CH661198A5 - Vorrichtung zur augenuntersuchung. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Augenuntersuchung gemäss den unabhängigen Ansprüchen 1, 3, 5 und 7. Die unabhängigen obgenannten Ansprüche weisen die gemeinsame allgemeine Idee auf, dass eine beleuchtete Lichtquelle mit einer Schneidenbegrenzung und eine Einrichtung zum Projizieren des Abbildes der Lichtquelle in der Nähe der Schneide auf ein Auge zur Beleuchtung der Netzhaut in dem Auge vorgesehen ist.

Schneidenoptik ist bisher noch nicht praktisch mit Fern-Objektivrefraktoren eingesetzt worden. Das kommt daher, weil die durch Schneidenoptik in Verbindung mit dem Auge erzeugten Bilder extrem niedrige Lichtwerte oder Beleuchtungsstärken besitzen. Es ist äusserst schwierig, diese Bilder mit geringer Lichtstärke von der Ferne zu erfassen.

Detektoren für niedrige Lichtwerte unterliegen dem Rauschen. Insbesondere ist der Widerstand oder die Impedanz zwischen benachbarten Abschnitten der gleichen photoempfindlichen Oberfläche bei dem Erfassen eines Unterschiedes der Photoempfindlichkeit über einer breiten Erfassungsfläche sehr gering. Bei geringem Widerstand und entsprechend hoher Elektronenbeweglichkeit wirkt das Signal/Rausch-Verhältnis schnell störend auf den Bildunterschied ein, der erfasst werden soll. Es ergibt sich eine grosse Schwierigkeit bei der praktischen Ausführung des Erfassens von Abbildern mit geringen Lichtwerten.

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Objektivrefraktoren reagieren bisher sehr empfindlich auf die Stellung des Auges. Eine genaue Einstellung des Auges ist bisher erforderlich, bevor eine akkurate Objektivrefraktion ausgeführt werden kann. Eine automatische Ausrichtung ist bisher nicht vorgesehen worden, insbesondere nicht in einer Form, in der die Positionierungs-Information getrennt und unterschiedlich von der Refraktions-Informati-on ist und nicht mit dieser zusammenwirkt.

Insbesondere sind bekannte Objektivrefraktoren auch für den von dem Auge zurückkehrenden Lichtwert oder der Lichtstärke empfindlich. Wenn beispielsweise eine Netzhaut (Retina) eine Änderung des an den Beobachter zurückgeworfenen Lichtes über ihrer Fläche besitzt, sind bisher grosse Veränderungen bei den für die Brillen- oder Linsenvorschrift erforderlichen Ablesungen aufgetreten.

Als Ziel dieser Erfindung gilt die Schaffung einer Schneidenuntersuchung mit informativen Beleuchtungsmustern auf der Netzhaut des menschlichen Auges. Dementsprechend wird durch eine Lichtquelle mit einer Schneidenbegrenzung kollimiertes Licht zu dem Auge hin geworfen. Typischerweise ist ein Projektionssystem zwischen der Schneide und dem Auge vorgesehen und wird zur Projizierung des sich ergebenden Abbildes vom Auge zu einem Bilddetektor benutzt. Die von der Pupille des Auges zurückgeworfenen Lichtmuster besitzen, bezogen auf die Schneide, eine charakteristische Form. Die Grenzen zwischen hellen und dunklen Abschnitten der Pupille mit Komponenten parallel zur Schneide, zeigen Komponenten von Kugel- und Astigmatismus-Brechungswerten an. Grenzen mit Komponenten senkrecht zur Schneidenkante zeigen Komponenten des Astigmatismus längs Achsen an, die einen Winkel zur Schneidenkante besitzen.

Ein Vorteil der Benutzung von Schneidenuntersuchungen mit bezug auf das menschliche Auge besteht darin, dass ein informatives Muster der Pupillenbeleuchtung vorhanden ist, das nicht nur Brechungsfehler, sondern auch die Richtung und Grösse der erforderlichen Korrektur anzeigt. Demzufolge braucht das Ausgangssignal des Detektors zur Bestimmung optimaler Korrekturwerte nicht durch Mehrfachablesen mit Verschiebung (hunting) verbessert werden.

Ein weiteres Ziel dieser Erfindung besteht darin, Messergebnisse für das menschliche Auge durch Objektivrefraktion unter Benutzung mindestens einer Lichtquelle, mindestens einer Schneide, und vorzugsweise einer kombinierten Projektions- und Empfangsoptik und einem Photodetektor zu schaffen. Die Lichtquelle beleuchtet das Auge durch eine Apertur, die so gebildet ist, dass mindestens ein Teil der Aperturbegrenzung geradlinig ist, so dass sie als Schneidenbegrenzung des abgehenden Strahles wirkt. Der abgehende Strahl tritt durch die Optik in einer Projektionsanlage, und die am Auge entstehenden Abbilder werden durch die gleiche Optik zum Detektor geleitet, wobei diese als Aufnahmeanlage dient. Es kann eine einzige Schneidenkante benutzt werden, die dann als Schneide für das projizierte und das vom Auge zurückkehrende Licht dient. Tatsächlich kann jede solche gerade und schneidenartige Begrenzung, die als Aperturkante sowohl für das ausstrahlende wie das für das zurückkehrende Licht gleichzeitig dient, diesen Zweck erfüllen, vorausgesetzt, dass die Seite der Begrenzung, die für den abgehenden Strahl durchsichtig ist, für den zurückkehrenden Strahl undurchsichtig ist, und umgekehrt.

Ein weiteres Ziel einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung besteht darin, eine Kanten-Illuminationsse-quenz von vorzugsweise vier Schneiden zur Erfassung oder Vermessung des Auges zu schaffen. Diese Schneidenkanten sind vorzugsweise in einander zugewendete Paare unterteilt. Ein Schneidenpaar wird von entgegengesetzten Richtungen parallel zu einer ersten Achse beleuchtet, während das zweite

Schneidenpaar von entgegengesetzten Richtungen parallel zu einer zweiten Achse beleuchtet wird, welche in rechtem Winkel zur ersten Achse liegt. Diese einander entgegengesetzte Beleuchtung von Schneidenkanten erzeugt einen «Gegentakt-» (push-pull-) Effekt bei den entstehenden Abbildern. Bildänderungen infolge sich ändernden optischen Werten in Kugel- und Zylinderbrechung sowie Achsenrichtung kann von anderen Bildverschlechterungen abgesondert werden, wie beispielsweise Spiegelreflexion von anderen Teilen des Auges, wie auch von optischem Verschwimmen (flare) und dergleichen, die von der optischen Beobachtungseinrichtung (interrogating optical train) stammen. Zusätzlich wird eine reduzierte Empfindlichkeit gegenüber der Augenstellung erreicht.

Ein Vorteil der beschriebenen Gegentakt-Schneiden-Untersuchung des Auges besteht darin, dass zwei getrennte und gegenwirkungsfreie Informationsgrundlagen erzeugt werden. Zunächst ergibt sich eine Lageinformation und weiter eine Brechungsinformation. Jede dieser jeweiligen Lagebzw. Brechungsinformationsgrundlagen sind separat und gegenwirkungsfrei (non-interactive).

Ein weiterer Vorteil des Detektors besteht darin, dass in einem weiten Bereich akkurate Brechwertmessungen des Auges erhalten werden. Das Instrument ist gegenüber der Justierung relativ unempfindlich. Damit werden akkurate Brechwerte auch dann erzielt, wenn eine relativ bedeutsame Bewegung des Patienten während der Messung stattfindet.

Ein weiterer Vorteil des Detektors besteht darin, dass ein grosser Bereich von Pupillenformen erfasst werden kann. Darüberhinaus können Pupillenbereiche, deren Lichtdurch-lass zum aufnehmenden Detektor irregulär ist, gemessen werden. Derartige Refraktionsmessungen sind unempfindlich gegenüber örtlichen Netzhautänderungen, die die Menge des zum Detektor zurückgesandten Lichtes betreffen.

Ein Vorteil der Erfindung in dieser Hinsicht besteht darin, dass mit einem einzigen Detektor am Umfang angeordnete beleuchtete Schneiden nacheinander untersucht werden können. Bei dieser aufeinanderfolgenden Untersuchung können die Komponenten der erforderlichen optischen Korrektur nacheinander nach Grösse und Richtung identifiziert werden.

Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, dass die Schneiden jeweils getrennt mit frequenzkodiertem Licht versehen werden können. Eine gleichzeitige Untersuchung von Mehrfachschneiden kann auf diese Weise stattfinden. Weiter wird durch diese Erfindung eine bevorzugte Matrix aus vier Schneiden zur Untersuchung des Auges geschaffen. Die Schneidenkanten sind paarweise senkrecht zueinander ausgerichtet.

Ein Vorteil dieser Schneiden-Projektionssysteme und Lichtwertdetektoren besteht darin, dass sie in Instrumenten unterschiedlicher Länge aufgenommen werden können. Darüberhinaus kann durch Benutzung von Infrarotstrahlung der Patient längs eines ersten Weges ein beleuchtetes Ziel (target) anblicken und längs des gleichen Weges zur Perfektion des Netzhautabbildes untersucht werden. Eine bevorzugte Ausführung mit einer Untersuchung mit Licht aussendenden Dioden im Infrarotspektrum wird beschrieben.

Damit schafft eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung auch eine bevorzugte Detektormatrix zum Erfassen von Licht mit niedrigem Pegel, das von einem Auge, das einer Schneidenuntersuchung unterzogen wird, zurückfällt. Entsprechend der Erfindung in dieser Hinsicht wird die Detektormatrix in vier diskrete Quadranten unterteilt. Jeder dieser Quadranten ist insoweit photodistinkt, als die photoempfindlichen Elemente elektrisch gegeneinander isoliert sind. Mittels dieser Zulieferung von Licht zu einem photodi-

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stinkten Anteil wird von dem Photodetektor ein Signal mit einem geringen Rauschanteil im Signal abgegeben.

Weiter wird eine Kombination mit einem Detektor mit photodistinkten Elementen geschaffen mit spezialisierter Optik für die Lichtverteilung. Entsprechend dieser Seite der Erfindung werden aus mehreren Elementen bestehende Linsen zwischen einem Abbild in der Augenpupille mit geringem Lichtpegel und dem Detektor eingesetzt. Wenn das Abbild mit niedrigem Lichtpegel zentral gelegen ist, wird das Licht gleichmässig auf alle vier Detektorquadranten verteilt. Bei einer linearen Lageänderung des Zentroiden des Abbildes mit geringem Lichtpegel tritt eine entsprechende lineare Änderung der Bildintensität in allen Detektorquadranten auf. Der Detektor gibt ein Signal proportional zur Versetzung des Zentroides des Abbildes mit niedrigem Lichtpegel ab.

Ein Vorteil dieser Ausführung besteht darin, dass der Detektor besonders zum Erfassen des Zentrums von Abbildern mit niedrigem Lichtpegel geeignet ist, wie sie bei der Schneidenuntersuchung des Auges zurückfallen. Das optische Zentrum eines Abbildes mit niedrigem Lichtpegel kann schnell angezeigt werden. Entsprechende Korrekturen können an dem Auge angebracht werden, um objektiv die erforderliche Brechungskorrektur zu bestimmen.

Weiter wird eine Linsenkonfiguration zur Benutzung bei der Erfassung von Licht mit geringem Pegel geschaffen. Entsprechend einer ersten Ausführung wird ein sich ergebendes Schneidenabbild auf eine Matrix von brechenden optischen Kanten oder Prismen weitergeleitet. Diese Matrix aus brechenden Prismen ergibt eine Änderung der Brechungsintensität, wenn die Versetzung von einer Neutrallage geändert wird.

Weiter ergibt sich eine Klasse von Bild-Verteilungsopti-ken, die zur Versetzung von Licht mit optischen Detektoren, vorzugsweise mit diskreten Photoquadranten, benutzbar ist. Entsprechend dieser Ausbildung der Erfindung wird eine optische Matrix erzeugt mit einem gesamten optischen Effekt, der am besten unter Benutzung von Linsenoptik der Kreuzzylinder-Varianten beschrieben werden kann. Eine erste Gruppe von Zylindern (mit entweder positiver oder negativer Brechkraft) wird in einer ersten Richtung angeordnet, um eine erste Lichtabweichungswirkung zu bewirken. Eine zweite Gruppe von Zylindern wird in einer anderen (vorzugsweise im rechten Winkel zur ersten Richtung stehenden) Richtung gelegt und so angeordnet, dass eine zweite Lichtabweichungswirkung erzeugt wird. Die benutzten Zylinder können aus Paarungen ausgewählt werden, die positiv/positiv, negativ/positiv oder positiv/negativ (in jeder Ordnung) sein können. Es ergibt sich eine Gesamtmatrix aus optischen Elementen, welche eine Lichtverteilung auf jeden Quadranten der photodiskreten Detektoren erzeugt.

Ein Vorteil dieser Linsenelemente bei der Benutzung mit photodiskreten Detektoren besteht darin, dass bei grösserer Anzahl von diskreten Elementen die Ausrichtung der Linsenelemente mit bezug auf eine Schneide immer weniger kritisch wird. Wenn beispielsweise eine grosse Anzahl von willkürlich verteilten Elementen benutzt wird, verschwindet die Notwendigkeit der genauen Ausrichtung der Schneiden mit bezug auf die Elemente vollständig.

Weiter werden noch andere Konfigurationen von Linsenelementen geschaffen, die dazu dienen, Licht unter photodiskreten Detektorsegmenten proportional zur Versetzung von Abbildern geringer Intensität zu verteilen. Beispielsweise besitzen konische und willkürlich ausgerichtete prismatische Segmente zusammen eine Wirkung, die mit den beschriebenen photodiskreten Detektoren benutzt werden kann. Eine bevorzugte Ausführung dieser Erfindung enthält eine Matrix, die durch zylindrische Linsen mit positiver und negativer Brechkraft erzeugt wird. Diese Zylinder sind nebeneinander angeordnet. Längs einer Seite der Linse sind positive und negative Zylinder nebeneinander ausgerichtet. Längs der entgegengesetzten Seite der Linse sind positive und negative Zylinder nebeneinander angeordnet und bevorzugt rechtwinklig zur ersten Anordnung. Es ergibt sich eine Matrix aus gekreuzten Zylinderlinsen, mit positiven sphärischen, negativen sphärischen und Zylinderlinsen — in erster Ausrichtung und zweiter, um 90° gedrehter Ausrichtung. Diese spezialisierte Linse besitzt den Vorteil, Licht gleichmässig in einem Muster zu verteilen, das dem einer Spur von verschiedenen Lissajous-Figuren nicht unähnlich ist.

Ein Vorteil dieser Linse besteht darin, dass bei Kombination mit einer die Linsenmatrix durchschneidenden Schneide die Schneide an der Begrenzung symmetrische Erfassungsmuster erzeugen kann. Diese Muster verteilen Licht gleichmässig über einen bestimmten Bereich, und das so verteilte Licht kann dann durch photodiskrete Erfassungselemente erfasst werden.

Ein Vorteil der mit der Matrix aus zylindrischen Linsen verwendeten Schneiden besteht darin, dass das elektrische Ausgangssignal des Detektors direkt proportional zur Intensität des Bildes und zur Bildversetzung ist. Darüberhinaus können extrem geringe Lichtpegel erfasst werden. Segmente der photoempfindlichen Fläche können insgesamt voneinander elektrisch isoliert sein.

Ein Vorteil der Zylinderlinsenausführung besteht darin, dass das zur Erfassung des Lichtes erforderliche Projektionssystem gekürzt wird. Infolgedessen trägt dieses Projektionssystem zur Kompaktheit des Detektors bei.

Weiter wird eine bevorzugte Ausführung der Linsenelemente geschaffen, die vor einem Vierquadranten-Detektor angebracht sind. Entsprechend dieser Ausbildung der Erfindung werden negative Linsenflächen nebeneinander in willkürlicher Verteilung über eine optische, vorzugsweise eine brechende Fläche verteilt. Insbesondere sind diese Flächen mit willkürlicher Ausrichtung und kleinem Abstand versehen. Es ergibt sich ein leicht aufzubauendes Linsenelement.

Ein Vorteil dieser Ausführung der Erfindung besteht darin, dass die optische Fläche leicht aufgebaut werden kann. Es hat sich beispielsweise herausgestellt, dass unter Benutzung einer positiven Form, wie einem auf eine optische Fläche oder ein Wiedergabemedium für eine optische Fläche eingedrückte Kugellager, ein perfekt zufriedenstellendes optisches Element erhalten wird.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die zu beschreibende willkürlich hergestellte optische Fläche oder «Blasenplatte» (pebble plate) die Notwendigkeit beseitigt, die Schneide mit bezug auf eine Achse der Platte genau auszurichten. Stattdessen können die Blasenplatte und die damit benutzten optischen Elemente willkürlich miteinander ausgerichtet sein.

Weiter wird eine bevorzugte Ausführung der Matrix aus Zylinderlinsen in Kombination mit einer Schneide geschaffen. Das Licht von der Schneidenkante wird durch die spezialisierte Optik zum Auge projiziert, und vom Auge zurückgeworfenes Licht tritt wieder durch benachbarte Abschnitte der spezialisierten Zylinderlinse hindurch. Dadurch ergibt sich ein Durchtritt von Licht zum Auge mit einer Lissajous-artigen Verteilung von Licht längs der Schneide. Infolgedessen kann nur ein Anteil des so projizierten Lichtes über der Schneide gesehen werden. Der restliche Anteil des von der Schneide zum Auge projizierten Lichtes ist nicht zu den Detektoren zurückwerfbar, da die Physik der Schneidenuntersuchung diese Strahlen als nicht sichtbar ergibt. Der über die Schneidenkante gesehene Anteil wird zu einer Stellung unmittelbar über dem Segment der zylindrischen Matrix zurück abgebildet, von dem ursprünglich die Projektion auf4

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trat. Bei diesem Segment der Linse tritt eine komplementäre Abbiegung des Lichtes auf. Damit ergibt sich eine vergrös-serte Versetzung des Lichtes.

Ein Vorteil dieser Ausführung der Erfindung besteht darin, dass die Schneidenuntersuchungs-Physik in Kombination mit einer vorhersehbaren Verteilung des Lichtes an der Schneidenkante benutzt wird, um alles Licht auszublenden, ausgenommen das, das den erforderlichen Projektionswinkel besitzt, um nach Rückkehr sichtbar zu sein. Es ergibt sich ein Niedrigpegel-Lichtsignal mit erhöhter Empfindlichkeit, das vom Auge zurückgeworfen wird.

Ein weiterer Vorteil dieser Erfindung besteht darin, dass das zurückkehrende Licht auf ein Segment der zylindrischen Matrixlinsen auftritt, das eine komplementäre Ablenkung erzeugt. Diese komplementäre Ablenkung lenkt nicht nur das Licht weiter ab, sondern erzeugt einen Bild-«Schwer-punkt», der ein erhöhtes und verbessertes Signal ergibt.

