CH664888A5 - DEVICE FOR EYE EXAMINATION. - Google Patents

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CH664888A5
CH664888A5 CH503285A CH503285A CH664888A5 CH 664888 A5 CH664888 A5 CH 664888A5 CH 503285 A CH503285 A CH 503285A CH 503285 A CH503285 A CH 503285A CH 664888 A5 CH664888 A5 CH 664888A5
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CH
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light
lens
detector
eye
cutting edge
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Application number
CH503285A
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William Edwin Humphrey
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Allergan Humphrey
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Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Augenuntersuchung gemäss dem unabhängigen Anspruch 1. The present invention relates to a device for eye examination according to independent claim 1.

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 besitzt. Es ist äusserst schwierig, diese Bilder mit geringer Lichtstärke von der Ferne zu erfassen. Cutting optics have not yet been practically used with remote lens refractors. This is because the images created by cutting optics in conjunction with the eye have extremely low light values or illuminance levels. It is extremely difficult to capture these images from afar with low light intensity.

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. Low light level detectors are subject to noise. In particular, the resistance or impedance between adjacent portions of the same photosensitive surface when detecting a difference in photosensitivity over a wide detection area is very small. With low resistance and correspondingly high electron mobility, the signal / noise ratio quickly interferes with the image difference that is to be recorded. There is a great difficulty in the practical implementation of capturing images with low light values.

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-Information ist und nicht mit dieser zusammenwirkt. Up to now, lens refractors have been very sensitive to the position of the eye. An exact adjustment of the eye has so far been required before an accurate lens refraction can be carried out. An automatic alignment has not previously been provided, in particular not in a form in which the positioning information is separate and different from the refraction information and does not interact with it.

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. In particular, known objective refractors are also sensitive to the light value or light intensity returning from the eye. For example, if a retina has a change in the light reflected back to the observer over its surface, large changes have so far occurred in the readings required for the prescription of glasses or lenses.

2 2nd

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 5 kollimiertes Licht zu dem Auge hin geworfen. Vorzugsweise ist ein Projektionssystem zwischen der Schneide und dem Auge vorgesehen und wird gleichzeitig zur Projizierung des sich ergebenden Abbildes vom Auge zu einem Bilddetektor benutzt. Die von der Pupille des Auges zurückgeworfenen io 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 senk-i5 recht zur Schneidenkante zeigen Komponenten des Astigmatismus längs Achsen an, die einen Winkel zur Schneidenkante besitzen. The aim of this invention is to provide a cutting examination with informative lighting patterns on the retina of the human eye. Accordingly, 5 collimated light is thrown towards the eye by a light source with a cutting edge limitation. A projection system is preferably provided between the cutting edge and the eye and is used at the same time for projecting the resulting image from the eye to an image detector. The light patterns reflected by the pupil of the eye have a characteristic shape in relation to the cutting edge. The boundaries between light and dark sections of the pupil with components parallel to the cutting edge indicate components of spherical and astigmatism refraction values. Limits with components perpendicular to the cutting edge indicate components of astigmatism along axes that are at an angle to the cutting edge.

Ein Vorteil der Benutzung von Schneidenuntersuchungen mit bezug auf das menschliche Auge besteht darin, dass 20 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 Mehrfach-25 ablesen mit Verschiebung (hunting) verbessert werden. An advantage of using cutting edge examinations with respect to the human eye is that there is an informative pattern of pupil illumination that not only indicates refractive errors, but also the direction and magnitude of the correction required. Accordingly, the output signal of the detector for determining optimal correction values need not be improved by multiple readings with a shift (hunting).

Vorzugsweise sollen Messergebnisse für das menschliche Auge durch Objektivrefraktion unter Benutzung mindestens einer Lichtquelle, mindestens einer Schneide, einer kombinierten Projektions- und Empfangsoptik und einem Photo-30 detektor geschaffen werden. 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 Projektions-35 anlage, 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 45 zurückkehrenden Strahl undurchsichtig ist, und umgekehrt. Measurement results for the human eye are preferably to be created by lens refraction using at least one light source, at least one cutting edge, a combined projection and reception optics and a photo detector. The light source illuminates the eye through an aperture which is formed in such a way that at least part of the aperture boundary is rectilinear, so that it acts as a cutting edge boundary for the outgoing beam. The outgoing beam passes through the optics in a projection system, and the images created on the eye are passed through the same optics to the detector, which serves as a recording system. A single cutting edge can be used, which then serves as a cutting edge for the projected light and the light returning from the eye. In fact, any such straight and cutting-like boundary that serves as the aperture edge for both the emitting and returning light can serve this purpose, provided that the side of the boundary that is transparent to the outgoing beam is for the returning beam is opaque, and vice versa.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung soll eine Kanten-Illuminationssequenz von vorzugsweise vier Schneiden zur Erfassung oder Vermessung des Auges geschaffen werden. Diese Schneidenkanten sind vor-50 zugsweise 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 55 Winkel zur ersten Achse liegt. Diese einander entgegengesetzte Beleuchtung von Schneidenkanten erzeugt einen «Ge-gentakt-»(push-pull-)Effekt bei den entstehenden Abbildern. Bildänderungen infolge sich ändernden optischen Werten in Kugel- und Zylinderbrechung sowie Achsenrichtung 60 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 65 eine reduzierte Empfindlichkeit gegenüber der Augenstellung erreicht. In a preferred embodiment of the invention, an edge illumination sequence of preferably four cutting edges is to be created for the detection or measurement of the eye. These cutting edges are preferably subdivided into mutually facing pairs. One pair of cutting edges is illuminated from opposite directions parallel to a first axis, while the second pair of cutting edges is illuminated from opposite directions parallel to a second axis, which is at a right angle to the first axis. This opposing illumination of cutting edges creates a “push-pull” effect on the resulting images. Changes in the image due to changing optical values in the refraction of the spheres and cylinders as well as the axis direction 60 can be separated from other image deteriorations, such as mirror reflection from other parts of the eye, as well as from optical flare and the like, which are caused by the optical observation device (interrogating optical train) ) come. In addition, a reduced sensitivity to the eye position is achieved.

