como para confirmar la importancia de incluir la medida de altura sagital mínima en las predicciones. Esta última parte, es un estudio preliminar que proporciona información clave sobre el valor potencial de la geometría de la esclerótica anterior para la predicción de la longitud axial.

No description available.

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The Scheimpflug principle was recommended as allowing distortion-free imaging; however, a detailed analysis reveals geometrical errors as well as distortions arising from absorption of light along the optical pathway. Correction formulas and factors will be presented and applied to the biometry of the eye. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.