Als weitere Ausführung dieser Erfindung ergibt sich ein Beleuchtungsmuster zur Überstrahlungsbeeinflussung (flare control). Entsprechend dieser Ausführung der Erfindung wird das projizierte Licht gemäss seiner Intensität um das Zentrum des Detektors gewichtet. Vorzugsweise werden zwei Lichtquellen auf entgegengesetzte Seiten der benutzten Schneiden gerichtet. Ein Bereich liegt fern von der Schneidenkante, während der andere Bereich der Schneidenkante benachbart ist. Die gespiegelt reflektierten Bilder sind eine Funktion der Beleuchtung von beiden Bereichen und sind symmetrisch oder löschen in ihrer Auswirkung einander aus. Diese Spiegelreflexionen bilden einen gleichförmigen Hintergrund für den Detektor, der unbeachtet bleiben kann. Die verbleibenden Bildänderungen sind lediglich eine Funktion der Schneidenkanten, und die Schneidenabbilder können benutzt werden, um die Richtung (sense) der erforderlichen Korrektur zu bestimmen.

Weiter ergibt sich eine bevorzugte Kombination aus Schneiden und Apertur für einen Detektor unter Ausnutzung der beschriebenen Eigenschaften der Erfindung. Entsprechend dieser Ausbildung wird ein Detektor mit fünf Aperturen beschrieben. Der Detektor besitzt eine Zentralapertur mit einer Abmessung von annähernd 2x2 Einheiten. Vier Umfangsaperturen sind angeordnet zum Erfassen von Licht von jeder Apertur auf Grundlage der Abmessungen lxl. Schneidenkanten werden mit jeder Apertur ausgerichtet. Die zentrale Apertur enthält vier innen angebrachte Schneiden am Umfang der zentralen Apertur mit 2x2 Einheiten. Die am Umfang angebrachten 1 x 1-Aperturen enthalten Schneidenpaare. Diese Schneiden sind jeweils parallel zu einer Schneide der Zentralapertur ausgerichtet und in der entgegengesetzten Richtung gewendet.

Als Vorteil dieser Ausführung der Erfindung ergibt sich, dass alle Lichtquellen im Detektorkopf aktiv sind. Es sind keine Lichtquellen nur zur Aussendung von Licht angeordnet, das nicht in einer Schneidenuntersuchung henutzt wird.

Als weiterer Vorteil des bevorzugten Detektorkopfes gilt, dass dieser insbesondere zur Verwendung mit entgegengeset-zen Erfassungsausgestaltungen verwendbar ist. Beispielsweise kann der Detektorkopf zur Prüfung der erzeugten Abbilder auf Grundlage von «Gegentakt»-Basis benutzt werden. Ein weiterer Vorteil der bevorzugten Kantenkonfiguration besteht darin, dass die Lageinformation und die Brechungsinformation des Auges separat und ohne Gegenwirkung sind.

Weiter ergibt sich eine Vorrichtung zur Erstlokalisierung eines Auges zur Untersuchung. Diese Vorrichtung benutzt den eben beschriebenen spezialisierten Detektorkopf. Zuerst werden Schneiden längs kolinearen Grenzen der zentralen und zweier peripherer Aperturen beleuchtet. Die einzelne Schneidenkante der Zentralapertur ist in eine erste Richtung

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gewendet und besitzt allgemein eine Länge von zwei Einheiten. Die gepaarten Schneiden der Umfangsapertur sind in die entgegengesetzte Richtung gewendet und besitzen jeweils eine Länge von einer Einheit. Alle Kanten werden zusammen untersucht. Die zentrale Kante mit einer Länge von zwei Einheiten beleuchtet das Auge an einer Seite einer Achse, die gepaarten und peripheren Abschnitte der Schneide beleuchten das Auge an der entgegengesetzten Seite der gleichen Achse. Da das Auge von beiden Seiten der optischen Achsen beleuchtet wird, wird die Empfindlichkeit auf Brechungsfehler eliminiert. Jedoch kann unter Benutzung paralleler mit Abstand versehener kolinearer Begrenzungen sowohl die Positionierung der optischen Achse zum Auge und der richtige Abstand des Auges erzeugt werden. Es ergibt sich ein Detektor, der insbesondere für die Stellung des Auges vor ihm empfindlich ist.

Ein Vorteil der beschriebenen Abfolge zur Positionierung des Auges besteht darin, dass die Brechungseffekte von Augenfehlern ausgeglichen werden. Wenn die Schneidenkanten entgegengesetzt gewendet und von gleicher Länge sind, ist die erzeugte Lichtprojektion nicht empfindlich für die jeweiligen Augen-eigenen Brechungsfehler. Stattdessen beleuchten die Detektoren gleichmässig alle Arten von Augen und erlauben eine Zentrierung dieser Augen sowohl quer als auch in Richtung auf den Detektor zu oder von ihm weg.

Weiter wird eine besonders geeignete Schneidenkombination geschaffen, die empfindlich für die Brechungsfehler und unempfindlich für die Positionierung des Auges ist. Entsprechend dieser Ansicht der Erfindung werden Abschnitte der Aperturen an ihren Schneiden beleuchtet. Typischerweise wird eine Schneidenkante beleuchtet, die längs der zentralen Apertur gewendet ist. Entsprechende Schneidenkanten an den peripheren Aperturen werden beleuchtet. Die entsprechenden Schneidenkanten sind in der gleichen Richtung gewendet, parallel, jedoch durch die Breite der Zentralapertur voneinander getrennt. Es ergibt sich eine Ausrichtung aller Schneiden in der gleichen Richtung.

Ein Vorteil durch diese Hinsicht der Erfindung besteht darin, dass nur Brechungseffekte durch Augenfehler aufgenommen werden, und Effekte infolge der Positionierung des Auges werden in grossem Masse ausgeschieden.

Weiter ergibt sich eine Abfolge einer Augenüberprüfung. Entsprechend dieser Hinsicht der Erfindung wird das Auge zunächst unter Benutzung der in unterschiedlichen Richtungen beleuchteten Schneidenkanten längs kolinearer Abschnitte der Apertur positioniert. Danach werden in der gleichen Richtung längs unterschiedlicher Abschnitte der Apertur ausgerichtete Schneidenkanten beleuchtet. Während dieser letztgenannten Schneidenmessung wird die optische Vorschrift für das Auge bestimmt.

Ein Vorteil dieser Prüfungsabfolge für das Auge unter Benutzung des bevorzugten Detektors besteht darin, dass zwei diskrete Messungen mit dem bevorzugten Detektor durchgeführt werden können. Erst wird unter Benutzung von Schneidenpaaren, die jeweils kolinear, jedoch entgegengesetzt gewendet sind, das Zentroid des Auges bestimmt. Danach wird unter Benutzung anderer Schneidenpaare, von denen jedes Teil des Paares parallel ausgerichtet, voneinander einen Abstand aufweisend, jedoch in der gleichen Richtung gewendet ist, die Brechungsinformation bestimmt. Diese Information entsteht aus dem am Detektor erfassten Unterschied der vom Auge zurückgeworfenen Lichtpegel zwischen den Überprüfungen des zweiten und unterschiedlicher Schneidenpaare. Dieser Unterschied enthält die Brechungsinformation, die unempfindlich auf Lageinformation und getrennt von ihr ist.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Ausgangssignale der Detektoren leicht zum Antrieb von

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Motoren bei der Korrekturoptik anpassbar sind. Die Motore können aktiviert werden, um Fehler auszugleichen und emmetrope Brechung des Auges mittels Korrekturoptik zu erzielen.

Ein Vorteil dieser Vorrichtung besteht darin, dass das Auge zunächst genau mit bezug auf den Objektivrefraktor positioniert wird. Während dieser Positionierung werden all vorhandenen optischen Fehler des Auges ignoriert. Danach, sobald das Auge in bezug auf die Positionierung genau vermessen ist, werden die optischen Fehler des Auges bestimmt. Das wird auch dann bestimmt, wenn kleine Bewegungen des zu untersuchenden Auges natürlicherweise auftreten. Diese kleinen Bewegungen werden ignoriert.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1A— 1H jeweilige Darstellung und Projektionen von Lichtstrahlen durch das menschliche Auge von einer Schneide mit einer schematischen Darstellung der Form des zu sehenden Schneidenabbildes, wobei

Fig. 1A ein Auge mit myoptische oder kurzsichtigem Zustand,

Fig. 1B ein Schema des durch ein solches Auge erzeugten charakteristischen Bildes,

Fig. IC ein Brechungsschema einer einen solchen Zustand erzeugende positiven sphärischen Linse,

Fig. 1D ein Auge mit hyperoptischem oder «weitsichtigem» Zustand,

Fig. IE ein Schema des durch ein solches Auge erzeugten charakteristischen Abbildes,

Fig. 1F ein Vektorschema einer Linse zur Erzeugung eines solchen Zustandes,

Fig. IG ein kombiniertes Vektorschema, Schneiden- und charakteristisches Abbildschema eines Auges mit Astigmatismus, der längs 45°/135°-Achsen gerichtet ist, und

Fig. 1H ein kombiniertes Vektorschema, Schneiden- und charakteristisches Abbildschema eines Auges mit Astigmatismus, der längs 0°/90°-Achsen gerichtet ist,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines Abbilddetektors nach dem Stand der Technik, wobei eine Ausführung mit hohen Rauschanteilen dargestellt ist,

Fig. 3 eine Ausführung eines Detektors mit geringem Lichtpegel, wobei ein Abbild einer Lichtquelle auf disper-gierende Prismenkeile fokussiert ist und diese Keile das entstehende Abbild proportional auf diskrete photoempfindliche Flächen versetzen,

Fig. 4A eine perspektivische Darstellung einer mit der Erfindung einsetzbaren spezialisierten Zylinderlinsenmatrix mit untergelegter Schemadarstellung zur Erklärung der Linsenfunktionen,

Fig. 4B ein Schaubild von Segmenten der Zylinderlinsenmatrix aus 4A, wobei jeweils Segmente mit positiver sphärischer Brechung, negativer sphärischer Brechung und zwei Komponenten von Astigmatismus längs unterschiedlicher Achsen gezeigt sind,

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung einer Vierelementlinse, die durch ein sphärisches Linsensystem von einer Lichtquelle auf eine Bildebene abgebildet wird,

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung ähnlich Fig. 5 mit einem Mehrfach-Linsensegment-System,

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung ähnlich Fig. 6 mit drei schräg die Fläche des Linsenelementes überdeckenden Schneiden,

Fig. 8A, 8B u. 8C jeweilige Darstellungen von Linsenelementen und sich auf den Erfassungenebenen ergebenden Abbildern von über den spezialisierten Linsenelementen angeordneten Schneiden,

Fig. 9 eine perspektivische Darstellung eines bevorzugten Niedriglichtpegel-Detektors mit besonderer Hinsicht auf die sich ergebende Matrix aus photodiskreten Segmenten, die einer Koordinatentransformation zur Messung der anwendbaren Ablenkung unterzogen wurden,

Fig. 10A eine schematische Seitenansicht einer an einem myopen (kurzsichtigen) Auge durchgeführte Schneidenuntersuchung mit Darstellung der das im Auge erzeugte Bild beeinflussenden Faktoren,

Fig. 10B eine Darstellung einer Schneidenuntersuchung mit nur schematisch gezeigter Zylinderlinsenmatrix und einer Darstellung der bevorzugten Verbesserung des Abbildes unter Benutzung der Kombination aus Zylinderlinsenmatrix und Schneide,

Fig. 11 eine bevorzugte Ausführung des Projektionssystems unter Benutzung einer Projektionslinse mit gewichteten Beleuchtungsflächen sowohl zur Kontrollierung der Überstrahlung und der Hintergrund-Reflexion,

Fig. 12 eine alternative Ausführung des Systems unter Benutzung einer Linsenmatrix sowohl zur Projizierung von Licht zum Auge als auch zum Empfang von Licht vom Auge,

Fig. 14A ein Optikschema mit bezug auf das Linsenelement aus Fig. 4A mit einer Darstellung, wie benachbarte optische Elemente Licht zu bestimmten Detektorquadranten umleiten,

Fig. 14B eine Darstellung der aus gleichen Kreuzzylindern erzeugten Detektorquadranten, wobei hier negative Zylinder zu negativen Linsen kombiniert sind und die Detektorquadranten wiederum in jeweils vier Abschnitte unterteilt werden können, wobei jeder Abschnitt das auffallende Licht auf ein bestimmtes diskretes Detektorsegment umleitet,

Fig. 14C eine Darstellung zur Demonstration, wie eine Vielzahl von Elementen die Anforderungen an die Schneidenausrichtung mit bezug auf die Linsensegmente reduziert, Fig. 15A eine schematische Darstellung von das Linsenelement nach Fig. 14B schneidenden Schneiden mit der Lichtverteilung über die Detektorsegmente,

Fig. 15B eine schematische Darstellung der Versetzung des in Fig. 15A gezeigten Bildes in X-Richtung zur Erläuterung der Gewichtung des Abbildes mit bezug auf die Figur,

Fig. 15C eine Darstellung ähnlich Fig. 15B mit einer Bildversetzung in Y-Richtung,

Fig. 16A eine schematische Darstellung des verbesserten Detektorkopfes mit einer Darstellung der 2 x 2-Zentral-apertur und der vier 1 x 1-Umfangsapparaturen und der jeweiligen Ausrichtung der Schneiden,

Fig. 16B eine Draufsicht auf den Detektor nach Fig. 16A mit einer Darstellung der Aperturen und Schneidenkanten, Fig. 16C eine Darstellung unter Weglassung eines Abschnittes der verwendeten Optik zur Veranschaulichung, wie der Detektor zur Einrichtung eines Auges in die richtige Messstellung eingesetzt wird, wobei drei Detektorzustände gezeigt sind mit unterschiedlicher Augenausrichtung,

Fig. 16D eine Darstellung ähnlich Fig. 16C mit in einer Untersuchungsfolge zur Bestimmung der für das Auge notwendigen Brechungskorrekturen beleuchteten Schneiden, Fig. 16E eine perspektivische Darstellung eines Auges mit darin befindlichen Abbildungen von Lichtquellen, wobei die Lichtquellen an eine Stellung vor der spezialisierten Optik weitergeleitet sind mit der sich ergebenden Projektion auf einen dargestellten Detektor,

Fig. 16F eine Darstellung, wie die Spiegelreflexion an der Detektorebene eliminiert wird bei der Prüfung durch den Objektivrefraktor,

Fig. 16G eine perspektivische Darstellung ähnlich Fig. 16E unter Benutzung einer Schneide, die bei nicht korrekter Stellung zum Detektorschirm hin oder von ihm weg einen Signalfehler ergibt,

Fig. 16H eine Darstellung des Detektors aus Fig. 16G,

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Fig. 16J eine perspektivische Darstellung ähnlich Fig. 16E und 16G mit Verwendung von drei Schneiden,

Fig. 16K eine Ansicht der Detektorfläche aus Fig. 16J bei korrekt eingerichtetem und fokussiertem Detektor,

Fig. 16L eine Ansicht des Detektors aus Fig. 16J mit nicht korrekter Ausrichtung des Detektors zu jeweiligen Abbildern am Detektor, die jedoch die korrekte optische Korrektur ergeben,

Fig. 17 eine perspektivische Ansicht der bevorzugten «Blasenplatte», bei der nebeneinander negative Linsenflächen in ein brechendes Element eingedrückt sind, und

Fig. 18A—18D jeweils schematische Darstellungen einer Schneide und einer Detektorfläche zur Erläuterung der sogenannten «Gegentakt»-Schneidenuntersuchung des Auges.

Es wird nun ein Objektivrefraktor für das Auge beschrieben, bei dem Schneidenoptik verwendet wird. Die Schneidenoptik ergibt eine charakteristische Beleuchtung der Netzhaut, so dass die Komponenten von Kugel- und astigmatische Brechung identifiziert werden können. Es sind Vorkehrungen zum Fernablesen der charakteristischen Abbilder getroffen, mit dem Ergebnis, dass zwei orthogonal angeordnete Schneidenbilder die Brechungseigenschaften nach Sphäre, Zylinder und die Achsenwerte identifizieren können, die für die Rezeptangaben zur Angabe der Richtung und Grösse der erforderlichen Änderungen gebraucht werden können. Ein System von mindestens zwei orthogonal angeordneten (vorzugsweise vier) Schneiden mit bewerteter Beleuchtung wird zum Erfassen beschrieben. Die Verwendung von Schneidenabbildern wird durch die Erfassung von Abbildern mit niedrigen Lichtwerten bei einem Detektor mit geringem Rauschpegel möglich. Es wird an einem lichtempfindlichen Element, das in eine Vielzahl von photodiskreten Segmenten unterteilt ist, Licht von den Abbildern proportional über die Oberfläche verteilt. Diese Verteilung geschieht durch eine Matrix aus keilförmigen Segmenten, oder alternativ, in Form von optischen Elementen mit zylindrischen Bestandteilen. Wenn diese Verteilung des Lichtes in Verbindung mit den Gegentakt-Schneidenmustern in der zu beschreibenden Art benutzt wird, ergibt sich ein erfassbares Brechungssignal mit geringem Pegel. Eine Ausführung mit Benutzung einer Optik, die eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten optischen Elementen besitzt, wobei jedes Element die Auswirkung von gekreuzten Zylindern besitzt, wird mit dem Detektor beschrieben. Es ergibt sich getrennte unabhängige und rückwirkungsfreie Information, die einerseits auf die Lage und andererseits auf die Brechung bezogen ist. Demzufolge ist der beschriebene Refraktor unempfindlich gegenüber der Ausrichtung und kann sich einem grossen Bereich von Pupillenformen anpassen, wobei Unempfindlichkeit gegen örtliche Netzhautveränderungen der Lichtemission besteht.

In Fig. 1A ist ein menschliches Auge E mit einer Hornhaut C, einer Linse L und einer Netzhaut R beim Betrachten einer Schneide K gezeigt. Die Schneide K enthält einen beleuchteten Abschnitt 14, einen Kantenabschnitt 15 und eine Stelle 16 unmittelbar über der Kante 15, von der aus der beleuchtete Abschnitt der Pupille des Auges beobachtet wird. Die Schneide ist typischerweise in einem optischen Abstand unendlich vom Auge mittels einer (nicht dargestellten) Kolli-mationsoptik angeordnet. Alternativ kann die Projektion der Schneide mit irgendeinem bekannten optischen Abstand erfolgen.

Es ist zu erkennen, dass, obwohl die Seite 14 der Schneide K beleuchtet oder luminös ist, diese Beleuchtung längs der Kante 15 begrenzt wird. Damit kann kein Licht durch die Linse L auf die Retina R des Auges von Stellen kommen, die über der Kante 15 liegen.

Nachfolgend wird der Ausdruck «Schneide» unter Berücksichtigung der Tatsache gebraucht, dass drei diskrete Funktionen angezogen werden:

Zuerst ist eine Lichtquelle vorhanden, zum zweiten wird die Lichtquelle durch eine Grenzlinie begrenzt, die eine gerade Linie oder eine Schneide bildet. Drittens bestimmt die Schneide unmittelbar über sich einen optischen Weg zu einem Detektorelement.