Ein Vorteil der beschriebenen Gegentakt-Schneiden-Untersuchung des Auges besteht darin, dass zwei getrennte An advantage of the described push-pull cutting examination of the eye is that two separate ones

3 3rd

664 888 664 888

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). and counteraction-free information bases are generated. First, there is position information and then refraction information. Each of these respective locations or Refraction information bases are separate and non-interactive (non-interactive).

Ein weiterer Vorteil einer Ausführungsform besteht darin, dass in einem weiten Bereich akkurate Brechwertmessungen des Auges erhalten werden. Das Instrument ist gegenüber der Einrichtung relativ unempfindlich. Damit werden akkurate Brechwerte auch dann erzielt, wenn eine relativ bedeutsame Bewegung des Patienten während der Messung stattfindet. Another advantage of one embodiment is that accurate refractive index measurements of the eye are obtained over a wide range. The instrument is relatively insensitive to the device. Accurate refractive indices are thus achieved even if a relatively significant movement of the patient takes place during the measurement.

Ein weiterer Vorteil einer Ausführungsform besteht darin, dass ein grosser Bereich von Pupillenformen erfasst werden kann. Darüberhinaus können Pupillenbereiche, deren Lichtdurchlass zum aufnehmenden Detektor irregulär ist, gemessen werden. Derartige Refraktionsmessungen sind unempfindlich gegenüber örtlichen Netzhautänderungen, die die Menge des zum Detektor zurückgesandten Lichtes betreffen. Another advantage of an embodiment is that a large range of pupil shapes can be detected. In addition, pupil regions whose light transmission to the receiving detector is irregular can be measured. Refraction measurements of this type are insensitive to local retinal changes which affect the amount of light returned to the detector.

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 Korrektor nacheinander nach Grösse und Richtung identifiziert werden. An advantage of the invention in this respect is that illuminated cutting edges arranged on the circumference can be examined in succession with a single detector. During this successive examination, the components of the required optical corrector can be identified one after the other according to size and direction.

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. An additional advantage is that the cutting edges can each be provided with frequency-coded light separately. A simultaneous examination of multiple cutting edges can take place in this way. Furthermore, this invention creates a preferred matrix of four cutting edges for examining the eye. The cutting edges are aligned perpendicular to each other in pairs.

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. An advantage of these cutting edge projection systems and light value detectors is that they can be recorded in instruments of different lengths. In addition, by using infrared radiation, the patient can look at an illuminated target along a first path and can be examined along the same path to perfect the retinal image. A preferred embodiment with an examination using light-emitting diodes in the infrared spectrum is described.

Damit schafft eine 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 photodistinkten Anteil wird von dem Photodetektor ein Signal mit einem geringen Rauschanteil im Signal abgegeben. Thus, an embodiment of the invention also provides a preferred detector matrix for detecting low level light that falls back from an eye that is being examined for an edge. According to the invention in this regard, the detector matrix is divided into four discrete quadrants. Each of these quadrants is photodistinct to the extent that the photosensitive elements are electrically isolated from one another. By means of this supply of light to a photodistink component, the photodetector emits a signal with a low noise component in the signal.

Weiter wird durch eine Ausführungsform der Erfindung 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 Zentroi-des des Abbildes mit niedrigem Lichtpegel ab. Furthermore, an embodiment of the invention creates a combination with a detector with photodistink elements with specialized optics for light distribution. According to this side of the invention, multi-element lenses are inserted between an image in the eye pupil with low light level and the detector. If the image with the low light level is centrally located, the light is distributed evenly over all four quadrants of the detector. In the case of a linear change in position of the centroid of the image with a low light level, a corresponding linear change in the image intensity occurs in all detector quadrants. The detector emits a signal proportional to the offset of the center of the image with a low light level.

Ein Vorteil dieser erfindungsgemässen 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. An advantage of this embodiment according to the invention is that the detector is particularly suitable for detecting the center of images with a low light level, as they fall back when examining the cutting edge of the eye. The optical center of an image with a low light level can be displayed quickly. Corresponding corrections can be applied to the eye in order to objectively determine the required refractive correction.

Weiter ergibt sich durch eine Ausführungsform der Erfindung ein Verfahren zur Messung der zurückgeworfenen Abbilder mit geringem Lichtpegel an den Detektorsegmenten. Es wird erfindungsgemäss ein Summierungsverfahren beschrieben, bei dem das Abbild an zwei Quadranten summiert und ein Unterschied zu dem Abbild bei dem restlichen Quadrantenpaar gebildet wird. Mittels der Entwicklung eines Verhältnisses der Bildintensitätsunterschiede relativ zu dem in allen Quadranten empfangenen Licht wird ein Bildsignal erhalten, das proportional zur Versetzung der projizierten Abbilder mit geringem Lichtpegel ist. Furthermore, an embodiment of the invention results in a method for measuring the reflected images with a low light level at the detector segments. According to the invention, a summation method is described in which the image is summed on two quadrants and a difference is formed to the image in the remaining pair of quadrants. By developing a ratio of the image intensity differences relative to the light received in all quadrants, an image signal is obtained which is proportional to the displacement of the projected images with a low light level.

Weiter wird durch eine Ausführungsform der Erfindung 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. Furthermore, an embodiment of the invention provides a lens configuration for use in detecting low level light. According to a first embodiment, a resulting cutting edge image is forwarded to a matrix of refractive optical edges or prisms. This matrix of refractive prisms results in a change in the refractive intensity when the dislocation is changed from a neutral position.