Die beleuchtete Fläche unter der Schneidenkante 15 erzeugt eine Beleuchtung auf der Netzhaut R. In Fig. 1A ist angenommen, dass das Auge E myopisch, d.h. kurzsichtig ist. Die Bildebene 18, auf der die Schneide K durch die Linse L abgebildet wird, liegt vor der Netzhaut des Auges. Ein auf der Bildebene entstehender Punkt bildet eine beleuchtete Ovalform 20 an der Netzhautfläche des Auges.

Wird ein Beobachter an eine Stelle 16 gesetzt, der gerade über die Oberseite der Schneide blickt, so erhält er Licht, das aus einem ovalen Bereich 21 auf der Netzhaut des Auges gesammelt wird.

Es ist zu sehen, dass die beleuchtete Fläche 20 und die Fläche 21 einander etwas überdecken. Es entsteht eine Über-deckungsfläche 24. Strahlen von der Fläche 24 können zu dem Abschnitt der Linse L verfolgt werden, der für einen Beobachter als beleuchtet erscheint. Insbesondere scheint das Licht von der Unterseite der Linse L zu kommen.

In Fig. 1B wird das Erscheinungsbild der Linse L gezeigt. Dieses Abbild der Linse L zeigt den durch vom Sektor 24 der Netzhaut zurückgeworfenem Licht erzeugten beleuchteten Abschnitt T, wobei der Sektor 24 innerhalb des Kreises 20 für das mögliche rückkehrende Licht 20 zum Punkt 16 über der Schneide 15 liegt.

Es ist wichtig, dass diese Ansicht charakteristisch für eine Schneide ist. Es wird angezeigt, dass die Linse L ausserordentlich positiv ist, d.h. dass das Auge E myopisch oder kurzsichtig ist.

Unmittelbar über der Fig. 1B befindet sich eine schematische Darstellung IC, die in Vektorform die ausserordentliche positive Brechkraft der Linse darstellt, die durch die Flächen Le und/oder C in Fig. 1A hervorgerufen wird.

In den Fig. 1D, IE und 1F wird Weitsichtigkeit oder Hy-permetropie dargestellt. Die Schneide K mit dem beleuchteten Abschnitt 14, wobei die Beleuchtung an der Linie 15 aufhört, wirft Licht zur Netzhaut R eines Auges über eine Hornhaut C und eine Linse Le. Wie gezeigt, befindet sich die Brennebene oder Bildebene 18' hinter der Netzhaut R. Auch hier wird eine Kollimierungsoptik in dem optischen Weg gedacht, die eine Projektion der Schneide im Abstand optisch unendlich ergibt.

Im Auge erzeugt das projizierte Licht eine ovale Beleuchtungsfläche 23, die von einem Punkt des Quellflächenberei-ches 14 stammt.

Eine Betrachtung von einem Punkt 16 überhalb der Begrenzung 15 der Schneide K erlaubt dem Beobachter, Licht aus einem ovalen Bereich 25 zu sammeln. Der Beobachter sieht (Fig. IE) Licht aus einem beleuchteten Abschnitt 23 der Fläche 25 zurückkommen.

In Fig. 1F ist eine schematische Darstellung der negativen Ablenkung der Linse Le oder C in Vektorform gegeben.

In Fig. IG sind nur schematisch eine Linse L, eine Schneide K und eine Netzhaut R dargestellt. Die Linse L ist in einer schematischen Vektordarstellung ähnlich Fig. IC und 1F gezeigt. In Fig. IG ist die Linse L eine Kreuzzylinderlinse mit einer Brechkraft, die schräg zur Kante 15 der Schneide K ausgerichtet ist. Diese Linse besitzt Astigmatismus längs Meridianen 45° —135°. Die Linse L besitzt eine positive Brechkraft längs des Meridians 30 und eine negative Brechkraft längs des Meridians 31. Es ist zu bemerken, dass die jeweiligen Meridiane 30 bzw. 31 bevorzugt unter 45°-

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Winkeln zur Kante 15 der Schneide K liegen. Unter Betrachtung der Meridiane 30 und 31 kann die Ablenkstärke in der Nähe dieser Meridiane gezeigt werden. Z.B. wird, wenn man im Uhrzeigersinn von rechts her beginnt, in der drei-Uhr-Stellung 32 Licht nach unten abgelenkt, in der sechs-Uhr-Stellung 33 wird Licht nach rechts abgelenkt, in der neun-Uhr-Stellung 34 wird Licht nach oben abgelenkt und schliesslich in der zwölf Uhr-Stellung 35 wird Licht nach links abgelenkt.

Eine Analyse der Wirkung einer solchen Linse im Zusammenhang mit einer Schneide K kann schnell verstanden werden. Licht an einer seitlichen Hälfte der Linse, das über der Schneide K vorbeitritt, wird zu dem untersuchten Auge abgelenkt, wo es erfasst werden kann. Licht zum entgegengesetzten Segment der Linse L wird in die Schneide K hinein abgelenkt, wo es nicht erfasst werden kann. Infolgedessen besitzt das Abbild der Netzhaut R eine Begrenzung oder Begrenzungskante T, die rechtwinklig zur Kante 15 der Schneide K verläuft. Ein Segment der Linse L wird beleuchtet, und zwar der Bereich 36. Wie bereits dargestellt, ergibt sich keine scharfe Begrenzung, sondern eine solche mit einer verwischten Kante. Der Ausdruck «Begrenzung» sollte bei seiner späteren Verwendung so verstanden werden.

Der Fall einer Linse L mit einem 0° -90°-Astigmatismus ist in Fig. 1H gezeigt. Insbesondere ist in Fig. 1H ein positiver Zylinder längs eines Meridians 40 gesetzt, der senkrecht zur Kante 15 der Schneide K ausgerichtet ist. Ein negativer Zylinder sitzt längs eines Meridians 41 parallel zur Kante 15 der Schneide K. Das Abbild der Netzhaut R besitzt einen beleuchteten Abschnitt 46 mit einer Begrenzung T, die parallel zur Schneide K liegt.

Im Vergleich mit Fig. 1B und IE kann gesehen werden, dass dort die Begrenzungen T sich im wesentlichen in der gleichen horizontalen Richtung wie die Schneiden befinden. Daraus ist unmittelbar zu realisieren, dass ein Astigmatismus mit Achsen, die entweder parallel oder senkrecht zur Kante 15 der Schneide K stehen, gleich wie sphärische Komponenten erscheint. Folglich kann bei Benutzung nur einer Schneide nur eine Komponente des Astigmatismus gemessen werden. Die Messungen von Astigmatismuskomponenten senkrecht oder parallel zur Schneide können nicht ausgeführt werden. Es kann nur gesagt werden, dass die aus einer solchen Messung entstehende Information ein Anzeichen einer «meridionalen» Brechkraft ist. Es kann gezeigt werden, dass diese Messung Sinn ergibt und Schneiden K mit Ausrichtungen senkrecht zur Kante 15 zugeordnet werden kann. In dieser Hinsicht wird auf die US-PS 4 070 115 vom 24.1.1978 hingewiesen, bei der Schneiden mit unterschiedlichen Winkellagen bei der Prüfung normaler Linsen benutzt werden.

Nachdem nun die charakteristischen Lichtmuster besprochen sind, die auf der Netzhaut eines menschlichen Auges bei Schneidenuntersuchungen erzeugt und direkt beobachtet werden, kann nun auf die bei der Benutzung von Schneidenabbildern für automatische Erfassung auftretenden Effekte und Probleme eingegangen werden.

Zunächst muss beachtet werden, dass bei irgendeinem auf die Netzhaut des Messingauges geworfenen Abbild die Bildintensität notwendigerweise gering sein muss. Wenn das Abbild im sichtbaren Spektrum ist, sind die Überstrahlungsprobleme an der Netzhaut offensichtlich. Wenn das Abbild entweder sichtbar oder infrarot ist, müssen die Bildelemente eine ausreichend geringe Intensität aufweisen, so dass das Auge nicht verbrannt wird. Wenn beachtet wird, dass die Strahlen effektiv durch die Linse L auf die Netzhaut R des Auges fokussiert werden, kann man unmittelbar verstehen, dass das projizierte Licht einfach einen recht geringen Pegel besitzen muss.

Wenn die Optik des Auges selbst benutzt wird, um die beleuchtete Netzhaut anzusehen, wie es im klassischen Fall der bekannten Objektivrefraktion zutrifft, ist nur ein schwaches Abbild sichtbar. Dieses schwache Abbild muss nun automatisch oder durch eine Apparatur erfasst werden, wenn ein Objektivrefraktor automatisiert werden soll. Darüberhinaus wird die Kante oder «Begrenzung» des Bildes bei weitem nicht scharf sein. Das gesamte Abbild muss dann auf Grundlage einer «Gewichtung» lokalisiert werden. Die mit der Projektion solcher schwacher Bilder verbundenen Probleme werden nachfolgend besprochen.

Die Vorrichtung nach dem Stand der Technik in Fig. 2 ist ein Detektor für Licht mit geringem Pegel. Eine Lichtquelle S ist in einer XY-Ebene P bewegbar und wird über eine Linse L auf eine lichtempfindliche Fläche D abgebildet. Die lichtempfindliche Fläche D ist typischerweise eine einzige kontinuierliche lichtempfindliche Fläche und kann entweder photokonduktiv oder photoresistiv sein. Typischerweise besitzt eine solche Fläche einen «gemeinsamen» ersten An-schluss 50 und wird durch Elektroden 51, 52, 53, 54 mit gleichmässigem Abstand überwacht.

Die Klemmen 51 bis 54 sind symmetrisch am Umfang der lichtempfindlichen Fläche D verteilt. Jede Klemme ist typischerweise durch Leitungen mit dem Eingang eines Verstärkers 55 verbunden. Der Verstärker 55 ist in üblicher Weise ausgelegt, verstärkt ein elektrisches Signal und erzeugt ein proportionales Ausgangssignal X und Y am Ausgang 56.

Wenn mit der in Fig. 2 gezeigten Ausführung eine Lichtquelle S mit extrem niedrigem Pegel benutzt wird, entstehen Schwierigkeiten. Typischerweise sind alle Klemmen 51 bis 54 mit einer einzigen kontinuierlichen Leitschicht des lichtempfindlichen Materials verbunden. Alle diese Klemmen sind mit beträchtlicher Leitfähigkeit miteinander verbunden. Dieser relativ geringe Widerstand und die hohe Leitfähigkeit müssen durch den Verstärker 55 erfasst werden, um ein Signal an den Klemmen X und Y zu erzeugen, das proportional zur Versetzung des Abbildes S' der Lichtquelle S ist.

Wenn grosse Leitfähigkeit und damit geringer Widerstand zwischen elektrischen Klemmen vorhanden ist, erzeugt die zufällige Bewegung der vorhandenen Elektronen Rauschen. Dieses Rauschen wird durch den Verstärker 55 aufgenommen und ebenfalls verstärkt und ergibt ein recht geringes Signal/Rauschverhältnis. Das Signal wird bei einer Verminderung der Lichtstärke der Quelle S rasch verschwinden oder untergehen. Wenn beispielsweise die Lichtquelle S das Bild S' am Detektor D erzeugt, werden die vorherrschenden Signale an den Klemmen 51 und 52 im entstehenden Rauschen untergehen.

Das Problem besteht deshalb darin, eine komplementäre Optik und Photodetektoren zu schaffen, welche die Tendenz des in Fig. 2 dargestellten Detektors unterdrücken, bei geringen Bildintensitätswerten Rauschen zu erzeugen.

Es werden zwei Ausführungen beschrieben. Die erste Ausführung gemäss Fig. 3 ergibt einen zunächst entworfenen, jedoch weniger bevorzugten Weg zur Erzielung von Empfindlichkeit für geringen Lichtwert.

Danach wird anhand der weiteren Darstellungen eine bevorzugte Schneiden-Linsen-Anordnung dargestellt. Diese bevorzugte Schneiden/Linsen-Anordnung zeigt nicht nur eine neue und gut nutzbare Linse, sondern zusätzlich auch einen neuen Lichtdetektor D.

Zunächst wird anhand von Fig. 3 zum Verständnis der ersten Möglichkeit die Ausgestaltung einer plattenförmigen Linse W erläutert. Nach der Erläuterung der Linse W wird daraufhin die restliche Optik und der Betrieb des Systems erklärt.

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Die Platte W besteht aus einer Matrix aus optischen Keilen. Diese Matrix besitzt einen ersten oberen Teil 60 und einen zweiten unteren Teil 62.

Zum besseren Verständnis wird die Linse W hier als getrennt hergestellt beschrieben. Ein erstes Dachkantenprisma 64 sitzt in der Mitte der Linse W.

Die Auswirkung auf gleichmässig auf die Oberseite des Prismas 64 einfallendes Licht ist leicht zu verstehen. Ein erster Anteil des Lichtes wird zu den Detektorsegmenten Di und D2 geleitet. Ein zweiter Anteil des auf das Prisma 64 auftreffenden Lichtes wird zu den Detektorsegmenten D3 und D4 gelenkt.

Wendet man sich nun einem aussen gelegenen Prisma 65 zu, so wird gesehen, dass dieses Prisma 65 nur eine Brechfläche enthält. Diese Brechfläche lässt gleichmässig auf die Oberseite des Prismas 65 auffallendes Licht nur zu den Segmenten Di und D2 gelangen und kein Anteil des Prismas 65 ist so angeordnet, dass es Licht zu den Detektorsegmenten D3 und D4 ablenkt.

Das Prisma 66 an der gegenüberliegenden Kante der Linse W ist genau entgegengesetzt ausgerichtet und Licht, das von der Quelle S her durch das Prisma 65 fällt, wird zu den Detektorsegmenten D3 und D4 gerichtet, während kein Licht zu den Detektorsegmenten Di und D2 gelangt.

Die zwischenliegenden Prismen 67 und 68 sind nun leicht zu verstehen. Das Prisma 67 besitzt einen ersten Abschnitt, der so schräg gestellt ist, dass er mehr die Segmente D3 und D4 begünstigt, und einem zweiten Abschnitt oder eine geneigte Fläche, die so geneigt ist, dass sie das Licht mehr zu den Detektorsegmenten Di und D2 leitet. Der Prismenstreifen 68 besitzt gleichartig aufgebaute, jedoch mehr zur Begünstigung der Detektorsegmente D3 und D4 und weniger zur Begünstigung der Detektorsegmente Di und D2 gerichtete Flächen.

Hält man hier inne und versteht den rechten und oberen Abschnitt der Linse W, so ist unmittelbar zu sehen, dass, je mehr Licht zum rechten Abschnitt der Linse W abgelenkt wird, um so mehr auf die Detektorsegmente D3 und D4 und um so weniger auf die Detektorsegmente Di und D2 auffallen wird.

Die zwischenliegenden Prismen 69 und 70 an der anderen Seite des Linsenabschnittes 60 können genau so leicht verstanden werden. Das Prisma 69 besitzt eine erste Brechfläche, die zur zunehmenden Begünstigung der Segmente Di und D2 schräggestellt ist und eine zweite, so schräg gestellte Fläche, dass im geringeren Ausmass Licht auf die Detektorsegmente D3 und D4 gelenkt wird. Der Prismenstreifen 70 hat ähnlich aufgebaute, jedoch noch mehr zur Begünstigung der Detektorsegmente Di und D2 und noch weniger zur Begünstigung der Segmente D3 und D4 schräg-gestellte Flächen.

Hält man hier inne, und versteht den linken und oberen Abschnitt der Linse W, so ist unmittelbar zu sehen, dass, je mehr Licht zum linken Abschnitt der Linse W gelenkt wird, um so mehr Licht auf die Detektorsegmente Di und D2 und um so weniger auf die Segmente D3 und D4 auffallen wird.

Der Abschnitt 62 der Linse ist analog zum Abschnitt 60 aufgebaut, jedoch sind die Prismen senkrecht zur den bisher besprochenen Prismen 64 bis 70 ausgerichtet, d.h. sie verlaufen von links nach rechts. Damit wird die Ablenkung zwischen den Detektorsegmenten Di und D4 einerseits und D2 und D3 andererseits aufgeteilt.

Erkennt man die durch die Linse W ausgebildete Prismenmatrix, so ist zu sehen, dass jeder Bereich der Matrix effektiv aus einem oben- und einem unten liegenden Prisma besteht. Diese Prismen lenken Licht zu den Detektorsegmenten proportional zu dem Ort ab, an dem ein Abbild S' der Quelle S entsteht.

Die restlichen Teile des Detektors bestehen aus einer Quelle S, die in der gezeigten Weise in einer XY-Ebene P bewegbar ist, und diese Quelle S wird über eine Linse 80 so abgebildet, dass das Abbild S' einer Quelle S auf die Linse W fällt. Unter der Annahme, dass das Abbild S' gleich gross oder grösser als einer der Bereiche ist, die durch die einander überdeckenden Prismenstreifen gebildet werden, so wird die Ablenkung des Lichtes auf die Detektorsegmente Di bis D4 entsprechend der Lage des Abbildes S' an der Linse W gewichtet. Eine Linse 80' ist unterhalb der Linse W angeordnet, um die abgelenkten Bildstrahlen zu der Detektorebene weiterzuleiten. Diese zusätzliche Linse 80' kann wahlweise eingesetzt werden, ist jedoch nicht unbedingt notwendig.

Der Detektor D ist typischerweise ein Photodetektor und kann Lichtleitzellen, Photodioden, Photowiderstände, Phototransistoren oder andere lichtempfindliche Detektoren enthalten. Insbesondere sind die Segmente Di, D2, D3 und D4 photodiskret, was bedeutet, dass sie voneinander elektrisch vollständig getrennt sind. Jedes Segment Di bis D4 besitzt nur einen elektrischen Anschluss und der Strom zwischen dem «gemeinsamen» Anschluss und dem jedem Segment zugeordneten elektrischen Anschluss ist für die auf das jeweilige Detektorsegment auftreffende Lichtmenge bezeichnend.

Als bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird eine lichtempfindliche Zelle aus auf eine Aluminiumfläche aufgeklebten oder mit dieser verbundenen Schichten aus P- und N-dotier-tem Silizium mit zugehörigen elektrischen Anschlüssen an Ober- und Unterseite eingesetzt, wie sie durch die Firma United Detector Technology Company in Culver City, Kalifornien, erzeugt wird und der Verstärker 55 ist ein üblicher Strom/Spannungswandler mit nachgeschaltetem Spannungsverstärker.

Wird zur Beschreibung des Betriebes angenommen, dass ein Abbild S' auf die Linse W geworfen wird, so wird das Licht proportional durch die Prismensegmente der Matrix auf die jeweiligen Detektorsegmente Di bis D4 verteilt.

Durch Verstärkung und die auf diesem Fachgebiet übliche Logikverschaltung wird ein Signal erzeugt, das die X-Y-Lage des Abbildes S' auf der Linse W bezeichnet. Es ist dabei zu bemerken, dass «X» und «Y» gemäss Fig. 3 nach den Diagonalen der Detektorbegrenzung ausgerichtet sind.

Es ist zu bemerken, dass im Gegensatz zu der Ausführung nach Fig. 2 die jeweiligen Detektoren in Fig. 3 photodiskret sind.

Der Widerstand zwischen zwei beliebigen Anschlüssen ist im wesentlichen unendlich gross, d.h. es besteht ein offener Kreis. Nur die auf die einzelnen Detektorsegmente auffallende Lichtmenge erzeugt den proportionalen Strom. Dadurch ist auch bei Einfall sehr geringer Lichtmengen die beschriebene Detektoranordnung im wesentlichen frei von Rauschen, das durch die elektrische Wechselwirkung der Detektorsegmente entsteht.

Anhand von Fig. 4A wird nun die bevorzugte Linsenanordnung oder -ausgestaltung und die bevorzugte Schneide beschrieben. Diese Ausführung wird zunächst durch Darstellung der Aufmachung einer neuen Linse anhand von Fig. 4A diskutiert und anhand von Fig. 4B werden die optischen Eigenschaften jedes Linsensegmentes dargelegt. Nach Fig. 4A besteht eine Linse V aus einer Reihe nebeneinander angeordneter zylindrischer Linsenstreifen. Positive zylindrische Linsenstreifen 80 sind jeweils zwischen negativen Linsenstreifen 81 eingesetzt. Diese Streifen 80, 81 wechseln nebeneinander so ab, dass die Linsenstreifen selbst sich über die Breite der Linse parallel zum Pfeil 86 erstrecken. Zusammen ergeben diese nebeneinanderliegenden Linsenstreifen die erste Hälfte 88 der Gesamtlinse V.

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Eine zweite und untere Hälfte 89 der Linse V besteht aus nebeneinander angeordneten positiven Linsenstreifen 83 und negativen Linsenstreifen 84; ebenfalls wie bei der oberen Hälfte erstrecken sich die nebeneinanderliegenden Streifen über die gesamte Linse parallel zur Richtung des Pfeiles 87 und bilden zusammen die zweite Hälfte oder den zweiten Teil 89 der Linse.

Es ist zu erkennen, dass die dargestellte Linse ebenfalls einen zusammengesetzten Aufbau besitzt und bei der tatsächlichen Ausführung sind die Trennlinien zwischen den Zylindersegmenten 18, 81 und 83, 84 nicht sichtbar. Typischerweise wird die gesamte Linse durch Formung aus einem gleichförmigen optischen Material, wie einem Linsenkunststoff hergestellt, das in die gewünschte Form gebracht werden kann. Wie bei dem vorher besprochenen Beispiel des Prismenaufbaus kann dieses optische Element auch so hergestellt werden, dass es auf der einen Seite eine ebene Fläche und auf der entgegengesetzten zusammengesetzten Fläche die beschriebenen Ablenkungen gleichzeitig besitzt. Nachdem nun der Aufbau der Linse anhand der Fig. 4A beschrieben wurde, werden die optischen Auswirkungen der zugrundeliegenden Matrix anhand der Fig. 4B dargestellt.

Bei der Betrachtung von Fig. 4B wird für den Fachmann auf dem Gebiet der Optik erinnerlich, dass zwei Zylinder mit gleicher Brechkraft, die mit zueinander senkrechten Achsen aufeinandergesetzt werden, sich äquivalent zu einer sphärischen Linse in ihren Eigenschaften ergänzen.

Zunächst wird ein erstes Segment aus Zylindersegmenten 80 und 83 (links unten), betrachtet, und es ist unmittelbar zu sehen, dass ein positiver Sphärenlinseneffekt C+ sich aus dieser gekreuzten Anordnung von Zylindern ergibt. Dagegen ergibt sich (rechts oben) aus einer Zusammenstellung von gekreuzten negativen Zylinderlinsen 81 und 84 ein negativer Sphärenlinseneffekt C—.

Ebenfalls wird erinnerlich, dass die Kombination aus jeweils gekreuzten positiven und negativen Zylindern einen Effekt ergibt, der einer Zylinderlinse entspricht. Auf diese Weise wird gesehen, dass die Segmente 80 und 84 (rechts unten) an der Verbindungsstelle ihrer Überkreuzung eine kombinierte gekreuzte zylindrische Linse Ai ergeben. In ähnlicher Weise ergeben die gekreuzten negativen und positiven Zylinder 81,83 (links oben) eine kombinierte Zylinderlinse A2.

Hält man hier inne und vergleicht mit Fig. 4A, so ist zu sehen, dass nun jedes diskrete Linsensegment entsprechend seiner Brechkraft bezeichnet werden kann. Da die in Fig. 4B gezeigten Verteilungen sich wiederholen, setzt sich eine derartige Bezeichnung eines kleinen Abschnittes der Matrix über die gesamte Linsenplatte fort.

Nun zeigt Fig. 4B verschiedene parallele Strahlen, die bei ihrem Durchtritt durch diskrete Linsenelemente gebrochen oder abgelenkt werden. Diese dargestellten Ablenkungen des Lichtes können zur Erzeugung einer Vektorbeschreibung der Linsenablenkung benutzt werden. Es ist aus den dargestellten Linsenablenkungen zu sehen, dass jedes in Fig. 4B dargestellte Linsensegment mit von den Ecken jedes Segmentes aufgehenden Pfeilen versehen ist, die zu einer Projektion der Segmentfläche führen. Diese Pfeile können als für die erzeugten Ablenkungen beschreibend angesehen werden. Sie werden im folgenden zur Beschreibung der durch die erfin-dungsgemässe Platte erzeugten Ablenkung benutzt.

Nach einer Darstellung in Fig. 5 projiziert eine Punktlichtquelle S Licht durch eine sphärische Linse L auf eine Bildebene D. Wie bekannt, wird bei allen Punkten in dem System das Licht wieder auf einen Mittelpunkt S' an der Bildebene D projiziert.

Es wird nun ein Linsenelement V eingesetzt. Das dargestellte Linsensystem oder die dargestellte Platte V besitzt insgesamt eine Matrix mit jeweils vier verschiedenen, sich wiederholenden nebeneinander liegenden Linsen gemäss Fig. 4B. Nur eine solche Matrix aus vier Linsen ist in Fig. 5 dargestellt. In der bevorzugten Ausführung wird diese Grundmatrix nach allen Seiten immer wiederholt.

Zur Benennung der jeweiligen Segmente können die in Fig. 4B gegebenen Bezeichnungen C+, C— für die jeweiligen positiven bzw. negativen sphärischen Linsen und die Bezeichnung Ai und A2 für die astigmatischen Abschnitte der Linse benutzt werden. Es kann nun eine weitere Bedingung für das System untersucht werden. Wenn man daran denkt, dass alle Punkte S bei Abbildung durch die Linse L zu den Punkten S' abgebildet werden, kann nun gefragt werden, was mit durch die Neutralstellen der Linsensegmente C+, C—, Aj und A2 gehenden Strahlen passiert. In jedem Falle stellt sich heraus, dass die Strahlen wieder zu dem Punkt S' führen. Die Frage erweitert sich dann dahin, wie die restlichen Strahlen abgelenkt werden.

Es ist bekannt, dass man die in Fig. 4 entwickelten Vektorbeschreibungen zur Beschreibung der Lichtbrechung benutzen kann. Diese Vektorbeschreibung kann für jede Linse um ihren Neutralpunkt gegeben werden. Es wird deshalb zunächst der Reihe nach beschrieben, was an jedem fernliegenden Segment der Linse C+ stattfindet. Nimmt man den durch den Punkt 114 gehenden Hauptstrahl des Systems, so ist bekannt, dass bei Abwesenheit der Speziallinse V dieser im Punkt S' auftrifft. Jedoch wird wegen der Vektorablenkung gegen die Mitte der sphärischen Linse C+ stattdessen ein Auftreffen an einem Punkt 24 erfolgen. Eine Analyse eines an der positiven sphärischen Linse C+ diametral entgegengesetzt liegenden Punktes kann gleichfalls angestellt werden und die Ablenkung erfolgt vom normalen Auftreffpunkt S' zu einem neuen Punkt 25 an der Bildebene.

In gleicher Weise tritt bei einem Punkt 116 der Platte V eine Ablenkung zum Punkt 26 in der Bildebene D auf. Diese Ablenkung leitet ursprünglich für den Punkt S' bestimmtes Licht um. Schliesslich finden wir für den Punkt 117 an der Linse C+ einen Bildpunkt 27.

Es kann nun die negative Linse C— besprochen werden. Sie besitzt einen fernliegenden Punkt 115', der wiederum eine Abbildung am Punkt 25 ergibt. Gleicherweise enthält sie Punkte 116' und 117', die wiederum sich um den Punkt S' in der vorher beschriebenen Weise abbilden.

Es ist nun mit bezug auf die astigmatischen Segmente Ai und A2 der Linse V zu sagen, dass nur noch zwei restliche Ablenkungen zu beschreiben sind, die für die Punkte 115" und 115"' an den jeweiligen Ecken auftreten. Von diesen Punkten stammende Lichtstrahlen werden zum Punkt 25 abgelenkt.

Es wird später gesehen, dass sich beim Einfügen der Speziallinse V aus der Projektion S' der Quelle S in der Bildebene D ein Abbild ergibt, das ein gleich verteiltes quadratisches Lichtmuster an der Brennebene D ist. Bei Bewegungen S in Richtung der X- und Y-Achse erfolgt eine entsprechende Bewegung des quadratischen Abbildes in der Ebene D.

In Fig. 6 ist wiederum eine in einer XY-Ebene bewegbare Quelle S dargestellt, deren Abbild S' über eine Linse L auf die Bildebene D geworfen wird. Ein Speziallinsenelement V erzeugt ein Ablenkungsmuster, bei dem Licht innerhalb einer quadratischen Begrenzung mit den Ecken 124,126,125 enthalten ist, wie es mit der vier Abschnitte enthaltenden Matrix Fig. 5 erklärt wurde.

Die Linse V ist in Linsen C+, C—, Ai und A2 in der beschriebenen Weise unterteilt, jedoch besteht diesmal die Matrix aus mehr als vier, nämlich zwanzig Abschnitten. Alle Abschnitte sind mit den entsprechenden Bezeichnungen C +, C—, Ai und A2 bezeichnet. Es ist wiederum zu bemerken, dass alle Segmente der Linse Licht in einem Quadratmuster projizieren. Das Licht fällt in eine quadratische Begrenzung,

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die durch die Ecken 124 bis 127 bezeichnet ist. Ähnlich wie in dem vorbeschriebenen Fall erfolgt bei einer Verschiebung der Quelle eine Ablenkung des gesamten quadratischen Abbildes, das durch die Ecken 124 bis 127 bestimmt ist.

Es kann nun eine Stellung von Schneiden mit unterschiedlichen Ausrichtungen zu den Linsenelementen instruktiv sein. In Fig. 7 wird eine Quelle S über eine Linse L auf eine hier mit P bezeichnete Bildebene abgebildet. Wiederum ist eine Speziallinse V eingesetzt mit der gleichen anhand von Fig. 6 beschriebenen Ausbildung. Dieses Mal ist jedoch eine Schneide in einer Stellung Kl über die Linse gesetzt und bildet eine Aperturbegrenzung, durch die Licht von der Quelle S durch die Linse V hindurchtreten und dann durch die Linse L auf die Bildebene P abgebildet werden kann.

Wie später im einzelnen erklärt wird, ist es erforderlich, dass zwei Bedingungen durch eine Schneidenapertur erfüllt werden müssen, die an der Linse V angeordnet ist.

Erstens muss die Aperturkante gleiche Abschnitte von jeden der vier Elementtypen (C+, C—, A\, A2) überqueren, die die Speziallinse V bilden.

Zweitens muss die Aperturkante oder -schneide mit einer bestimmten Neigung zu den Begrenzungen der Linsenelemente der Matrix und nicht parallel zu diesen gesetzt werden.

Eine besonders bevorzugte Ausführung besteht in einer Neigung von 2:1. Die bevorzugte Neigung ist in Fig. 7 dargestellt. Jeweils bei Überquerung von zwei Elementen in horizontaler Richtung überquert die Schneide ein Element in vertikaler Richtung. Andere spezielle Neigungen a:b ergeben ebenfalls die erwünschte Wirkung, unter der Voraussetzung, dass a und b ganze Zahlen sind und entweder a gerade, und b ungerade oder umgekehrt ist.

Die Schneide Kl durchläuft den Punkt 135 an der Linse AI und den Punkt 136 an der Linse C—. Es ist aus dem Beispiel von Fig. 5 bekannt, dass diese beiden Punkte Abbilder an jeweiligen Punkten 125 bzw. 126 an der Bildebene P ergeben. Es muss dann gefragt werden, wo eine Abbildung für zwischen diesen beiden Funkten durchtretende Strahlen, beispielsweise den an Punkt 140 durchtretenden Strahl entsteht. Erkennt man, dass der Punkt 140 eine Umfangskante einer negativen Zylinderlinse C— ist, so wird das Problem vereinfacht. Insbesondere kann leicht gesehen werden, dass eine vollständige negative Ablenkung zum Umfang des Quadrates an einen Punkt 150 führt. Auf diese Weise ist rasch einzusehen, dass im Falle von parallelen Strahlen, die sequentiell vom Punkt 135 zum Punkt 136 an der Schneide austreten, diese eine Abbildung längs einer Linie 125,150, 126 erzeugen.

In dem Fall einer Schneide K2, die von links nach rechts abfällt, kann durch Anlegen einer gleichartigen Vektroana-lyse die Ablenkung verstanden werden. Es wird mit Punkt 141 an der linken Seite der Schneide K2 begonnen und dieser befindet sich in der Mitte eines positiven sphärischen Segmentes C +. Die Ablenkung wird vektoriell zu dem neutralen Abschnitt des Elementes verteilt. Es ergibt sich ein Lichteinfall am Punkt 151 der Ebene P. Licht, das an der Schneide K2 am Punkt 142 einfallt, d.h. an einem Punkt im oberen Abschnitt einer positiven sphärischen Linse, erleidet eine Ablenkung nach unten zum Neutralpunkt der Linse hin, so dass Lichteinfall am Punkt 152 in der Ebene P erfolgt.

An dem Punkt 143 auftreffendes Licht fällt auf eine Begrenzung zwischen zwei Linsenelementen, hier einer vollständig negativen Linse C—. Diese negative sphärische Linse lässt das Licht an einem Punkt 153 der Ebene P fallen.

Im Punkt 144 ist zu sehen, dass die Schneide K2 durch den neutralen Abschnitt einer negativen Linse geht. Demzufolge wird es auf die Mitte des Quadrates an der Stelle S' auffallen. Schliesslich wird bei dem Punkt 145 auftreffendes

Licht zu der Kante des Quadrates abgelenkt und am Punkt 155 auftreffen. Es ergibt sich das kurz gestrichelt eingezeichnete Zick-Zack-Muster K2'.

Es wird nun zur Einführung auch noch der Weg einer Strahlenschneide K3 verfolgt, die durch das Element verläuft. Es ist zu bemerken, dass die Schneide K3 am Punkt 146 beginnt. Dieser gehört zu einer positiv sphärischen Linse C+ und lenkt Licht zum Punkt 156 an der Bildebene P ab. Am Punkt 147 ist zu bemerken, dass sich der Lichtstrahl an einer Ecke einer positiven sphärischen Linse C + und einer negativ sphärischen Linse C — befindet. Licht, das vom Punkt 147 ausgeht, wird entsprechend der Logik nach Fig. 5 zu einem Punkt 127 an der Ebene P geworfen. Ebenfalls kann gesagt werden, dass Licht vom Punkt 148 am Umfang eines negativen Linsenelementes zu einem Punkt 158 abgelenkt wird. Licht vom Punkt 149 kommt zum Punkt 159.

Wir haben nun Schneiden Kl, K2 und K3 verfolgt. Es verbleibt damit das Problem, eine komplexere Anordnung in gleicher Weise zu verfolgen. Dies ist bei den schematischen Darstellungen Fig. 8A und 8B gezeigt.

Fig. 8A zeigt Schneidenanordnungen, die in Fig. 8B entsprechende Spuren oder Abbildungen erzeugen. Die Lichtquelle S und die Linse L ist nicht mehr dargestellt. Es wird also nur die Schneide in ihrer Anordnung an dem Linsenelement V (Fig. 8A) dargestellt und das erzeugte Spurenmuster (Fig. 8B) gezeigt.

Die Spur einer durch die Punkte 180, 181, 182, 183 und 184 definierten Schneide kann schnell erzeugt werden. Der Punkt 180 liegt an der Kante einer positiv sphärischen Linse. Denkt man daran, dass bei Abwesenheit der Platte V Licht von diesem Punkt zum Mittelpunkt des Abbildungsmusters, d.h. zum Punkt 195 abgelenkt würde, und denkt man gleichfalls daran, dass das Licht durch das Linsenelement in Diagonalrichtung eine vektorielle Ablenkung erfahrt, so kann unmittelbar eingesehen werden, dass es am Punkt 194 ankommt. Wird der Punkt 181 an der Schneide angesehen, so ergibt sich, dass 181 an der Kante einer negativen Zylinderlinse liegt und horizontal von einem neutralen Segment einer negativen sphärischen Linse C— entfernt ist. Dementsprechend wird der Strahl am Punkt 191 auftreffen. Infolge gleicher Überlegungen fallen von dem Stück zwischen diesen beiden Punkten ausgehende Lichtstrahlen auf eine gerade Linie, die die Punkte 190 und 191 verbindet.

Licht vom Punkt 182 fallt auf die obere rechte Ecke des Abbildes, dem Punkt 192. Denkt man daran, dass es ursprünglich zum Punkt 195 gerichtet war und erinnert man gleichfalls daran, dass das Licht sich an einer Kante einer Linse C+ befindet, so ergibt sich die Ablenkung zur oberen rechten Ecke des Schaubildes Fig. 8B. Licht von einem Punkt 183 fallt an den gleichen Punkt wie Licht vom Punkt 181. Denkt man daran, dass Licht am Punkt 131 von der Kante einer positiv sphärischen Linse kommt und dass die positive Sphäre nach links gerichtet ist, so tritt eine Ablenkung vom Punkt 195 ist gleich S' zur Begrenzung nach links, d.h. zum Punkt 191 auf. Schliesslich wird Licht vom Punkt 184 zu einem Punkt 194 abgelenkt, der mit dem bereits vorher genannten Punkt 190 zusammenfällt.

Es ist so zu sehen, dass längs einer Diagonalpunkte der Linse durchlaufenden Schneide austretendes Licht sich immer in V-Form aufzeichnet.

Es ist nun interessant, Lichtstrahlen zu untersuchen, die durch Neutralpunkte der Segmente der Speziallinse V hindurchtritt, wie es anhand einer Linie dargestellt ist, die die Punkte 186,188, 185, 189,187, 188', 189'verbindet.

Zunächst kann Licht durch den Punkt 185 leicht verfolgt werden. In diesem Falle ergibt sich, dass das Licht überhaupt nicht abgelenkt wird. Keine Ablenkung ergibt Lichtauftreffen auf den Punkt 195.