Weiter ergibt sich durch eine Ausführungsform der Erfindung eine Klasse von Bild-Verteilungsoptiken, 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. Furthermore, an embodiment of the invention results in a class of image distribution optics which can be used to displace light with optical detectors, preferably with discrete photo quadrants. According to this embodiment of the invention, an optical matrix is generated with an overall optical effect, which can best be described using lens optics of the cross-cylinder variants. A first group of cylinders (with either positive or negative refractive power) is placed in a first direction to produce a first light deviation effect. A second group of cylinders is placed in a different direction (preferably at right angles to the first direction) and arranged so that a second light deviation effect is produced. The cylinders used can be selected from pairings which can be positive / positive, negative / positive or positive / negative (in any order). The result is an overall matrix of optical elements, which generates a light distribution on each quadrant of the photodiscrete detectors.

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. An advantage of these lens elements when used with photodiscrete detectors is that with a larger number of discrete elements, the alignment of the lens elements with respect to a cutting edge becomes less and less critical. For example, if a large number of randomly distributed elements are used, the need for precise alignment of the cutting edges with respect to the elements completely disappears.

Weiter werden durch Ausführungsformen der Erfindung 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 Furthermore, embodiments of the invention provide still other configurations of lens elements that serve to distribute light among photodiscrete detector segments in proportion to the displacement of low-intensity images. For example, conical and arbitrarily aligned prismatic segments together have an effect that can be used with the photodiscrete detectors described. A preferred embodiment of this invention contains a matrix formed by cylindrical lenses with positive and negative refractive powers

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

664 888 664 888

erzeugt wird. Diese Zylinder sind nebeneinander angeordnet. Längs einer Seite der Linse sind positive und negative Zylinder nebeneinander ausgerichtet. Längs der entgegengesetzten is produced. These cylinders are arranged side by side. Positive and negative cylinders are aligned along one side of the lens. Along the opposite

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 zweiter, um 90c 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. On the side of the lens, positive and negative cylinders are arranged next to one another and preferably at right angles to the first arrangement. The result is a matrix of crossed cylindrical lenses. with positive spherical, negative spherical and cylindrical lenses - in the first orientation second, rotated by 90c. This specialized lens has the advantage. To distribute light evenly in a pattern that is not unlike that of a trace of various Lissajous figures.

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. An advantage of this lens is that when combined with a cutting edge that cuts through the lens matrix, the cutting edge can produce symmetrical detection patterns at the boundary. These patterns distribute light evenly over a certain area, and the light distributed in this way can then be detected by photodiscrete detection elements.

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. An advantage of the cutting edges used with the matrix of cylindrical lenses is that the electrical output signal of the detector is directly proportional to the intensity of the image and the image offset. In addition, extremely low light levels can be detected. All in all, segments of the photosensitive surface can be electrically insulated from one another.

Ein Vorteil der Zylinderlinsenausführung besteht darin, dass das zur Erfassung des Lichtes erforderliche Projektionssystem gekürzt wird. Infolgedessen trägt dieses Projektionssystem zur Kompaktheit des erflndungsgemässen Detektors bei. An advantage of the cylindrical lens design is that the projection system required to detect the light is shortened. As a result, this projection system contributes to the compactness of the detector according to the invention.

Weiter schafft eine Ausführungsform der Erfindung eine bevorzugte Ausführung der Linsenelemente, 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. Furthermore, an embodiment of the invention provides a preferred embodiment of the lens elements which are attached in front of a four-quadrant detector. According to this embodiment of the invention, negative lens surfaces are distributed next to one another in an arbitrary distribution over an optical, preferably a refractive surface. In particular, these surfaces are provided with an arbitrary orientation and a small distance. The result is an easy-to-assemble lens element.

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. An advantage of this embodiment of the invention is that the optical surface can be built up easily. For example, it has been found that a perfectly satisfactory optical element is obtained by using a positive shape such as a ball bearing pressed on an optical surface or a reproducing medium for an optical surface.

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. Another advantage of the invention is that the arbitrarily manufactured optical surface or "pebble plate" to be described eliminates the need. align the cutting edge precisely with respect to an axis of the plate. Instead, the bubble plate and the optical elements used therewith can be arbitrarily aligned with one another.

Weiter wird durch eine Ausführungsform der Erfindung 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 auftrat. Bei diesem Segment der Linse tritt eine komplementäre Âbbiegung des Lichtes 5 auf. Damit ergibt sich eine vergrösserte Versetzung des Lichtes. Furthermore, an embodiment of the invention provides a preferred embodiment of the matrix of cylindrical lenses in combination with a cutting edge. The light from the cutting edge is projected through the specialized optics to the eye, and light reflected by the eye again passes through adjacent sections of the specialized cylindrical lens. This results in a passage of light to the eye with a Lissajous-like distribution of light along the cutting edge. As a result, only a portion of the light so projected can be seen over the cutting edge. The rest of the light projected from the cutting edge to the eye cannot be returned to the detectors. because the physics of cutting edge examination shows these rays as invisible. The portion seen across the cutting edge is mapped back to a position immediately above the segment of the cylindrical matrix from which the projection originally occurred. A complementary deflection of light 5 occurs in this segment of the lens. This results in an increased displacement of the light.

Ein Vorteil dieser Ausführung der Erfindung besteht darin, dass die Schneidenuntersuchungs-Physik in Kombination mit einer vorhersehbaren Verteilung des Lichtes an der io 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. An advantage of this embodiment of the invention is that cutting edge physics is used in combination with a predictable distribution of light at the edge of the cutting edge to block out all light except that which has the required projection angle to be visible upon return. The result is a low-level light signal with increased sensitivity, which is reflected by the eye.

15 Ein weiterer Vorteil einer Ausführungsform der 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 er-20 zeugt einen Bild-«Schwerpunkt», der ein erhöhtes und verbessertes Signal ergibt. Another advantage of an embodiment of the invention is that the returning light occurs on a segment of the cylindrical matrix lenses that creates a complementary deflection. This complementary deflection not only deflects the light further, but it creates an image “focus” that gives an increased and improved signal.

Als weitere Ausführung dieser Erfindung ergibt sich ein Beleuchtungsmuster zur Überstrahlungsbeeinflussung (flare control). Entsprechend dieser Ausführung der Erfindung 25 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 30 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 35 verbleibenden Bildänderungen sind lediglich eine Funktion der Schneidenkanten, und die Schneidenabbilder können benutzt werden, um die Richtung (sense) der erforderlichen Korrektur zu bestimmen. A further embodiment of this invention results in an illumination pattern for influencing the flare control. According to this embodiment of the invention 25, the projected light is weighted according to its intensity around the center of the detector. Two light sources are preferably directed onto opposite sides of the cutting edges used. One area is far from the cutting edge, while the other area is adjacent to the cutting edge 30. The mirrored images are a function of the lighting of both areas and are symmetrical or cancel each other out in their effect. These specular reflections form a uniform background for the detector that can go unnoticed. The remaining 35 image changes are only a function of the cutting edge, and the cutting edge images can be used to determine the direction (sense) of the correction required.

40 Weiter ergibt eine Ausführungsform der Erfindung 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 De-45 tektor 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. Schneidekanten werden mit jeder Apertur ausgerichtet. Die zentrale Apertur enthält so 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 gewen-55 det. 40 Furthermore, an embodiment of the invention results in a preferred combination of cutting edges and aperture for a detector using the described properties of the invention. According to this design, a detector with five apertures is described. The De-45 tector has a central aperture with a dimension of approximately 2x2 units. Four peripheral apertures are arranged to capture light from each aperture based on the dimensions lxl. Cutting edges are aligned with each aperture. The central aperture thus contains four internal cutting edges on the circumference of the central aperture with 2x2 units. The 1 x 1 apertures on the circumference contain pairs of cutting edges. These cutting edges are each aligned parallel to a cutting edge of the central aperture and turned in the opposite direction.

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 benutzt wird. 60 Als weiterer Vorteil des bevorzugten Detektorkopfes gilt, dass dieser insbesondere zur Verwendung mit entgegengesetzten Erfassungsausgestaltungen verwendbar ist. Beispielsweise kann der Detektorkopf zur Prüfung der erzeugten Abbilder auf Grundlage von «Gegentakt»-Basis benutzt wer-65 den. Ein weiterer Vorteil der bevorzugten Kantenkonfiguration besteht darin, dass die Lageinformation und die Brechungsinformation des Auges separat und ohne Gegenwirkung sind. The advantage of this embodiment of the invention is that all light sources in the detector head are active. There are no light sources arranged only to emit light that is not used in a cutting examination. 60 Another advantage of the preferred detector head is that it can be used in particular for use with opposite detection configurations. For example, the detector head can be used to check the generated images on the basis of a “push-pull” basis. Another advantage of the preferred edge configuration is that the position information and the refraction information of the eye are separate and without counteraction.

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Weiter ergibt sich durch die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erstlokalisierung eines Auges zur Untersuchung. Dieses Verfahren und 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 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 der 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. Furthermore, the invention results in a method and a device for the first localization of an eye for examination. This method and device uses the specialized detector head just described. First, sections along the colinear borders of the central and two peripheral apertures are illuminated. The single cutting edge of the central aperture is turned in a first direction and is generally two units in length. The paired cutting edges of the peripheral aperture are turned in the opposite direction and each have a length of one unit. All edges are examined together. The central edge, two units in length, illuminates the eye on one side of the axis, the paired and peripheral portions of the cutting edge illuminate the eye on the opposite side of the same axis. Since the eye is illuminated from both sides of the optical axes, the sensitivity to refractive errors is eliminated. However, using parallel spaced colinear boundaries, both the positioning of the optical axis to the eye and the correct distance of the eye can be created. The result is a detector that is particularly sensitive to the position of the eye in front of it.

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. An advantage of the described sequence for positioning the eye is that the refractive effects of eye defects are compensated for. If the cutting edges are turned in opposite directions and are of the same length, the light projection generated is not sensitive to the respective refractive errors of the eyes. Instead, the detectors illuminate all types of eyes uniformly and allow these eyes to be centered both transversely and in the direction toward or away from the detector.

Weiter wird erfindungsgemäss 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. Furthermore, according to the invention, a particularly suitable cutting combination is created which is sensitive to the refractive errors and insensitive to the positioning of the eye. According to this view of the invention, sections of the apertures are illuminated on their cutting edges. Typically, a cutting edge is illuminated that is turned along the central aperture. Appropriate cutting edges on the peripheral apertures are illuminated. The corresponding cutting edges are turned in the same direction, parallel, but separated from each other by the width of the central aperture. All cutting edges are aligned in the same direction.

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. An advantage of this aspect of the invention is that only refractive effects due to eye defects are recorded, and effects due to the positioning of the eye are largely eliminated.

Weiter ergibt sich durch die Erfindung 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. The invention also results in a sequence of eye checks. In accordance with this aspect of the invention, the eye is first positioned along colinear portions of the aperture using the cutting edges illuminated in different directions. Then, cutting edges aligned in the same direction along different sections of the aperture are illuminated. The optical prescription for the eye is determined during this last-mentioned cutting edge measurement.

Ein Vorteil dieser Prüfungsabfolge für das Auge unter Benutzung des bevorzugten erfindungsgemässen 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 depen 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 er-fassten 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. An advantage of this test sequence for the eye using the preferred detector according to the invention is that two discrete measurements can be carried out with the preferred detector. First, the centroid of the eye is determined using pairs of cutting edges, each of which is colinear but turned in opposite directions. Then the refraction information is determined using other pairs of cutting edges, each part of the pair being aligned in parallel, with a distance from one another, but being turned in the same direction. This information arises from the difference between the light levels reflected by the eye and the checks between the second and different pairs of cutting edges. This difference contains the refraction information, which is insensitive to position information and separate from it.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Ausgangssignale der Detektoren leicht zum Antrieb von Motoren bei der Korrekturoptik anpassbar sind. Die Motore können aktiviert werden, um Fehler auszugleichen und emmetrope Brechung des Auges mittels Korrekturoptik zu erzielen. Another advantage of the invention is that the output signals of the detectors can be easily adapted to drive motors in the correction optics. The motors can be activated to compensate for errors and to achieve emmetropic refraction of the eye using correction optics.