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Licht, das die Linse nach Fig. 8A am Punkt 186 trifft,

fällt auf die Kante einer positiv sphärischen Linse. Deshalb muss es zu einem Punkt 196 in Fig. 8B abgelenkt werden. In ähnlicher Weise fällt Licht im Punkt 188 an die Kante einer negativ sphärischen Linse, und diese ergibt eine Abbildung am Punkt 198 im Schaubild 8B. In ähnlicher Weise fällt Licht am Punkt 189 auf die entgegengesetzt liegende Kante einer negativen Linse und ergibt eine Abbildung am Punkt 189 nach Durchlaufen durch den Neutralpunkt 195 der Linse. Wenn so die Schneide die negative Linse C— durchquert, ergibt sich eine lineare Ablenkung vom Punkt 198 zum Punkt 195 und schliesslich zum Punkt 199. Beim Punkt 187 ist man an der Kante einer positiv sphärischen Linse und diese lenkt zum Punkt 197 in Fig. 8B ab. An dem Punkt 188' ist das Licht an der Kante einer positiv sphärischen Linse und dadurch ergibt sich eine Ablenkung an einem Punkt 198'. Die Überquerung der Schneide vom Punkt 188' zum Punkt 189' muss durch einen neutralen Abschnitt der Linse gehen, d.h. die Abbildung muss den Punkt 195 durchlaufen. Es zeigt sich, dass der Punkt 188' eine Abbildung an der linken Kante des quadratischen Abbildungsbereichs beim Punkt 198' ergibt, während der Punkt 189' eine Abbildung einer rechten Kante dieses Bereiches beim Punkt 199' ergibt. So ergibt sich ein Muster, das etwa wie eine Ziffer 8 mit geraden Linien oder einer geradlinigen Lissajous-Figur gleicht.

Die Darstellung in Fig. 8B ist auf einem Hintergrund aufgezeichnet, der eine horizontale Achse X und eine vertikale Achse Y enthält. Die abgebildeten Schneidenspuren liegen in einem Quadrat, das durch die Begrenzungslinien 100, 101,102,103 (im Gegenuhrzeigersinn aufgezählt) begrenzt wird.

Es ist auch zu sehen, dass jede Linie in jeweilige Quadranten dieser Figuren abgebildet wird. Diese Quadranten werden als 104,105,106 und 107 bezeichnet. Es kann eine interessante Beobachtung gemacht werden. Die Länge einer Linie, die aus einer Projektion der Schneide in jeden Quadranten erhalten wird, ist gleich, und zwar ist sie gleich in linearer Länge und ebenfalls gleich im Sinne des Schwerpunktes. Insbesondere zeigt sich, dass der Schwerpunkt der Liniensegmente in allen Abschnitten der Abbilder symmetrisch um den Punkt 195 hegen.

Fig. 8C zeigt das auf einen Detektor aufgelegte Matrixbild der Fig. 8B. Der Detektor enthält photodiskrete Quadranten Dj, D2, D3 und D4. Jeder dieser Quadranten besitzt etwa die gleiche Fläche wie das Begrenzungsquadrat, das die durch die jeweiligen Schneiden erzeugten Ablenkmuster um-schliesst. Es ist zu sehen, dass das Abbild in Fig. 8C längs einer Diagonalen 110 nach links oben verschoben ist. Wie bereits dargestellt, sind die Detektorsegmente durch Teilungslinien 114 und 115 voneinander getrennt.

Um eine Ablenkung des Abbildes in proportionaler Weise zu messen, ist es nötig, dass das Ausmass einer von einer bestimmten Schneide abgeschnittenen Linie immer in jedem Detektorsegment Di bis D4 proportional verteilt ist. Diese Proportionalverteilung sollte der Richtung und dem Ausmass der aufgetretenen Versetzung entsprechen. Wenn deshalb eine Versetzung parallel zu einer Diagonalen 110 stattfindet, sollten gleiche Lichtmengen auf die Detektorsegmente Di und D3 auffallen. Es sollte kein Signalunterschied zwischen diesen Segmenten erfolgen, da sich sonst eine Versetzung in einer anderen Richtung als längs der Diagonalen 110 manifestieren würde.

In Fig. 8C ist die Spur der Schneide (Fig. 8A) durch die Punkte 180, 181, 182,183 und 184 durch die Punkte 191, 192,194 gezeigt. Es kann nun gezeigt werden und ergibt sich schon aus dem Ansehen der Zeichnung, dass die lineare Länge der in den Detektorsegmenten Di und D3 erscheinenden Licht-Linien gleich ist. Die lineare Länge der in den Segmenten D2 und D4 erscheinenden Lichtlinie ist dagegen nicht gleich. Der Unterschied ist proportional zur Versetzung, die längs der Diagonalen 110 erfolgt ist. Die durch die Punkte 186,188,185,189,187,188', 185', 189'gehende Schneide, deren Spur durch die entsprechenden Punkte 196, 198,195, 199,197,198', 195,199' bezeichnete Spur ergibt, führt zu den gleichen Resultaten und es zeigt sich, dass dieser in den Detektorsegmenten Di und D3 sitzende Linienweg der gleiche ist. Der restliche Lichtlinienweg in den Detektorsegmenten D2 und D4 ist wiederum verschieden voneinander, und zwar im selben Ausmass wie zuvor.

Eine Versetzung längs der anderen Diagonalen 111 ergibt ein gleichartiges Resultat. Es hat sich gezeigt, dass Versetzungen, die darüberhinaus in jeder anderen Richtung erfolgen, ebenfalls dieser Regel gehorchen. Der Lichtwegunterschied in den verschiedenen Quadranten ist jeweils proportional zur Versetzung. Dadurch ist es möglich, diese Detektorart zur Erfassung von Niedrigpegel-Lichtquellen mit photodiskreten Detektorsegmenten zu benutzen.

Es wird zu sehen sein, dass der Schwerpunkt 195 oder S' so in seiner Versetzung entsprechend dem Unterschied der von jedem Detektorsegment erhaltenen Lichtmenge verfolgt werden kann, und es ist deswegen möglich, ein lineares Ausgangssignal zu erhalten.

Setzt man eine unendliche Anzahl von Schneiden oder schmalen Lichtbändern über die Linsenelemente, so kann unmittelbar realisiert werden, dass sich ein zusammenhängender gleichmässig verteilter Lichtfleck innerhalb einer Begrenzung der gleichen Form wie die der Linsenelemente ergibt. Dieser Lichtfleck wird dann das konjugierte Abbild jeder Punktlichtquelle bei einem schwachen vermessenen Abbild sein. Durch Benutzung einer Summierung dieser konjugierten verteilten Abbilder, die jeweils in einem Quadrat begrenzt sind, ergibt sich ein besonders nützliches Detektorabbild, das auf einer Detektorebene auffallt und zum Ablesen der X- und Y-Werte für den Schwerpunkt eines schwachen und entfernten Abbildes benutzt werden kann. Diese Eigenschaft, dass man den Schwerpunkt eines schwachen Abbildes erkennen kann, ergibt den grossen Nutzen dieser Detektorart.

Nachdem nun der Aufbau des Linsenelementes und die Ablenkung innerhalb des Linsenelementes beschrieben wurde, kann anhand der Fig. 9 der grundsätzliche Vorrichtungsaufbau erklärt werden. Es ist hier eine Lichtquelle S in einer XY-Ebene P gezeigt. Diese Quelle S wird über eine Linse L und ein Linsenelement V abgebildet. Das Linsenelement V wirft ein Lichtabbild auf eine Detektorfläche D mit photodiskreten Quadranten Di bis D4. In Fig. 9 erleuchtet die Lichtquelle S den oberen rechten Quadranten der XY-Ebene. Das wird mit niedriger Lichtintensität behaftete Abbild von der Quelle S durch die Kombination aus Linse L und Speziallinse V auf die Detektorebene D geworfen. Die Speziallinse V ist durch Schneiden Ki bis K4 begrenzt. Diese jeweiligen Schneidenkanten ergeben eine lichtundurchlässige Begrenzung für die beschriebene sonst transparente Linse V.

Es sind zwei optische Effekte vorhanden, wenn die Quelle S Licht durch die Linse V an den Schneidenkanten Ki bis K4 vorbei ausstrahlt.

Erstens besitzen die auf die Detektoroberfläche D mit den photodiskreten Segmenten Di bis D4 projizierten Schneidenkanten einen Winkel gegenüber den die Beleuchtung enthaltenden Quadratseiten.

Zweitens, das resultierende Licht von irgendeinem Punkt an dem Abbild bildet ein gleichmässig verteiltes Quadratabbild, das auf den Detektorsegmenten übereinstimmend mit der Verschiebung der Quelle S in der Ebene P verschoben ist. Wenn sich so die Quelle S zum oberen rechten Quadranten der Ebene in Fig. 5 verschiebt, verschiebt sich der quadrati-

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sehe Lichtfleck zur unteren linken Seite einer XY-Ebene. Bei einer Bewegung nach unten links in einer XY-Ebene kann der Detektor aus Fig. 9 die XY-Lage auslesen, wenn er mit einer standardmässigen Schaltung wie dem Verstärker nach Fig. 1 verbunden ist.

Es ist jedoch einzusehen, dass infolge der Eigenschaften des Abbildes eine Koordinatentransformation ausgeführt werden muss, da die Schneidenrichtungen und die Koordinatenrichtungen unterschiedlich sind. Da derartige Koordinatentransformationen gut bekannt sind, werden sie hier nicht aufgeführt.

Das beschriebene Linsenelement zeigt, wenn es zum Projizieren von Licht oder zum Empfangen von Licht über eine Schneide zu einem Auge hin oder von einem solchen benutzt wird, ein unerwartetes Ergebnis. Fig. 10A zeigt schematisch den Weg des Lichtes, das bei einer Schneidenuntersuchung in das Auge eines Kurzsichtigen fallt. Fig. 10B stellt schematisch das Prinzip dar, wie bei fokussiertem Licht eine Signal-verbesserungs-Versetzung auftritt.

Es wird dabei noch einmal auf Fig. 1A verwiesen, in der die Verhältnisse bei einem kurzsichtigen Auge grundsätzlich dargestellt sind.

In Fig. 10B wird eine Reihe von Lichtstrahlen, die an der Schneide K vorbeitreten in Abfolge betrachtet. Jeder dieser Lichtstrahlen muss beim Vorbeitreten an der Schneide zunächst eine Linse V durchlaufen. Beim Durchlaufen der Linse V treffen die Lichtstrahlen je nach ihrer Lage von links nach rechts beim Überschreiten der Schneide auf Linsensegmente Al, C+, C— und A2 am Meridianpunkt der Linse V.

Fig. 10A zeigt ein Schema der Schneidenuntersuchung nach Fig. 1A am Auge eines Kurzsichtigen. Hier wird die physikalische Grundlage des sich ergebenden ziemlich unbestimmten Bildes an der Netzhaut dargestellt. Eine Schneide K wird durch einen beleuchteten Abschnitt 250 unterhalb einer Begrenzung 251 gebildet und über die Linse L des Kurzsichtigen abgebildet. Dadurch ergibt sich entsprechend der Kurzsichtigkeit des Auges E ein Abbild K' der Schneide vor der Netzhautfläche R.

In Hinsicht auf die jeweiligen Punkte, auf die ein Abbild der Schneidenbegrenzung 251 geworfen wird, kann die Betrachtung von drei herausgegriffenen Pupillenpunkten instruktiv sein. Erstens wird durch den zentralen Abschnitt 262 der Pupille ein Abbild des beleuchteten Teils 250 auf die Netzhaut in einem vergrösserten beleuchteten Bereich 262' geworfen. Zweitens ergibt der gleiche beleuchtete Bereich bei der Projektion durch den Pupillenpunkt 261 einen zusätzlichen vergrösserten Netzhautbereich 261', und schliesslich ergibt eine Projektion über den Pupillenpunkt 263 einen vergrösserten Abbildungsbereich 263'. Damit wird das gesamte entstehende Bild über einen vergrösserten Bereich der Netzhaut ausgebreitet, und dieser Netzhautbereich muss entsprechend den Beschränkungen der Schneidenabbildung über den Schneidenbegrenzer 251 angesehen werden. Das ist der Abschnitt unmittelbar über der Begrenzung 251 (da in Fig. 10A die Zwischen-Optik weggelassen ist, befindet sich in diesem Fall das Fenster unter der Begrenzung 251 und der beleuchtete Bereich 250 der Schneide K darüber).

Zieht man eine gerade Linie vom Punkt 261 über das reale Bild der Schneide (vor der Netzhaut) zur Netzhaut des Auges, so kann man unmittelbar eine Begrenzung des zu beobachtenden Abschnittes der Netzhaut R bestimmen. Durch Konstruktion einer Begrenzungslinie des sichtbaren oder zu beobachtenden Bereiches über der Schneidenbegrenzung kann man ein Abbild der Begrenzungslinie bei 252' erhalten. Durch Konstruktion von Begrenzungslinien vom Punkt 263 aus über das Abbild der Begrenzung 252' zur Netzhaut ergibt sich ein Fenster, durch welches auf die Netzhaut auffallendes Licht unmittelbar über die Schneide K zurückkehrt.

Es ist dabei zu berücksichtigen, dass die Begrenzung des auf der Netzhaut R entstehenden Bildes unbestimmt und unscharf, d.h. nicht fokussiert ist. Sobald eine Korrektur für das kurzsichtige Auge mittels einer zwischengelegten Optik erfolgt, wird das Abbild K' der Schneide näher an die Netzhaut R des Auges E gelegt. Bei der Annäherung an die Netzhaut des Auges wird die Begrenzung oder werden die Begrenzungen schärfer. Mit dem Schärferwerden der Begrenzungen wird das unerwartete Ergebnis der Benutzung der Versetzungslinse zur Projizierung von Licht zum Auge und zum Empfang von Licht aus dem Auge noch herausgehoben mit dem Schärferwerden der Bildbegrenzung.

Beim Durchlaufen der jeweiligen Segmente A1, C +, C — und A2 wird das Licht beim Durchlaufen unmittelbar über der Schneide ablenkt mit einer Verteilung, wie sie vorher mit bezug auf Fig. 8 A und 8B beschrieben wurde. Das Licht versucht ein quadratisches Muster auf der Linse L des Auges E zu erzeugen und gelangt dann schliesslich zur Netzhaut R des Auges, an dem die dargestellte Kurzsichtigkeits-Bedin-gung erzeugt wird. Schneidenuntersuchungen, auch wenn sie durch ein spezielles Element, wie das Element V durchgeführt werden, besitzen eine Gemeinsamkeit und zwar kehrt das zur Schneide zurückgeworfene Licht immer zu einem Fleck zurück, der unmittelbar dem Lichtbereich benachbart ist, von dem das Licht ursprünglich ausging, wenn man einen gemässigten Zustand von Brechungsfehlern annimmt. So kehrt in dem dargestellten Fall von dem beleuchteten Schneidenbereich, der in Fig. 10B als Bereich K (in richtiger Weise jetzt unten liegt) zu der Schneide K zurück, und zwar zu einer Stelle, die unmittelbar über C + bzw. den benachbarten Linsensegmenten Al, C + , C— oder A2 liegt.

Betrachtet man weiter die schematische Darstellung eines kurzsichtigen Auges in Fig. 10B, so weiss man, dass das auf einen Bereich 24' auffallende Licht von einem beleuchteten Bereich 24 der Linse L des Auges E zurückkehrt. Bei der Rückkehr wird eine weitere Ablenkung nach oben erzeugt und das Licht wird dann zu einem Detektor weitergeleitet.

Wegen dieser Art des Lichtdurchtritts zur Linse L des Auges E durch die Speziallinse V treten zwei Effekte auf.

Erstens können Strahlen niemals gesehen werden, die durch die Elemente der Linse V in irgendeinen Abschnitt des Auges ausserhalb des oberen Abschnittes 24' abgelenkt werden. Damit wird die von dem Auge E über die Oberseite der Schneidenbegrenzung zurückgeworfene Lichtmenge vermindert und nur die Strahlen, die zum oberen Abschnitt des Auges hin ausgesandt werden, werden bei ihrer Rückkehr verstärkt empfangen.

Zweitens werden, da bei der Kantenprüfung des Auges Lichtstrahlen von diametral entgegengesetzten Abschnitten des Auges zurückkehren, Lichtstrahlen eine grössere Gesamtablenkung besitzen, wenn sie vom Auge zurück aufgenommen werden.

Dadurch ergibt sich ein erhöht abgelenktes Abbild mit erhöhtem Kontrast.

Eine andere Art, diese Eigenschaft der Erfindung zu verstehen, besteht in der Analyse des Vorgangs, bei dem parallele Strahlen nacheinander von links nach rechts die Schneide verlassen. Beim Durchtritt durch die Speziallinse, die auch als eine «Wöbbel-Platte» V bezeichnet werden kann, werden alle parallele Strahlen zu den in Zusammenhang mit Fig. 8 dargestellten Mustern oder Figuren verteilt. Nur der Anteil des Musters, der auf den oberen Abschnitt der Linse des Auges E verteilt wird, wird über den entsprechenden Punkt oberhalb der Schneide K bei der Rückkehr erfasst. Der zurückgekehrte Abschnitt kehrt vom unteren Abschnitt des Auges 24 zurück und erfahrt, wenn er das zweite Mal an

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der Schneide K vorbeiläuft, eine zweite Ablenkung nach oben. Diese zweite Ablenkung ergibt bei der Aufnahme an einem Photodetektor, wie er in Fig. 11 dargestellt ist, einen erhöhten Kontrast durch erhöhte Lichtversetzung bei der Analyse des sich ergebenden Bildes.

Analog zu den eben besprochenen Vorgängen können auch die von Augen mit anderen optischen Fehlern zurückgeworfenen Bilder betrachtet werden. In jedem Fall gelangt das bei einer Schneidenuntersuchung zu beobachtende Licht an einem Abschnitt des Auges in dieses und tritt an einem diametral entgegengesetzt liegenden Abschnitt wieder aus. Es ist deshalb zu sehen, dass das angeführte Prinzip der gesteigerten Ablenkung bei allen Sichtfehlern arbeitet. Beispielsweise gilt für die in Fig. 1D und IE gezeigte Untersuchung eines weitsichtigen Auges, dass im unteren Abschnitt 23' eintretendes Licht im oberen Abschnitt 23 austritt. In ähnlicher Weise wird bei der Darstellung in Fig. IG in den linken Abschnitt 36' der Linse eintretendes Licht das Gebiet 36 verlassen. Die erzeugte vergrösserte Ablenkung bleibt gleich.

In Fig. 11 ist gezeigt, wie die Speziallinse oder Wöbbel-Platte V eine Erfassungs- oder Detektorapertur 200 überdeckt. Die Apertur 200 wird durch vier Schneidenpaare begrenzt, die jeweils mit A, A', B, B', C, C' und D, D' bezeichnet sind.

Bei der Beobachtung dieser quadratisch um die Detektorapertur 200 angeordneten Schneiden ist zu bemerken,

dass nur die Licht aussendenden Aperturen A, B, C und D unmittelbar der Detektorapertur 200 benachbart sind. Diese Lichtquellen besitzen ihre Schneiden der Apertur 200 benachbart und bilden die jeweiligen vier Schneidenbegrenzungen, wie sie vorher gezeigt wurden.