Ein Vorteil dieser Vorrichtung besteht darin, dass das Auge zunächst genau mit bezug auf den Objektivrefraktor positioniert wird. Während dieser Positionierung werden alle 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. An advantage of this device is that the eye is initially positioned precisely with respect to the objective refractor. During this positioning, all existing optical errors in the eye are ignored. After that, as soon as the eye is precisely measured with regard to the positioning, the optical errors of the eye are determined. This is also determined when small movements of the eye to be examined naturally occur. These little movements are ignored.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert; in der Zeichnung zeigt: The invention is explained in more detail below using the drawing, for example; in the drawing shows:

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 1A - 1H respective representation and projections of light rays through the human eye from a cutting edge with a schematic representation of the shape of the cutting image to be seen, wherein

Fig. 1A ein Auge mit myoptische oder kurzsichtigem Zustand, 1A an eye with myoptic or myopic condition,

Fig. 1B ein Schema des durch ein solches Auge erzeugten charakteristischen Bildes, 1B is a schematic of the characteristic image generated by such an eye,

Fig. IC ein Brechungsschema einer einen solchen Zustand erzeugenden positiven sphärischen Linse, IC is a refractive diagram of a positive spherical lens producing such a state,

Fig. 1D ein Auge mit hyperoptischem oder «weitsichtigem» Zustand, 1D an eye with a hyper-optical or “far-sighted” state,

Fig. IE ein Schema des durch ein solches Auge erzeugten charakteristischen Abbildes, IE shows a diagram of the characteristic image generated by such an eye,

Fig. 1F ein Vektorschema einer Linse zur Erzeugung eines solchen Zustandes, 1F is a vector diagram of a lens for generating such a state,

Fig. IG ein kombiniertes Vektorschema, Schneiden- und charakteristisches Abbildschema eines Auges mit Astigmatismus, der längs 45°/135°-Achsen gerichtet ist, und Fig. IG a combined vector scheme, cutting and characteristic mapping scheme of an eye with astigmatism, which is directed along 45 ° / 135 ° axes, and

Fig. 1H ein kombiniertes Vektorschema, Schneiden- und charakteristisches Abbildschema eines Auges mit Astigmatismus, der längs 0°/90°-Achsen gerichtet ist, 1H is a combined vector scheme, cutting and characteristic mapping scheme of an eye with astigmatism, which is directed along 0 ° / 90 ° axes,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines Abbilddetektors nach dem Stand der Technik, wobei eine Ausführung mit hohen Rauschanteilen dargestellt ist, 2 shows a perspective illustration of an image detector according to the prior art, an embodiment with high noise components being shown,

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, 3 shows an embodiment of a detector with a low light level, an image of a light source being focused on dispersing prism wedges and these wedges displacing the resulting image proportionally on discrete photosensitive surfaces,

Fig. 4A eine perspektivische Darstellung einer mit der Erfindung einsetzbaren spezialisierten Zylinderlinsenmatrix mit untergelegter Schemadarstellung zur Erklärung der Linsenfunktionen, 4A is a perspective view of a specialized cylindrical lens matrix that can be used with the invention, with an underlying schematic representation for explaining the lens functions,

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, 4B shows a diagram of segments of the cylindrical lens matrix from FIG. 4A, segments with positive spherical refraction, negative spherical refraction and two components of astigmatism along different axes being shown in each case,

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung einer Vierelementlinse, die durch ein sphärisches Linsensystem von einer Lichtquelle auf eine Bildebene abgebildet wird, 5 shows a perspective illustration of a four-element lens which is imaged by a spherical lens system from a light source onto an image plane,

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung ähnlich Fig. 5 mit einem Mehrfach-Linsensegment-System, 6 is a perspective view similar to FIG. 5 with a multiple lens segment system,

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung ähnlich Fig. 6 mit Fig. 7 is a perspective view similar to FIG. 6 with

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drei schräg die Fläche des Linsenelementes überdeckenden Schneiden, three cutting edges obliquely covering the surface of the lens element,

Fig. 8A, 8B u. 8C jeweilige Darstellungen von Linsenelementen und sich auf den Erfassungsebenen ergebenden Abbildern von über den spezialisierten Linsenelementen angeordneten Schneiden, 8A, 8B and. 8C respective representations of lens elements and images of cutting edges arranged on the detection planes, arranged above the specialized lens elements,

Fig. 9 eine perspektivische Darstellung eines Niedriglichtpegel-Detektors der Erfindung mit besonderer Hinsicht auf die sich ergebende Matrix aus photodiskreten Segmenten, die einer Koordinatentransformation zur Messung der anwendbaren Ablenkung unterzogen wurden, 9 is a perspective view of a low light level detector of the invention with particular reference to the resulting array of photodiscrete segments that have undergone coordinate transformation to measure the applicable deflection.

Fig. 10A eine schematische Seitenansicht einer an einem myopen (kurzsichtigen) Auge durchgeführte Schneidenuntersuchung mit Darstellung der das im Auge erzeugte Bild beeinflussenden Faktoren, 10A shows a schematic side view of a cutting edge examination carried out on a myopic (short-sighted) eye with a representation of the factors influencing the image generated in the eye,

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, 10B shows a representation of a cutting edge examination with only a schematically shown cylindrical lens matrix and a representation of the preferred improvement of the image using the combination of cylindrical lens matrix and cutting edge,

Fig. 11 eine bevorzugte Ausführung des Projektionssystems unter Benutzung einer Projektionslinse mit gewichteten Beleuchtungsflächen sowohl zur Kontrollierung der Überstrahlung und der Hintergrund-Reflexion, 11 shows a preferred embodiment of the projection system using a projection lens with weighted illumination areas both for controlling the overexposure and the background reflection,

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, 12 shows an alternative embodiment of the system using a lens matrix both for projecting light to the eye and for receiving light from the eye,

Fig. 14A ein Optikschema mit bezug auf das Linsenelement aus Fig. 4A mit einer Darstellung, wie benachbarte optische Elemente Licht zu bestimmten Detektorquadranten umleiten, 14A is an optical diagram with reference to the lens element from FIG. 4A with an illustration of how neighboring optical elements redirect light to specific detector quadrants,

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, 14B shows a representation of the detector quadrants produced from the same cross cylinders, negative cylinders being combined here to form negative lenses and the detector quadrants again being able to be divided into four sections, each section redirecting the incident light to a specific discrete detector segment,

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, 14C is an illustration for demonstrating how a large number of elements reduce the requirements for the cutting edge alignment with respect to the lens segments, FIG. 15A shows a schematic illustration of cutting edges cutting the lens element according to FIG. 14B with the light distribution over the detector segments, FIG.

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, 15B is a schematic representation of the displacement of the image shown in FIG. 15A in the X direction to explain the weighting of the image with reference to the figure,

Fig. 15C eine Darstellung ähnlich Fig. 15B mit einer Bildversetzung in Y-Richtung, 15C is an illustration similar to FIG. 15B with an image offset in the Y direction,

Fig. 16A eine schematische Darstellung des verbesserten Detektorkopfes mit einer Darstellung der 2 x 2-Zentralaper-tur und der vier 1 x 1-Umfangsapparaturen und der jeweiligen Ausrichtung der Schneiden, 16A is a schematic illustration of the improved detector head with an illustration of the 2 × 2 central aperture and the four 1 × 1 peripheral apparatuses and the respective orientation of the cutting edges,

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, 16B is a top view of the detector according to FIG. 16A with an illustration of the apertures and cutting edges, FIG. 16C is an illustration, with the omission of a portion of the optics used, to illustrate how the detector is used to set up an eye in the correct measurement position, wherein three detector states are shown with different eye alignment,

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, 16D shows an illustration similar to FIG. 16C with cutting edges illuminated in an examination sequence for determining the refractive corrections necessary for the eye, FIG. 16E shows a perspective illustration of an eye with images of light sources located therein, the light sources being forwarded to a position in front of the specialized optics are with the resulting projection onto an illustrated detector,

Fig. 16F eine Darstellung, wie die Spiegelreflexion an der Detektorebene eliminiert wird bei der Prüfung durch den Objektivrefraktor, 16F is an illustration of how the specular reflection at the detector plane is eliminated when tested by the objective refractor,

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, 16G is a perspective view similar to FIG. 16E using a cutting edge which, when incorrectly positioned towards or away from the detector screen, results in a signal error,

Fig. 16H eine Darstellung des Detektors aus Fig. 16G, Fig. 16J eine perspektivische Darstellung ähnlich Fig. 16E und 16G mit Verwendung von drei Schneiden, 16H shows a representation of the detector from FIG. 16G, FIG. 16J shows a perspective representation similar to FIGS. 16E and 16G using three cutting edges, FIG.

Fig. 16K eine Ansicht der Detektorfläche aus Fig. 16J bei korrekt eingerichtetem und fokussiertem Detektor, 16K is a view of the detector surface from FIG. 16J with the detector correctly set up and focused, FIG.

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, 16L is a view of the detector from FIG. 16J with the detector not being correctly aligned with respective images on the detector, but which result in the correct optical correction,

Fig. 17 eine perspektivische Ansicht der bevorzugten «Blasenplatte», bei der nebeneinander negative Linsenflächen in ein brechendes Element eingedrückt sind, und 17 shows a perspective view of the preferred “bubble plate”, in which negative lens surfaces are pressed side by side into a refractive element, and

Fig. 18A— 18D jeweils schematische Darstellungen einer Schneide und einer Detektorfläche zur Erläuterung der sogenannten «Gegentakt»-Schneidenuntersuchung des Auges. 18A-18D each show schematic representations of a cutting edge and a detector surface to explain the so-called "push-pull" cutting edge examination of the eye.

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. A lens refractor for the eye using cutting optics will now be described. The cutting optics provide a characteristic illumination of the retina so that the components of spherical and astigmatic refraction can be identified. Provisions have been made for remote reading of the characteristic images, with the result that two orthogonally arranged cutting edge images can identify the refractive properties by sphere, cylinder and the axis values that can be used for the recipe information to indicate the direction and size of the required changes. A system of at least two orthogonally arranged (preferably four) cutting edges with rated lighting is described for detection. The use of cutting edge images is made possible by the acquisition of images with low light values in a detector with a low noise level. Light from the images is distributed proportionally over the surface on a light-sensitive element which is divided into a multiplicity of photodiscrete segments. This distribution takes place through a matrix of wedge-shaped segments, or alternatively, in the form of optical elements with cylindrical components. If this distribution of light is used in conjunction with the push-pull cutting edge patterns in the manner to be described, a detectable refractive signal with a low level results. An embodiment using an optical system which has a multiplicity of optical elements arranged next to one another, each element having the effect of crossed cylinders, is described with the detector. The result is separate, independent and non-reactive information that is related to the location on the one hand and the refraction on the other. Accordingly, the refractor described is insensitive to alignment and can adapt to a wide range of pupil shapes, being insensitive to local retinal changes in light emission.

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 FIG. 1A shows a human eye E with a cornea C, a lens L and a retina R when looking at a cutting edge K. The cutting edge K contains an illuminated section 14, an edge section 15 and a location 16 directly above the edge 15, from which the illuminated section of the pupil of the eye is observed. The cutting edge is typically arranged at an optical distance infinite from the eye using collimation optics (not shown). Alternatively, the projection

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der Schneide mit irgendeinem bekannten optischen Abstand erfolgen. the cutting edge with any known optical distance.

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. It can be seen that although the side 14 of the cutting edge K is illuminated or luminous, this illumination is limited along the edge 15. This means that no light can come through the lens L onto the retina R of the eye from locations that lie over the edge 15.