Es hat sich gezeigt, dass zusätzlich zu den beobachteten Reflexionen von der Netzhaut auch noch reflektierte Lichtanteile von der Hornhaut und der Iris zurück zum Detektor Di bis D4 gelangen. Wenn nur eine Seite der Detektorapertur beleuchtet wird, besitzt eine Schneide die Auswirkung, dass ein gewichtetes Bild in den Detektor Segmenten Di bis D4 empfangen wird. Deshalb hat es sich als nützlich erwiesen, die Schneiden jeweils paarweise zu beleuchten. Wenn also der Schneidenabschnitt A beleuchtet wird, wird gleichfalls der Schneidenabschnitt A' beleuchtet.

Mit bezug auf den Abschnitt A' ist zu bemerken, dass er einen Abstand von der durch das Element C gebildeten Schneide einhält. Da er einen Abstand von der Breite des Elementes C von der Detektorapertur-200 besitzt, wird infolge des Netzhaut-Schneideneffektes im wesentlichen kein Licht von der Quelle A' zurückkehren. Der einzige zurückkehrende Lichtanteil ist das Licht von anderen Reflexionen, z.B. an der Hornhaut, an der Iris und dergleichen. Um da Licht von den Schneiden zum Auge und wiederum vom Auge zum Detektor weiterzuleiten, kann wahlweise eine Linse 203 zwischen die Lichtquellen und das Auge gesetzt werden.

Um sicherzustellen, dass die Kombinationen aus den dargestellten Lichtquellen A, A' nicht zur Gewichtung der Gesamtversetzung des Bildes beitragen, sind beide Lichtquellen mit einer Effektivität versehen, die symmetrisch zur Mitte 201 der Lichtaufnahmeapertur hegt. Um das zu erreichen, besitzt die Lichtquelle A eine leicht erhöhte Intensität gegenüber der Lichtquelle A', und zwar ist dieses Verhältnis so beschaffen, dass das Produkt des Abstandes vom Punkt 201 zur Lichtquelle A mal der Intensität gleich dem Produkt des Abstandes vom Punkt 201 zur Lichtquelle A' mal deren Intensität ist. Das gleiche Beleuchtungsschema wird mit bezug auf die Lichtquellen B, B', C, C' und D, D' benutzt.

Die Weiterleitung des Lichtes zum Auge E findet in der gezeigten Weise über eine Linse 203 statt. Diese Weiterlei-

tungsanordnung ist nur schematisch dargestellt. Es kann jede Anzahl von Weiterleitungssystemen benutzt werden.

Es ist zu beobachten, dass jede Lichtquelle A bis D' mit einem Linsenanteil überdeckt ist. Vorzugsweise hat die Zylinderlinse eine solche Brennweite, dass zusammenwirkend mit der anderen vorhandenen Optik die jeweilige Schneide auf die Netzhaut R des Auges E projiziert wird. Von dem schwachen Abbild an der Netzhaut R des Auges E zurückkehrendes Licht tritt durch das Linsenelement V und die Detektorapertur 200 hindurch und gelangt auf die bereits beschriebenen Detektorsegmente Di bis D4.

In Fig. 12 ist nun eine bevorzugte Ausführung des erfin-dungsgemässen Objektivrefraktors dargestellt. Diese Ausführung zeigt eine Wöbbel-Platte W, die nicht nur die Detektorapertur 200 sondern zusätzlich jede Lichtquelle überdeckt. Es tritt dann die bereits anhand von Fig. 10 schematisch beschriebene Ablenkung für jede Schneide auf. Es erfolgt also für jede der vier Schneiden die Abbildung eines optischen Musters zum Auge hin und jede optische Schneide lässt Rückkehrlicht zu den Detektorsegmenten Di bis D4 in der vorher dargestellten Weise zurückkehren. Es ist zwar zu sehen, dass die Platte W in Fig. 12 entweder über den Abschnitt der Schneide, die Licht zum Auge emitiert, dem Abschnitt der Schneide, die Licht vom Auge empfängt oder beiden (wie in Fig. 12 gezeigt) betreibbar ist.

Bei der Entwicklung der Erfindung wurde eine überraschende Entdeckung gemacht. Es wurde bestimmt, dass jedes aus gekreuzten Zylinderlinsen gebildete optische Element für die praktische Ausführung der Erfindung genügt. Ferner wurde bestimmt, dass die gekreuzten Zylinderlinsen aus irgendeiner sich wiederholenden Kombination von Zylindern gebildet werden kann, einschliesslich der Fälle, bei denen die Zylinder positiv und positiv, negativ und positiv, positiv und negativ, und/oder negativ und negativ sind. Insbesondere wurden aus negativen Linsen zusammengesetzte Matrizen als sehr gut geeignet empfunden, insbesondere wenn sie in willkürlicher Verteilung mit bezug auf die Schneiden gesetzt werden.

Ferner wurde erkannt, dass auch andere optische Flächen für die Verteilung des Lichtes eingesetzt werden können. So lange das Licht gleichmässig von einer zentralen Detektorlage auf alle Detektorquadranten verteilt und proportional zur Bewegung des erfassten Bildes auf den Detektorsegmenten bewegt wird, kann ein optisches Element mit mehrfachen Ablenkflächen eingesetzt werden.

Dabei ist das Wort Optik so zu verstehen, dass sowohl Spiegel als auch Linsen gemeint sind. Das Wort Ablenkung (deflection) soll dabei sowohl Brechung (refraction) als auch Spiegelung (reflection) umfassen.

Als Beispiele für die unterschiedlichen benutzbaren Flächen werden Zylinder, willkürlich ausgerichtete Pyramiden und dergleichen genannt.

In Fig. 14A ist ein Diagramm einer Linsenanordnung gezeigt. Dabei wird eine schematische Darstellung von Lin-senflächen ähnlich der in Fig. 4B enthaltenen benutzt. Jedoch werden hier Pfeile 301—304 angewendet, um die Ablenkung des Lichtes an Teilen des jeweils negativen optischen Abschnittes C— in den regelmässig angeordneten Linsenelementen zu zeigen. Wie zuvor sind die Linsenelemente mit C+, C—, AI und A2 bezeichnet.

Bei einer Überprüfung dieser Elemente ist zu sehen, dass mit bezug auf die aneinanderstossenden Quadranten der Elemente C+, C—, AI und A2 das gesamte auf aneinander-stossende oder benachbarte Quadranten auffallende Licht zu dem gleichen Detektorquadranten hin gelenkt wird. So kann mit bezug auf den unteren rechten Quadranten des Elementes C+ den oberen rechten Quadranten des Elementes AI, den oberen linken Quadranten des Elementes C— und den

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unteren linken Quadranten des Elementes A2 gezeigt werden, dass das gesamte, auf diese Elemente auftreffende Licht in die gleiche Richtung abgelenkt wird. Darüberhinaus ist zu sehen, dass die aneinanderstossenden Quadranten zusammen einen Bereich bestimmen, der äquivalent jedem der Linsenelemente ist, und dessen Begrenzung um den Ablenkpfeil 304 dargestellt ist. Dieser Bereich der gemeinsamen Ablenkung ist gleichmässig schraffiert. Das gesamte auf den so schraffierten Bereich auftreffende Licht wird zum Quadranten Div des Detektors geleitet.

In gleicher Weise ist zu sehen, dass das um den Pfeil 303 in dem wieder gleichmässig schraffierten Bereich auftreffende Licht in den Quadranten Dm, das in dem gleichmässig schraffierten Quadranten um den Pfeil 302 auftreffende Licht zu dem Detektorquadranten Du usw. geleitet wird. Damit ergeben sich Bereiche der Linsenmatrix mit der gleichen Grösse und Form wie jedes Linsenelement C+, C—, A] und A2, von denen alles auftreffende Licht jeweils auf den gleichen Detektorquadranten geleitet wird.

Es wurde nun entdeckt, dass die Umleitung des Lichtes bei Linsenelementen mit immer der gleichen Brechkraft benutzt werden kann, um eine Versetzung eines Niedriglichtpegel-Abbildes zu erfassen. Insbesondere wurde gefunden, dass entweder positive Zylinderlinsen, negative Zylinderlinsen oder astigmatische Linsenelemente mit entgegengesetzt gekreuzten Zylinderausrichtungen benutzt werden können, um die optische Versetzung, die in der Erfindung benutzt wird, zu erzeugen.

Ein Beispiel dieser Benutzung von negativen Linsenelementen ist in Fig. 14B dargestellt. Hier ist eine Reihe von negativen Linsenelementen C— nebeneinander anordnet gezeigt. Die Linsenelemente C— können wieder in jeweils vier Quadranten unterteilt werden. Diese Quadranten sind ebenfalls im Gegenuhrzeigersinn fortlaufend mit Qi bis Q4 bezeichnet, und Licht das in den Unterquadranten Qi fallt, wird in die Uhrzeigerstellung für 10.30 Uhr, in Q2 fallendes Licht in die Uhrzeigerstellung 8.30 Uhr, in Q3 fallendes Licht in die Uhrzeigerstellung 4.30 Uhr und in Q4 einfallendes Licht in die Uhrzeigerstellung 1.30 Uhr gerichtet, d.h. das Licht in den Unterquadranten Qi und Q2 wird im Gegenuhrzeigersinn, das in den Quadranten Q3 und Q4 im Uhrzeigersinn versetzt. Damit wird Licht vom Abschnitt Qi zum Detektorquadranten I, das auf den Detektorabschnitt Q2 zu dem Detektorquadranten II, das Licht vom Detektorsegment Q3 zum Detektorquadranten III geleitet.

Weiter kann aus dem Schema der Fig. 14B gesehen werden, dass eine Schneide Ki, die mit einer Neigung 2:1 ausgelegt ist, dazu führt, dass gleiche Abschnitte der Schneide an allen Segmenten des Detektors auftreten. Beispielsweise kann anhand der Schneide Ki gezeigt werden, dass ein gleicher linearer Abschnitt der Schneide durch jeden Linsenquadranten in ein jeweiliges Detektorsegment abgelenkt wird. Beispielsweise zeigt ein Vergleich der Fig. 14B und 15A bei einer Überprüfung des Verlaufes der Schneide Kl von links nach rechts, dass ein erstes Viertel der Schneide zum Detektorabschnitt Du abgelenkt wird, ein zweiter Abschnitt der Schneide Ki zum Detektorquadranten Dm, quer über ihn verlaufend, der dritte Abschnitt der Schneide Ki zum Detektorquadranten Di, quer über ihn verlaufend und schliesslich der vierte Abschnitt der Schneide Ki zum Detektorquadranten Div, quer über ihn verlaufen. Es ist schnell zu sehen, dass gleiche Abschnitte der Schneide Ki jeweils in verschiedene Detektorquadranten abgelenkt werden.

Aus der bisherigen Diskussion können zwei jeweils zu befolgende Regeln abgeleitet werden, wenn schwache Abbilder durch den oben beschriebenen Detektor erfasst werden sollen. Die erste Regel besteht darin, dass bei der Erfassung eines zentrierten Abbildes das Licht gleichmässig über alle

Quadranten (des Detektors) verteilt werden. Die zweite zu befolgende Regel besteht darin, dass bei einer Bildversetzung das Licht mit gewichteten Anteilen auf die Detektorquadranten auffallt. Effektiv wird eine Anzeige der Versetzung des Lichtes durch die Lichtverteilung auf die verschiedenen Detektorquandranten erhalten.

Tatsächlich trifft dies aber nicht bei den regelmässig angeordneten Linsenelementen nach Fig. 14B zu. Statt einer solchen «geradlinigen» Erfassung der auf die photodiskreten Detektorsegmente auftretenden Lichtmengen hat es sich als nötig erwiesen, zwischen den Strömen an bestimmten Stellen zu differenzieren im Vergleich zu dem an allen vier Quadranten erhaltenen Gesamtlichtsignal. Diese Eigenschaft der Erfindung wird nachfolgend mit bezug auf Fig. 15A bis 15C besprochen.

Zusätzlich hat es sich gezeigt, dass das bei einer Schneide, die über eine Vielzahl von Elementen verläuft, die schräge Ausrichtung der Schneide mit bezug auf die erzeugte Linsenmatrix weniger kritisch ist. In Fig. 14C ist z. B. eine Schneide mit einer Steigung von 12:1 gezeigt.

Aus der vorangehenden Besprechung ergaben sich für das Plazieren der Schneide zwei zu befolgende Regeln:

Erstens muss die Apertur-Kante oder -Schneide gleiche Abschnitte jedes Segmentes der Linse überqueren, so dass Licht von gleichen Abschnitten der Schneide jeweils auf separate Detektorquadranten gerichtet wird.

Zweitens muss die Schneide geneigt zu den Begrenzungen der Linsenelemente, d.h. nicht parallel zu diesen Begrenzungen, angeordnet werden. Es ist vorher eine besonders bevorzugte Steigung oder Neigung der Grösse 2:1 dargestellt worden, wobei die Anforderung bestand, dass die Begrenzung mindestens vier separate diskrete Elemente überquert.

Wenn die dargestellten Linsenelemente regelmässig nebeneinander angeordnet werden, so dass Zeilen und Spalten aus solchen Elementen auftreten, so hat sich gezeigt, dass ein Anordnen der Schneiden in Ausrichtung mit den Zeilen und Spalten, oder mit einer genau ausgerichteten Steigung zu den Reihen und Spalten eine Detektorkonfiguration ergibt, die die Versetzung der Abbilder nicht zuverlässig misst.

Anhand der Fig. 14C kann gesehen werden, dass die Schneide eine grosse Anzahl von diskreten Elementen überqueren und dicht in die Nähe der verbotenen horizontalen Ausrichtung gelangen kann. Insbesondere kann, wenn eine grosse Vielzahl von Elementen in einer Anordnung nebeneinander gelegt werden, der Schneidenwinkel immer dichter an die Achse einer Zeile oder einer Spalte diskreter Linsenelemente oder alternativ in eine schräge Ausrichtung der Elemente gelangen, ohne die Schneide unwirksam zu machen.

Es hat sich sogar gezeigt, dass gemäss Fig. 17 die Linsenelemente willkürlich oder zufallig nebeneinander angeordnet werden können. In Hinsicht auf eine solche zufällige Ausrichtung unter Benutzung einer grossen Vielzahl von Linsenelementen mit bezug auf jede Schneide zeigt sich, dass die Lichtverteilung mit gleichen Proportionalanteilen auf die Quadranten entsprechend der Gewichtung des Gesamtabbildes weitestgehend angenähert wird. Mit einer solchen Ausgestaltung können genaue Messungen hergestellt werden.

In Fig. 15A ist ein in Quadranten unterteilter Detektor gezeigt, bei dem eine Schneidenbeleuchtung mit bezug auf die Schneidenkante Ki quer zu einem Linsenelement ähnlich wie in Fig. 14B angeordnet ist. Es ist zu sehen, dass die jeweiligen Detektorquadranten im Gegenuhrzeigersinn mit Di, Du, Dm und Div bezeichnet sind. Es kann gleicherweise gesehen werden, dass die Schneide K] jeweils der Reihe nach die Segmente oder Quadranten Dm, Div, Du und Di überquert. Es ist zu bemerken, dass die Detektorquadranten grösser als die projizierten Abbilder der Schneide sind. Insbesondere wird bevorzugt eine Detektorfläche verwendet,

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die dem Vierfachen der Bildgrösse entspricht, um Signal-Ungleichheiten infolge einer Bildverschiebung über die lichtempfindliche Oberfläche hinaus zu vermeiden.

Eine Versetzung eines Abbildes in der X-Richtung von der in Fig. 15A dargestellten Verteilung aus, wie sie in Fig. 15B dargestellt ist, erzeugt ein interessantes Ergebnis. Es wird insbesondere gleich beobachtet, dass, sobald die Versetzung nur in X-Achsenrichtung erfolgt, der Anteil der Schneide in den Detektorsegmenten Di plus Dn oder Dm plus Div jeweils ungeändert bleibt. Das trifft jedoch nicht auf die Verteilung mit bezug auf die Detektorsegmente Di plus Div oder Du plus Dm zu. Beispielsweise wird die Länge der Schneide Ki im Detektorsegment Dm reduziert. Dieser Anteil der Schneide erscheint stattdessen im Segment DiV.

Eine Versetzung des Abbildes in Y-Richtung von der in Fig. 15A gezeigten Form in die in Fig. 15C gezeigte erzeugt gleicherweise ein interessantes Ergebnis. Es wird beobachtet, dass bei einer nur in Y-Achsenrichtung erfolgenden Versetzung der Anteil der Schneide in den Detektorsegmenten Du plus Dm oder Di plus Div ungeändert bleibt. Das trifft jedoch nicht mit bezug auf die Detektorsegmente Di plus Du oder Dm plus Div zu- Sieht man sich die Lichtmenge in jedem Quadranten während der Bewegung von der Form in Fig. 15A zu der in Fig. 15C an, so wird eine gewisse Nichtli-nearität erzeugt. Zunächst kann während des ersten Teils der Bewegung gezeigt werden, dass sich der Anteil der Schneide im Quadranten Du verringert, bis die gesamte Schneide Ki aus dem Quadranten Du herausläuft. Danach läuft die Schneide aus dem Detektorquadranten Di heraus. Im Detektorquadranten Du erfolgt während dieser Bewegung keine weitere Lichtverminderung. Es besteht also eine Nichtlinea-rität bei der Versetzung in Y-Richtung, wenn man jeden Quadranten separat betrachtet, jedoch verhalten sich die Summen Di plus Du oder Dm plus DiV linear bei der in Y-Richtung verlaufenden Verschiebung.

Es hat sich gezeigt, dass eine Differenzierung der gesamten Lichtsumme mit bezug auf das in bestimmten Quadranten empfangene Licht ein Signal erzeugt, das proportional zur Versetzung in X- und Y-Richtung ist. Beispielsweise ergibt die folgende Formel ein Signal mit bezug auf die Versetzung in X-Richtung, wenn sie in dieser Richtung erfolgt:

x

LI+LII+LIII+LIV

In entsprechender Weise wurde infolge der Nichtlineari-tät, die bei einer Versetzung längs der Y-Achse gemäss Fig. 15C auftritt, wieder festgestellt, dass durch Differenzierung bestimmter Segmente mit bezug auf die anderen Detektorsegmente im Vergleich zur gesamten empfangenen Lichtmenge ein auf die Y-Achsenversetzung bezogenes Signal erzeugt werden kann, das sich durch folgende Formel ergibt:

D

y lI+lII+liii+lIV

und

Dabei bedeutet jeweils:

Dx die Versetzung in X-Richtung,

Dy die Versetzung in Y-Richtung,

Li die auf den Quadranten I auffallende Lichtmenge,

Lu die auf den Quadranten II auffallende Lichtmenge,

Lin die auf den Quadranten III auffallende Lichtmenge,

Liv die auf den Quadranten IV auffallende Lichtmenge.

(Gemeint sind jeweils die Detektorquadranten Di bis Div).

Bei der Benutzung der meisten Objektivrefraktoren be-s steht das Problem des Ausrichtens, das immer angetroffen wird.

Insbesondere muss das Auge «festgestellt», d.h. in die genaue Ausrichtung mit der optischen Achse des Instrumentes gebracht oder, in anderer Beschreibung in eine «XY»-io Ausrichtung gebracht werden. Ist das Auge längs der optischen Achse «festgestellt», so ist noch die Lage des Auges in bezug auf die Entfernung vom Instrument wichtig. Für diese Seite des Problems wurde eine spezielle Apertur entwickelt.