Nachfolgend wird der Ausdruck «Schneide» unter Berücksichtigung der Tatsache gebraucht, dass drei diskrete Funktionen angezogen werden: The term "cutting edge" is used below, taking into account the fact that three discrete functions are attracted:

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. First, there is a light source, second, the light source is delimited by a boundary line that forms a straight line or a cutting edge. Third, the cutting edge determines an optical path to a detector element directly above it.

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. The illuminated area under the cutting edge 15 creates illumination on the retina R. In Fig. 1A it is assumed that the eye E is myopic, i.e. is short-sighted. The image plane 18 on which the cutting edge K is imaged by the lens / L lies in front of the retina of the eye. A point arising on the image plane forms an illuminated oval shape 20 on the retinal surface of the eye.

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. If an observer is placed at a point 16 that is just looking over the top of the cutting edge, he receives light that is collected from an oval area 21 on the retina of the eye.

Es ist zu sehen, dass die beleuchtete Fläche 20 und die Fläche 21 einander etwas überdecken. Es entsteht eine Überdeckungsfläche 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. It can be seen that the illuminated surface 20 and the surface 21 somewhat overlap one another. An overlap area 24 is created. Rays from the area 24 can be traced to the section of the lens L which appears to be illuminated for an observer. In particular, the light appears to come from the underside of the lens L.

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. The appearance of the lens L is shown in FIG. 1B. This image of the lens L shows the illuminated section T generated by the light reflected by the sector 24 of the retina, the sector 24 lying within the circle 20 for the possible return light 20 to the point 16 above the cutting edge 15.

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. It is important that this view is characteristic of a cutting edge. It is indicated that the lens L is extremely positive, i.e. that the eye E is myopic or nearsighted.

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. Immediately above FIG. 1B is a schematic representation IC, which in vector form represents the extraordinary positive refractive power of the lens, which is caused by the areas Le and / or C in FIG. 1A.

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. 1D, IE and 1F show farsightedness or hypermetropia. The cutting edge K with the illuminated section 14, the illumination ceasing at the line 15, throws light to the retina R of an eye via a cornea C and a lens Le. As shown, the focal plane or image plane 18 'is located behind the retina R. Here, too, a collimating lens is envisaged in the optical path, which results in a projection of the cutting edge at an optically infinite distance.

Im Auge erzeugt das projizierte Licht eine ovale Beleuchtungsfläche 23, die von einem Punkt des Quellflächenberei-ches 14 stammt. In the eye, the projected light creates an oval illumination surface 23 that comes from a point in the source area 14.

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. Viewing from a point 16 above the boundary 15 of the cutting edge K allows the observer to collect light from an oval area 25. The observer sees (FIG. IE) light coming back from an illuminated section 23 of the surface 25.

In Fig. 1F ist eine schematische Darstellung der negativen Ablenkung der Linse Le oder C in Vektorform gegeben. 1F shows a schematic illustration of the negative deflection of the lens Le or C in vector form.

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 IG shows only a lens L, a cutting edge K and a retina R schematically. The lens L is in a schematic vector representation similar to 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:-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. and 1F. In FIG. IG, the lens L is a cross-cylindrical lens with a refractive power that is oriented obliquely to the edge 15 of the cutting edge K. This lens has 45 "-135" astigmatism along meridians. The lens L has a positive refractive power along the meridian 30 and a negative refractive power along the meridian 31. It should be noted that the respective meridians 30 and 31 are preferably below 45: angles to the edge 15 of the cutting edge K. Considering the meridians 30 and 31, the distraction strength in the vicinity of these meridians can be shown. E.g. If you start clockwise from the right, the light is deflected downwards in the three o'clock position 32, in the six o'clock position 33 light is deflected to the right, in the nine o'clock position 34 light is directed upwards deflected and finally in the twelve o'clock position 35, light is deflected to the left.

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. An analysis of the effect of such a lens in connection with a cutting edge K can be quickly understood. Light on a side half of the lens, which passes over the cutting edge K, is deflected to the examined eye, where it can be detected. Light to the opposite segment of the lens L is deflected into the cutting edge K, where it cannot be detected. As a result, the image of the retina R has a boundary or boundary edge T which is perpendicular to the edge 15 of the cutting edge K. A segment of the lens L is illuminated, namely the area 36. As already shown, there is no sharp boundary, but rather one with a blurred edge. The term "limitation" should be understood as it is used later.

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. The case of a lens L with a 0 = -90 ° astigmatism is shown in Fig. 1H. In particular, a positive cylinder is set along a meridian 40 in FIG. 1H, which is oriented perpendicular to the edge 15 of the cutting edge K. A negative cylinder sits along a meridian 41 parallel to the edge 15 of the cutting edge K. The image of the retina R has an illuminated section 46 with a boundary T which is parallel to the cutting edge K.

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. In comparison with FIGS. 1B and IE, it can be seen that the boundaries T are located essentially in the same horizontal direction as the cutting edges. From this it can be immediately realized that an astigmatism with axes that are either parallel or perpendicular to the edge 15 of the cutting edge K appears the same as spherical components. Consequently, only one component of astigmatism can be measured when using only one cutting edge. The measurements of astigmatism components perpendicular or parallel to the cutting edge cannot be carried out. It can only be said that the information resulting from such a measurement is an indication of a «meridional» refractive power. It can be shown that this measurement makes sense and that cutting K with orientations perpendicular to the edge 15 can be assigned. In this regard, reference is made to US Pat. No. 4,070,115 dated January 24, 1978, in which cutting with different angular positions is used in the inspection of normal lenses.

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. Now that the characteristic light patterns, which are generated on the retina of a human eye during cutting edge examinations and are observed directly, are discussed, the effects and problems that occur when using cutting edge images for automatic detection can now be discussed.

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 First of all, it should be noted that the image intensity must be low for any image thrown onto the retina of the brass eye. If the image is in the visible spectrum, the retinal problems are obvious. If the image

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

664 888 664 888

8 8th

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. is either visible or infrared, the picture elements must have a sufficiently low intensity so that the eye is not burned. If it is observed that the rays are effectively focused by the lens L onto the retina R of the eye, one can immediately understand that the projected light must simply be of a fairly low level.