Fig. 16A zeigt einen Detektor, der mit der Erfindung ein-i5 gesetzt wurde. Insbesondere sind vier Prismen 401,402,403, 404 in eine quadratische Anordnung gebracht. Die in dieser quadratischen Anordnung befindlichen Prismen bestimmen eine mittlere quadratische Apertur 410 und vier quadratische Umfangs- oder Eckenaperturen 411,412,413 und 414. Jedes 20 Prisma besitzt eine lichtundurchlässige Fläche und drei gefaste Kanten, von denen Licht ausgesandt wird. Bei dem Prisma 401 ist die undurchsichtige Fläche 400 und die drei lichtaussendenden Kantenbereiche 415,416 und 417 angegeben.

Auf jeden Kantenbereich ist eine lichtaussendende Diode 25 LED über eine Linse fokussiert. Die LED wird über die Linse und von dort durch das Prisma so fokussiert, dass ein stark vergrössertes Abbild der LED in das zu prüfende Auge fokussiert wird. Bei dem Prisma 401 ist die LED 405 durch die Linse 409 fokussiert und erfährt an und in dem Prisma 30 401 zwei Refraktionen (beim Ein- und Austritt in bzw. aus dem Prisma) und eine Reflexion an der seitlichen Giebelfläche. Durch diese Lichtablenkungen wird vom Prismen-Kantenbereich 415 Licht ausgesandt. Typischerweise ist der angefaste Kantenbereich 415 des Prismas so gerichtet, dass 35 das Licht der LED zu dem Auge hin gerichtet ist. Vorzugsweise wird eine «Blasenplatten-»Fläche zu der Prismenoptik hinzugefügt, vorzugsweise an der Fläche des ersten Eintrittes des Lichtes in das Prisma.

In gleicher Weise wird die LED 406 durch den Kanten-40 bereich 416 zur Ausstrahlung von fokussiertem Licht gebracht, während das fokussierte Licht der LED 407 durch den Kantenbereich 417 hindurchtritt. Die jeweiligen Prismen 402,403 und 404 sind in gleicher Weise mit Licht aussendenden Kantenbereichen wie das Prisma 401 versehen. 45 Alle durch die Kanten gebildeten Schneiden sind vorzugsweise so maskiert, dass unmittelbar «über» ihnen einfallendes Licht zu dem Detektor weitergeleitet wird, während das restliche Licht zurückgewiesen wird. Diese Maskierung ist in Fig. 16A dargestellt.

so Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Eckbereiche der Licht aussendenden Kantenbereiche maskiert sind. So ist zu sehen, (Fig. 16A) dass bei den Prismen 401 und 402 die Eckbereiche 420 beschichtet sind.

Von den jeweiligen Prismen wird Licht zu dem zu prüfen-55 den Auge ausgesandt und kehrt von dem zu prüfenden Auge mittels einer bereits beschriebenen, aber hier nicht gezeigten Projektionsoptik zurück. Das aufgenommene Licht tritt an der durch die Verbindung aus Prismen und den Aperturen bestimmte Schneide vorbei. Das Licht tritt dann in das Inne-6o re eines Detektors mit der quadratischen, vorher dargestellten Anordnung. Beim Eintreten in das Innere durchläuft das Licht ein spezielles Linsenelement oder eine Wöbbel-Platte V, (vorzugsweise die in Fig. 17 dargestellte Blasenplatte) und dann über eine Fokussierungslinse zum Detektor, auf weiss chem ein Abbild K" gebildet wird. Es erfolgt dort eine Analyse des Schneidenbildes.

Fig. 16B zeigt ein Abbild der Frontseite des Detektors so, wie ihn das Auge des zu untersuchenden Patienten sieht.

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Es ist zu bemerken, dass die Licht aussendenden Kanten 416 einerseits und 418 und 419 andererseits längs einer horizontalen oberen Kante des Detektors ausgerichtet sitzen. Dabei ist die Länge der Kante 416 gleich der Gesamtlänge der Kanten 418 plus 419. Es kann also gesagt werden, dass die zwei äusseren Kanten zusammen die gleiche Länge wie die innere Kante 416 besitzen.

Gleichfalls ist zu bemerken, dass die Kante 416 entgegengesetzt zu den Kanten 418 und 419 gerichtet ist. Wenn man nun annimmt, dass die den in eine Richtung gewendeten Kantenbereich 416 und die in die entgegengesetzte Richtung gewendete Kantenbereiche 418 und 419 umfassende Kante beleuchtet wird, so werden in einem Auge gleiche, jedoch entgegengesetzte Brechungseffekte durch die verschiedenen Kanten erzeugt. Anders gesagt, die Kanteneffekte geben nicht ein gewichtetes Abbild mit einer aufschlussreichen Anzeige der erforderlichen sphärischen oder zylindrischen Korrektur. Oder mit anderen Worten, die Beleuchtung längs einer einzelnen Kante, in der gleiche Abschnitte in entgegengesetzter Richtung vorhanden sind, erzeugt keine erfassbare Verschreibungskorrektur.

Mit bezug auf die lineare Kante, die die beleuchteten Kantenbereiche 426,428 und 429 enthält, kann die selbe Feststellung getroffen werden. Da gleiche Abschnitte der Kante in entgegengesetzt zueinander liegender Richtung beleuchtet werden, wird ebenfalls keine Gewichtung der Abbilder im Auge erfasst. Es kann jedoch mit bezug auf Fig. 16B gezeigt werden, dass die aufeinanderfolgende Beleuchtung dieser jeweiligen Abbilder bei der Ausrichtung eines Auges benutzt werden können.

In Fig. 16C ist eine schematische Darstellung gegeben, bei der angenommen ist, dass das dargestellte Auge in der XY-Ebene richtig zentriert ist. Diese Ausrichtung wird durch Messen der auf den Quadranten Di, Du, Dm und Div des Detektors auftreffenden Bild-Lichteinfälle ausgeführt.

Es ist nun das Problem zu lösen, wie die richtige Positionierung des Auges in Z-Achsenrichtung, d.h. der Abstand des Auges zum Detektor bestimmt wird. In der schematischen Darstellung Fig. 16C sind die jeweiligen Licht aussendenden Kantenbereiche, d.h. die oberen Kantenbereiche 416,418 und 419 sowie die unteren Kantenbereiche 426,428 und 429 schematisch dargestellt.

Es ist dabei zu sagen, dass Fig. 16C eine rein schematische Darstellung ist, bei der die Fokussierungoptik P die Konvergenz des Bildes von den Kanten zu einem aktiven Detektor erreichen soll, und die spezialisierte Optik V wie auch das Auge des Patienten weggelassen ist. In Fig. 16C sind die Abbilder für die jeweiligen Schneidenkantenbereiche in unterschiedlichen Abständen dargestellt. Dabei betreffen von den sechs dargestellten Detektorabbildern die oberen beiden Abbilder das Auge im richtigen Abstand vom Detektor. Die beiden mittleren Abbilder ergeben sich beim Detektor, wenn das Auge zu nahe und die beiden unteren, wenn das Auge zu fern ist.

Dabei bedeutet die rechte Spalte die Bilder, die entstehen, wenn die Schneiden 416,418 und 419 beleuchtet werden, während die linke Spalte Abbilder zeigt, die entstehen bei beleuchteten Schneiden 428,426 und 429. Typischerweise werden diese Abbilder zunächst mit Beleuchtung eines linearen Satzes von Schneiden und danach durch Beleuchtung des zweiten linearen Satzes von Schneiden erzeugt.

Bei den oberen Abbildern mit dem Auge in richtigem Abstand ist zu sehen, dass das durch die Schneiden 418,416 und 419 gebildeten Abbild gleich dem bei Beleuchtung der Schneidenkanten 428,426 und 429 ist.

Ist das Auge zu nahe, so wandert das durch die Schneiden 418,416 und 419 entstehende Bild an der Detektorfläche nach oben. Grosse Konzentrationen der entstehenden Bilder erscheinen an den oberen Quadranten Di und Du. Die Auswirkung auf das Bild der Schneiden 428, 426 und 429 verläuft in umgekehrter Richtung, d.h. die jeweiligen Abbilder der Schneiden fallen in grösserem Anteil auf die Quadranten Dm und Div-

Typischerweise werden die Schneiden des Detektors entweder mit einem eigenen diskreten Signal moduliert, so dass die Bilder voneinander getrennt werden können, oder sie werden abwechselnd eingeschaltet. In jedem Fall ergibt das Ausgangssignal des Detektors von den Quadranten des Detektors eine Anzeige der Abstandsstellung des (nicht dargestellten) Auges.

Wie die unteren beiden Darstellungen zeigen, werden die Auswirkungen genau umgekehrt, wenn der Abstand des Auges zu gross ist, d.h. das Bild der Schneiden 418, 416 und 419 wandert nach unten zu den Detektorquadranten Dm und Div, während das Abbild der Schneiden 428, 426 und 429 nach oben zu den Quadranten Di und Du wandert.

Es ist dabei zu beobachten, dass die jeweiligen entstehenden Abbilder der Schneiden symmetrisch sind, d.h. dass sie um die Mittellinie gleichgewichtet sind. Der Grund dafür ist, dass die entgegengesetzt gerichteten Schneiden gleiche Gesamtlänge besitzen. Daraus ergibt sich, dass die jeweiligen zeugten Schneidenbilder gegenüber den in dem betreffenden Auge anzutreffenden optischen Fehlern unempfindlich sind.

Es kann so gesehen werden, dass das erzeugte Bild unempfindlich gegenüber eventuellen optischen Fehlern des Auges, jedoch empfindlich gegenüber den Lageauswirkungen des Auges bei der Erfassung durch das Instrument ist.

Wird angenommen, dass das Auge richtig erfasst ist,

dann wird die Vermessung des Auges so ausgeführt, dass in der gleichen Richtung, jetzt jedoch in unterschiedlichen Stellungen angeordnete Schneiden beleuchtet werden. Eine Schneidenprüfung unter Benutzung einer solchen Schneidengruppe wird nun dargestellt, wobei die Schneidenprüfung mit den anderen Schneiden analog und leicht zu verstehen ist.

Eine typische Schneidenuntersuchung wird mit bezug auf die schematische Darstellung Fig. 16D gezeigt. Es sind hier die Schneiden 416, 428 und 429 gezeigt. Die Schneiden treten durch eine Projektionsoptik P zu einem Detektor mit den Detektorquadranten Di, Du, Dm und Div-

Zunächst ist zu bemerken, dass alle Schneiden 416,428 und 429 gleich gerichtet sind. Das über ein Auge erzeugte Abbild ist damit für die erforderlichen Korrekturen, d.h. die optischen Fehler des Auges empfindlich. Wird nun zunächst Normalsichtigkeit angenommen, so melden die Detektorsegmente ein minimales Signal. Da die jeweiligen Schneiden gleichmässig um die Zentralachse des optischen Instrumentes verteilt sind und eine gleichmässig um die optische Achse des Instrumentes zentrierte Beleuchtung erzeugen, ist die Lageempfindlichkeit des Messsystems minimal. D.h., dass das Instrument auf Lagefehler des Auges gegenüber dem Detektor und der Beleuchtungseinrichtung nur in minimalem Ausmass kaum messbar reagiert.

Entsprechend den bereits früher gegebenen Darstellungen erzeugt ein weitsichtiges Auge ein Abbild auf einer Seite des Detektors, beispielsweise an den Detektorquadranten Di und Du. In gleicher Weise erzeugt ein kurzsichtiges Auge ein Abbild an den entgegengesetzt liegenden Quadranten Dm, Div- Schliesslich ergibt ein astigmatisches Auge ein Abbild an den an der einen bzw. der anderen Seite gelegenen Quadranten, wobei als Beispiel hier die Quadranten Du und Dm dargestellt sind.

Wie der Fachmann sofort erkennt, können die im Detektor vorhandenen Schneiden umgeschaltet werden. Sie werden so umgeschaltet, dass als nächstes die zu den dargestellten Abbildern Entgegengesetzten aufgenommen werden. Das

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durch ergibt sich für das Instrument der erwünschte «Gegen-takt»-Effekt. Darüberhinaus kann die Abbildung auch mit den links bzw. rechts gelegenen Schneiden fortgesetzt werden. D.h., dass eine Messung unter Benutzung einer Schneidengruppe an der linken Seite und dann der entgegengesetzt liegenden Schneidengruppe rechts ausgeführt werden kann.

An dieser Stelle ist festzustellen, dass die LED jeder Gruppe und entsprechend die damit benutzten Detektoren moduliert werden können. Damit können die Messungen insgesamt gleichzeitig ausgeführt und die vom Auge zurückgeworfenen modulierten Signale voneinander gesondert werden. Unter Benutzung eines zentralen sichtbaren Targets oder Fixierpunktes für das Auge kann eine Fokussierung des Auges auf ein Sichtziel bzw. -target erzeugt werden. Diese Fokussierung des Auges ergibt dann eine Objektivrefraktion für das an verschiedene Entfernungen angepasste Auge.

Für das jeweilige ausgewählte Abbildungssystem ist zu verstehen, dass die Schneiden alle aktiv sind und ein gemeinsames Zentroid besitzen. Wenn die Abbilder an dem Detektor D einfallen, entfallen sie auf jeden Quadranten mit gleicher Intensität. In Fig. 16E ist nun ein optischer «Zug», und in Fig. 16F das entsprechende Abbild am Detektor gezeigt, und daran wird der Ausgleich des Spiegelreflexions-Abbildes mit bezug auf die benutzte Ausrichtung der Detektoren zur Messung der vorzuschreibenden Korrekturen durch die Lichtmessung dargestellt.

In Fig. 16E sind an einem Auge E drei Lichtquellen A, B und C abgebildet. Die Abbilder dieser Lichtquellen werden durch eine (nicht dargestellte) Optik zu drei Realbildstellen geleitet, die mit Ka, Kb und Kc bezeichnet sind. Das Abbild Ka befindet sich über der optischen Achse und ist zweimal so lang, wie die jeweiligen Abbilder Kb und Kc- Ein Abbild dieser optischen Gegebenheiten wird durch die spezialisierte Optik V zum Detektor D geleitet. Die spezialisierte Optik V ist bereits beschrieben.

Nun zeigt Fig. 16F das Lichtzentroid am Detektor D. Dieses Zentroid gilt für spiegel-reflektiertes Licht und enthält keine optischen (Verschreibungs-)Augenkorrekturen.

Es kann gesehen werden, dass jedes Abbild gegenüber der optischen Achse versetzt, und zwar um einen bestimmten Betrag versetzt ist. So bleiben, wenn der Detektor D entweder zu nahe oder zu weit entfernt ist, die jeweiligen Bewegungen des Abbildes von jeder Lichtquelle die gleichen.

Anhand von Fig. 16G und 16H kann gesehen werden, dass das nicht der Fall ist, wenn eine einzige Schneide benutzt wird. In Fig. 16G sendet eine Pupille mit einer einzigen real abgebildeten Lichtquelle A deren Abbild zur spezialisierten optischen Platte V mit der Schneide Ka. Das wird dann durch (nicht dargestellte) Optik zur Detektorebene weitergeleitet. Unter der Annahme, dass die Detektorebene sich im richtigen Abstand vom Auge befindet, würde das Bild am Zentrum auftreffen. Da jedoch das Auge entweder zu weit oder zu nahe entfernt ist, wird das Bild verschoben. Insbesondere wird es sich vom Zentrum weg verschieben. In Fig. 16G ist das verschobene Abbild einer Augenpupille gezeigt.

Fig. 16H zeigt nun ein zentriertes Abbild. Es kann gezeigt werden, dass das Lichtzentrum gegenüber den Detektorquadranten Di, Du, Dm und Div verschoben ist. Tatsächlich ist die Bildwanderung von den oberen beiden Quadranten Di und Du zu den unteren Quadranten Dm und DiV hin erfolgt.

Kehrt man nun zu der Dreiquellenanordnung zurück und nimmt den Fall von nicht spiegelreflektiertem Licht an, so kann die Wirkung der Positionierung der hier gezeigten Optik (näher oder weiter) anhand von Fig. 16J erklärt werden.

Falls sich der Detektor D in der Stellung Di, bezogen auf die spezialisierte Optik V und die Abbilder Ka, Kb und Kc, befindet, so ist zu sehen, dass alle Abbilder im wesentlichen zur Koinzidenz kommen. D.h., sie werden auf einen zentralen Fleck am Detektor D abgebildet. Wenn jedoch der Detektor zu weit weg, beispielsweise in einer Stellung Di ist, ergeben sich drei Abbilder, wie sie in Fig. 16L grösser dargestellt sind.

Bei einem kurzsichtigen Auge kann anhand von Fig. 16L gezeigt werden, wie die drei Abbilder entstehen. Das untere Abbild Ia wird doppelt so intensiv wie die oberen beiden Abbilder Ib und Ic sein. Diese Abbilder Ib und Ic sind jeweils entsprechend der für das Auge erforderlichen (Verschrei-bungs-) Korrektur verschoben. In Hinblick auf die bisherige Diskussion ist zu sehen, dass die Verschiebungen sich in den einzelnen Detektorquadranten Di bis Div so addieren, dass das gleiche Ergebnis erzielt wird, wie bei dem einzigen, in Fig. 16K gezeigten Abbild. Demzufolge ergibt sich, dass das dargestellte Detektorschema unempfindlich für die Abstandslage des Auges gegenüber der Vorrichtung ist.

Nun kann mit dieser Erklärung die Beschreibung des unmittelbaren Vorgangs angefügt werden. Zunächst wird die anhand der Fig. 16C erklärte axiale Abstandsausrichtung durchgeführt. Sobald das Auge grob eingerichtet ist, werden die Messungen bezüglich der (Vorschrifts-) Korrekturen angestellt. Diese Messungen werden entsprechend den Darstellungen in Fig. 16J, 16K und 16L durchgeführt. Damit ist es möglich, wenn das Auge zunächst richtig erfasst ist und dann von der ursprünglichen Stellung abwandert, dass die beschriebene Optik relativ unempfindlich gegenüber einer solchen Bewegung ist. Es ergeben sich korrekte Ablesewerte für die Korrekturen, d.h. eine korrekte Objektivrefraktionie-rung.

Was nun die Spiegelreflexion betrifft, so kann mit bezug auf die in Fig. 16F gezeigte Darstellung gesehen werden,

dass die Flächen der Lichtquellen wichtig sind. Insbesondere dadurch, dass das Moment der optischen Flächen über und unter den horizontalen Achsen sowie das Moment links und rechts von den vertikalen Achsen gleich ist, gleichen sich Spiegelreflexionen vom Auge selbst in den verschiedenen Detektorsegmenten aus. Demzufolge können mit der dargestellten Schneidenanordnung Störungen der Refraktionsmesswerte durch zurückgeworfenes Spiegelreflexlicht nicht auftreten.

Anhand von Fig. 16J wird auch noch eine andere Dimensionierung der Schneidenkonfiguration dargestellt. Insbesondere besitzt jede Schneidenkante Ka, Kb und Kc die gleiche Länge und die gleiche Fläche. Diese jeweiligen Schneiden sind von einer horizontalen Achse zwei Längeneinheiten im Fall der Schneide Ka und eine Längeneinheit im Falle der Schneiden Kb, Kc entfernt. Diese Abstände sind mit 2a für die Schneide Ka und a für die Schneidenkanten Kb und Kc angegeben. Die Schneiden besitzen in diesem Falle jeweils die gleiche Länge, die in Fig. 16J mit -j angegeben ist.

Fig. 16L zeigt nun die nicht fokussierten Zentroiden des Abbildes. Besonders kann gesehen werden, dass das untere Abbild Ia von der Horizontalachse in einem Masse versetzt ist, das dem doppelten Abstand der Zentren der beiden oberen Schneidenabbilder Ib, Ic entspricht. Störungen des Brechwertsignals infolge axialen Abstandsfehlern treten nicht auf. Es ist daraufhinzuweisen, dass für die beste Wirksamkeit die Lichtempfangs- oder die Blickaperturen in Nachbarschaft zu den Schneiden ebenfalls im wesentlichen gleiche Momente über und unter der Horizontalachse sowie links und rechts der Vertikalachse besitzen sollen.

In den Fig. 18A bis 18D sind Verteilungsmuster gezeigt, die an dem Detektor infolge einer dezentrierten Pupille mit

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einem willkürlichen Brechungsfehler gebildet werden (Kugel plus Zylinderbrechkraft mit einem Schrägwinkel zur Schneide).

In Fig. 18A und 18B ist Untersuchung mit horizontalen Schneiden gezeigt. Die Schneide K in Fig. 18A ist so angeordnet, das das Licht durch den Empfangsbereich 400 unter der Schneide K und über der linearen Begrenzung 415 gelangt. In gleicher Weise empfangt in Fig. 18B ein Bereich 402 Licht, der unmittelbar über der Schneide 415 liegt. Bei den Fig. 18C und 18D sind die Schneiden vertikal gerichtet und befinden sich hier jeweils links bzw. rechts von den Durch-lass- oder Aufnahmebereichen 404 bzw. 406. In jeder Fig. 18A bis 18D ist schematisch in der Nähe der jeweiligen Schneidendarstellungen die Detektorfläche dargestellt. Dabei handelt es sich um den bereits mehrfach besprochenen Detektor mit Quadranten Di bis Div-

Bei den dargestellten Bildformen ist zu verstehen, dass das Licht durch die bevorzugte, beschriebene Optik auf die Detektorebene geworfen wird. Damit besitzt das an der Detektorebene auffallende Licht nicht das schematisch an den Detektorflächen in Fig. 18A bis 18D gezeigte Erscheinungsbild, sondern wird, wie bereits erklärt, gleichmässig verteilt sein. In jedem Falle nach Fig. 18A bis 18B misst der Detektor zwei Werte, die* proportional zur X-Zentroidstellung mal dem gesamten empfangenen Lichtfluss sowie der Y-Zentroidstellung mal dem gesamt empfangenen Lichtfluss sind. Da bei beiden Werten der Gesamtfluss der gleiche ist, sind die Werte tatsächlich proportional zu den Zentroidstel-lungen nach X und Y.

Zusätzlich wird erkannt, dass die Anordnung aus Quelle und Detektor so ausgelegt ist, dass jede Schneide gleiche Gesamtlichtwerte besitzt und in jeder Hinsicht um das Pupillen-bildzentrum am Detektor symmetrisch ist. Auf diese Weise können die gemessenen Werte mit einem nachfolgend beschriebenen Verfahren addiert und subtrahiert werden, so dass sowohl eine Brechungs- wie auch eine Pupillen-Dezen-trierungs-Information erhalten werden kann.

In Fig. 18A gilt,

XcA = RxA + Xp Yca = Rya + Yp,

wobei

Xca = X-Wert der Zentroidlage,

Yca = Y-Zentroidlage,

Rxa = Versetzung des Zentroids vom Pupillenzentrum in X-Richtung,

Rya = Versetzung des Zentroids vom Pupillenzentrum in Y-Richtung,

Xp = X-Wert des Pupillenzentrums,

Yp = Y-Wert des Pupillenzentrums

In gleicher Weise gilt in Fig. 18B

Xcb = Rxb + Xp Ycb = Ryp + YP

Infolge der beschriebenen Verteilungssymmetrie gilt

Rxb = —Rxa so dass folgt: Ryb — — Rya

Xcb = Xp — Rxa Ycb = Yp — Rya-

Das bedeutet:

Xca + Xcb = Xp + Rxa + Xp — Rxa = 2Xp Yca + Ycb = Yp + Rya + Yp — Rya = 2Yp.

Das zeigt, dass die Messwerte addiert werden können, d.h. die X-Werte und die Y-Werte jeweils miteinander, um Werte zu erhalten, die direkt proportional zur Pupillen-Dezentrierung sind. Es ist zu bemerken, dass hier keine (Ver-schreibungs-) Brechkraft-Information enthalten ist.

Ähnlich ergibt sich:

Xca — Xcb = Xp + Rxy — (Xp — Rxy) = 2Rxa Yca — Ycb = Yp + Rya — (Yp — Rya) = 2Rya

Dadurch wird gezeigt, dass eine korrekte Subtrahierung der gemessenen Werte zu Werten führt, die direkt proportional der Versetzung des Zentroids (d.h. des nach der obigen Formel bestimmten Schwerpunktes) des empfangenen Pupillenmusters vom Pupillenzentrum selbst sind. Zusätzlich ergeben sich, da diese Werte die Versetzungen des Zentroides in X- und Y-Richtung sind, sowohl die Grösse als auch die Richtung dieser Versetzung, die wiederum direkt zu dem Brechungsfehler in Beziehung stehen, wie bereits früher erklärt wurde/

Es wurde in dieser Beschreibung zuvor bemerkt, dass eine parallele Reihe von Schneiden keine vollständige Brechungsinformation ergibt (obwohl sie die Dezentrierung der Pupille ergibt). Die restliche notwendige Information wird nun über die zweite parallele Reihe von Schneiden entsprechend Fig. 18C und 18D enthalten. Es ist dabei daraufhinzuweisen, dass in allen Figuren die Relativstellung des Pupillenzentrums zum Detektorzentrum gleich ist.

Zusammengefasst wird durch Addieren aller X-Zentroid-werte ein Wert erhalten, der proportional zur X-Komponen-te der Pupillen-Dezentrierung ist. Durch Addieren aller Y-Zentroidwerte wird ein Wert proportional zur Y-Komponente der Pupillen-Dezentrierung erhalten, und durch korrektes Subtrahieren der Werte bei parallelen Schneidenpaaren entstehen vier der Brechung proportionale Werte nämlich:

Xca — Xcb = 2Rxa Yca — Ycb = 2Rya Xcc — Xcd = 2Rxc Ycc — Ycd = 2Ryc

Dann ergibt sich, dass Werte proportional zum sphärischen Äquivalent (Seg), zur Querzylinderachse 90°/180c (C+) und zur Kreuzzylinderachse 45°/1350 (Cx) erhalten werden können, wenn die Refraktions-Proportionalwerte in der folgenden Weise kombiniert werden:

Seg ~ Rxc + Rya C+ ~ Rxc — Rya Cx ~ Rxa + Ryc wobei

C+ die 0 — 90° Zylinderbrechkraft und

Cx die 45 —135° Zylinderbrechkraft ist.

Es kann gesehen werden, dass der beschriebene Detektor auch benutzt werden kann, um eine Brechungsoptik so zu steuern, dass die an der Detektorfläche empfangenen Signale abgeglichen werden. Diese Schaltung ist bereits beschrieben und beansprucht in der US-PS 4 070 115. Insbesondere wird in dieser Patentschrift eine Erfindung beschrieben, die in folgender Weise zusammengefasst werden kann:

Es wird eine Linsenmessvorrichtung beschrieben, in welcher kontinuierlich variable Korrekturoptikglieder für sphärische und Zylinderbrechung manipuliert werden, um die Korrekturwerte für ein zu untersuchendes optisches System zu messen. Es wird ein eine Gerade enthaltendes Target auf maximale Schärfe fokussiert, wobei das Target bezogen auf die Achsen des zu untersuchenden optischen Systems willkürlich ausgerichtet ist. Kontinuierlich variable sphärische

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und erste astigmatische Optikglieder werden in nächster Nähe der zu untersuchenden Optik eingesetzt und das Tar-get-Bild wird durch die zu untersuchende Optik und die kontinuierlich variable Optik projiziert. Es werden dann sphärische und erste astigmatische Korrekturen längs mindestens einer diagonal zum Linientarget stehenden Achse bestimmt, bis sich die maximale Schärfe eines projizierten Abbildes der Geraden ergibt. Es ergibt sich eine erste Komponente der Astigmatismus-Korrektur. Ein zweites, wiederum aus einer Geraden bestehendes Target wird eingeführt, das gegenüber dem ersten Target vorzugsweise um 45° geneigt ist. Es wird nun wieder eine sphärische Angleichung gemeinsam mit einer diagonal gerichteten zweiten Astigmatismus-Korrektur längs mindestens einer diagonal zum zweiten Linientarget stehenden Achse hergestellt, bis sich maximale Schärfe des projizierten Abbildes der Geraden ergibt. Das Resultat ist eine zweite Komponente der Astigmatismus-Korrektur und die endgültige sphärische Korrektur. Es werden Vorkehrungen zur Fernbedienung der kontinuierlich veränderbaren Optik beschrieben, um automatisch die Korrekturen zu bestimmen.

Mit bezug auf Fig. 5 dieser US-Patentschrift wird ein Schaltschema angegeben, mit dem ein Detektor mit vier di-stinkten Quadranten die Optikglieder zum Erzielen eines abgeglichenen Bildes ansteuern kann. Die Anpassungen dieser Schaltung an die Gegebenheiten des beschriebenen Detektorabbildes können vom normalen Fachmann auf diesem Gebiet leicht hergestellt werden. In Fig. 16G sind schematisch Linsen zur Erreichung eines derartigen abgeglichenen Bildes als variable sphärische Linsen 516,0°—90°-Zylinder-linsen 518 und 45° — 135°-Zylinderlinsen 520 gezeigt. Diese Linsenanordnung ist direkt von der Fig. 5 der genannten US-PS übernommen.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die vom Auge abgegebene Brechkraft-Information nicht von der Fähigkeit des Auges abhängt, Licht an den Detektor zurückzuwerfen. Es kann der Fall sein, dass eine Netzhaut infolge krankhafter Veränderungen vergrösserte Blutgefässe und/oder andere Verformungen aufweist. Eine solche Netzhaut ist nicht in der Lage, Licht über die gesamte Fläche . gleichmässig zum Detektor zurückzuwerfen. In diesem Fall wird das bei Untersuchung mit einer Schneide nach Fig. 18A— 18D erhaltene Rücklicht sich in seiner Intensität wesentlich von dem bei der Untersuchung mit anderen Schneiden erhaltenen Licht unterscheiden. Durch mathematische Gleichsetzung der gesamten Lichtintensität in jedem Messfall kann trotzdem die Auswirkung von Unregelmässigkeiten der Netzhaut ausgeglichen werden.

Es wird noch einmal daraufhingewiesen, dass in der vorhergehenden Beschreibung und den Gleichungen mit bezug auf Fig. 18A — 18D «Lichtflussmomente» mit bezug auf die jeweiligen benutzten Detektorquadranten eingesetzt wurde. Der Ausdruck «Momente» sollte in dieser gesamten Beschreibung immer in der dort dargelegten Weise angewendet werden.

Ferner ist noch einmal daraufhinzuweisen, dass zum störungsfreien Betrieb die benutzten Aperturen symmetrisch sein sollten, und die Flächen der Aperturen und die Aufnahme- oder Empfangsflächen (Fenster) ebenfalls gleiche Momente besitzen sollten.

Es sollte auch noch einmal betont werden, dass bei Verwendung von Schneiden diese nicht unbedingt rechtwinklig zueinander stehen müssen. Es können beispielsweise Schneiden benutzt werden, die einen Winkel von 45° bilden. Darüberhinaus können bei Anpassung der beschriebenen Berechnungen und/oder der Optik und der Detektorflächen unterschiedliche Winkel zwischen den Untersuchungsschneiden eingesetzt werden. Als zum Anmeldezeitpunkt bevorzugte Ausführung ist die Verwendung paralleler und entgegengesetzt gerichteter Schneiden in symmetrischer, rechtwinkliger Ausführung angesehen worden.

Als optisches System zwischen der «Wöbbel-Platte» und dem Auge kann jedes auf dem Fachgebiet für diese Anwendung bekanntes System eingesetzt werden.

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16 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1. 661198

   PATENTANSPRÜCHE

   1. Vorrichtung zur Augenuntersuchung, gekennzeichnet durch eine beleuchtete Lichtquelle (K) mit einer gradlinigen Begrenzung zur Erzeugung einer Schneide, eine Einrichtung zum Projizieren des Abbildes der Lichtquelle in der Nähe der Schneide auf ein Auge (E) zur Erzeugung einer Beleuchtung der Netzhaut (R) in dem Auge, eine einen Fotodetektor (D) enthaltende Erfassungseinrichtung für das Abbild im Auge und eine zwischen der Lichtquelle und dem Detektor eingefügte Einrichtung (V) mit einer Optik zur Ablenkung auffallenden Lichtes in unterschiedliche Ablenkrichtungen, mit einer optischen Oberfläche, die so ausgebildet ist, dass eine einer Vielzahl nebeneinander befindlicher optischer Elemente (C+, C—, Ai, A2) äquivalente optische Wirkung erzielt wird, wobei jedes optische Element zum gleichmässigen Verteilen von auffallendem Licht über einen Verteilungsbereich ausgebildet ist, wobei, wenn Licht auf die Optik über eine Vielzahl von optischen Elementen in einem bestimmten Verteilungsmuster auffallt, dieses durch die Optik mit Wiederholung einer Zentralverteilung verteilt wird, deren Vertei-lungsintensität auf die Stellung eines Abbildes an der Oberfläche der Optik bezogen ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Optik (V) durchsichtig ist, wobei die optischen Elemente in Spalten und Zeilen angeordnet sind, und die optischen Elemente Kombinationen von mindestens nebeneinander liegenden positiven sphärischen Linsen, negativen sphärischen Linsen, Kreuzzylinderlinsen einer ersten Ausrichtung und Kreuzzylinderlinsen einer zweiten, von der ersten verschiedenen Ausrichtung darstellen.
3. 3. Vorrichtung zur Augenuntersuchung, gekennzeichnet durch eine beleuchtete Lichtquelle mit einer Schneidenbegrenzung, eine Einrichtung zum Projizieren des Abbildes der Lichtquelle in der Nähe der Schneide auf ein Auge zur Beleuchtung der Netzhaut in dem Auge, eine Einrichtung zum Projizieren der beobachteten Beleuchtung des Auges längs eines optischen Wege unmittelbar über der Schneide zu einer Detektorebene, einen an der Detektorebene befindlichen, fotoelektrischen Detektor, eine Vielzahl von mit dem Detektor zur Abgabe von zur Verteilung von Licht auf dem Detektor proportionalen elektrischen Signalen angeschlossenen elektrischen Leitungen, eine zweite, von der beleuchteten Schneide entfernt gelegene Lichtquelle, die bei Projizierung des Abbildes der zweiten Lichtquelle auf das Auge an diesem ein symmetrisches Abbild erzeugt, das dazu dient, das spiegelreflektierte Licht von der ersten Lichtquelle auszugleichen.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor mindestens zwei lichtempfindliche Flächen (Di, Du, Dm, Drv) enthält, die elektrisch voneinander unabhängig sind, und dass von jeder lichtempfindlichen Fläche mindestens eine Leitung zur Abgabe eines zur auf die Fläche auffallenden Lichtintensität proportionalen Signales wegführt.
5. 5. Vorrichtung zur Augenuntersuchung, gekennzeichnet durch eine beleuchtete Lichtquelle (K) mit einer Schneidenbegrenzung (15), einen Blickweg (16) zum Erblicken eines Auges (E) unmittelbar über der Schneide, eine Einrichtung zum Projizieren des Abbildes der Lichtquelle in der Nähe der Schneide auf das Auge zur Erzeugung der Beleuchtung der Netzhaut (R) des Auges, eine Projektionseinrichtung zur Projizierung der beobachteten Beleuchtung des Auges längs eines optischen Weges (16) unmittelbar über der Schneide auf eine Detektorfläche (D), eine in vier diskrete Quadranten (Di, Du, Dm, Div) unterteilte Detektormatrix, wobei jeder Detektormatrix-Quadrant lichtempfindlich ist und seine lichtempfindlichen Elemente elektrisch von den lichtempfindlichen Elementen anderer Quadranten isoliert sind, und durch eine Einrichtung (55) zur Aufnahme eines elektrischen

   Signals von mindestens einer mit mindestens einem der Quadranten verbundenen Elektrode zur Abgabe eines zur Beleuchtung aller Quadranten proportionalen elektrischen Signales.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle eine Vielzahl von Schneiden (416, 418,419; 426,428, 429) enthält dass eine transparente Optik vorgesehen ist, und dass nebeneinander angeordnete optische Elemente negative Linsenelemente enthalten, dass die Einrichtung zur Projizierung des Abbildes der Lichtquelle zu dem Auge eine Optik (V) zur Ablenkung von Licht nach unterschiedlichen Richtungen enthält mit einer Kombination aus einer optischen Oberfläche mit einer Änderungsrate, die äquivalent der Vielzahl nebeneinander angeordneten optischen Elemente entspricht, wobei jedes optische Element zum Verteilen von darauf auffallendem Licht gleichmässig über einen Verteilungsbereich ausgebildet ist, wodurch auf jedes optische Element auffallendes Licht in ein erstes Zentralmuster von der Optik verteilt wird und, wenn Licht auf die Optik über eine Vielzahl von optischen Elementen in einem Muster auffällt, dieses von der Optik mit einer Wiederholung des Zentralverteilungsmusters verteilt wird, deren Verteilungsintensität auf die Stellung eines Abbildes an der Oberfläche der Optik bezogen ist.
7. 7. Vorrichtung zur Augenuntersuchung, gekennzeichnet durch eine beleuchtete Lichtquelle mit einer Begrenzung mit Schneiden-Grenzlinien, eine Einrichtung zum Projizieren des Abbildes der Lichtquelle in der Nähe der Schneidenbegrenzung zu einem Auge zur Erzeugung einer Beleuchtung der Netzhaut in dem Auge, eine Einrichtung zur Beobachtung der Beleuchtung des Auges, welche Einrichtung längs eines optischen Weges unmittelbar neben der Schneidenbegrenzung sitzt, wobei die Beobachtungseinrichtung einen Fotodetektor mit einzelnen Detektorabschnitten in Kombination mit einer Optik zum Empfang von an einer optisch aktiven Oberfläche auffallendem Licht von dem Auge und zur Verteilung des Lichtes von jedem Punkt der Oberfläche zu einem verteilten Punktmuster an der Detektoroberfläche enthält.