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. If the optics of the eye itself are used to look at the illuminated retina, as is the case in the classic case of the known lens refraction, only a weak image is visible. This weak image must now be captured automatically or by an apparatus if a lens refractor is to be automated. In addition, the edge or "border" of the image will be far from sharp. The entire image must then be located on the basis of a «weighting». The problems associated with projecting such weak images are discussed below.

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 odr 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. The prior art device in Figure 2 is a low level light detector. A light source S can be moved in an XY plane P and is imaged onto a light-sensitive surface D via a lens L. The photosensitive surface D is typically a single continuous photosensitive surface and can be either photoconductive or photoresistive. Such a surface typically has a “common” first connection 50 and is monitored by electrodes 51, 52, 53, 54 at a uniform distance.

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. The terminals 51 to 54 are distributed symmetrically around the circumference of the photosensitive surface D. Each terminal is typically connected to the input of an amplifier 55 by lines. The amplifier 55 is designed in the usual way, amplifies an electrical signal and generates a proportional output signal X and Y at the output 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. Difficulties arise when using an extremely low level light source S with the embodiment shown in FIG. Typically, all of the terminals 51 to 54 are connected to a single continuous conductive layer of the photosensitive material. All of these terminals are interconnected with considerable conductivity. This relatively low resistance and high conductivity must be detected by the amplifier 55 in order to generate a signal at the terminals X and Y which is proportional to the displacement of the image S 'of the light source S.

Wenn grosse Leitfähigkeit und damit geringer Widerstand zwischen elektrischen Klemmen vorhanden ist, erzeugt die zufallige 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. If there is high conductivity and therefore low resistance between electrical terminals, the random movement of the existing electrons generates noise. This noise is picked up by amplifier 55 and also amplified and results in a very low signal-to-noise ratio. The signal will quickly disappear or go down when the light intensity of the source S is reduced. If, for example, the light source S generates the image S 'at the detector D, the predominant signals at the terminals 51 and 52 will be lost in the noise that arises.

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. The problem, therefore, is to provide complementary optics and photodetectors that suppress the tendency of the detector shown in Fig. 2 to produce noise at low image intensity values.

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. Two versions are described. The first embodiment according to FIG. 3 results in an initially designed one. however, less preferred way of achieving low light sensitivity.

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. A preferred cutting-lens arrangement is then shown on the basis of the other representations. This preferred cutting / lens arrangement shows not only a new and usable lens, but also a new light detector.

Zunächst wird anhand von Fig. 3 zum Verständnis der ersten erfindungsgemässen Möglichkeit die Ausgestaltung einer Platte W erläutert. Nach der Erläuterung der Platte W wird daraufhin die restliche Optik und der Betrieb des Systems erklärt. First, the configuration of a plate W is explained with reference to FIG. 3 in order to understand the first possibility according to the invention. After the explanation of the plate W, the remaining optics and the operation of the system are then explained.

Die Platte W besteht aus einer Matrix aus optischen Keilen. Diese Matrix besitzt einen ersten oberen Teil 60 und einen zweiten unteren Teil 62. The plate W consists of a matrix of optical wedges. This matrix has a first upper part 60 and a second lower part 62.

Zum besseren Verständnis wird die Platte oder Linse W hier als getrennt hergestellt beschrieben. Ein erstes Dachkantenprisma 64 sitzt in der Mitte der Linse W. For better understanding, the plate or lens W is described here as being manufactured separately. A first roof edge prism 64 sits in the middle of lens 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. The effect on light incident evenly on the top of prism 64 is easy to understand. A first portion of the light is directed to the detector segments Di and D2. A second portion of the light striking the prism 64 is directed to the detector segments D3 and D4.

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 Dj und D2 gelangen und kein Anteil des Prismas 65 ist so angeordnet, dass es Licht zu den Detektorsegmenten D3 und D4 ablenkt. If one now turns to an outside prism 65, it is seen that this prism 65 contains only one refractive surface. This refractive surface allows light incident on the upper side of the prism 65 to reach only the segments Dj and D2 and no part of the prism 65 is arranged such that it deflects light to the detector segments D3 and D4.

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 D( und Di gelangt. The prism 66 on the opposite edge of the lens W is exactly opposite, and light that passes through the prism 65 from the source S is directed to the detector segments D3 and D4, while no light reaches the detector segments D (and Di).

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. The intermediate prisms 67 and 68 are now easy to understand. Prism 67 has a first section that is inclined to favor segments D3 and D4 more and a second section or inclined surface that is inclined to direct light more to detector segments Di and D2 . The prism strip 68 has surfaces of the same construction, but directed more to favor the detector segments D3 and D4 and less to favor the detector segments Di and D2.

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 W4 abgelenkt wird, um so mehr auf die Detektorsegmente D3 und D4 und um so weniger auf die Detektorsegmente Di und D2 auffallen wird. If you stop here and understand the right and upper section of the lens W, you can see immediately that the more light is deflected towards the right section of the lens W4, the more towards the detector segments D3 and D4 and the less towards Detector segments Di and D2 will be noticed.

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 Di 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 schräggestellte Flächen. The intermediate prisms 69 and 70 on the other side of the lens section 60 can be understood just as easily. The prism 69 has a first refractive surface which is inclined to increasingly favor the segments Di and Di and a second surface which is inclined so that light is directed to the detector segments D3 and D4 to a lesser extent. The prism strip 70 has similarly constructed, but more inclined surfaces to favor the detector segments Di and D2 and even less to favor the segments D3 and D4.

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 Di und D4 auffallen wird. If you stop here and understand the left and upper section of the lens W, you can see immediately that the more light is directed to the left section of the lens W, the more light onto the detector segments Di and D2 and the less will be noticed on the segments Di and D4.

Der Abschnitt 62 der Linse ist analog zum Abschnitt 60 aufgebaut, jedoch sind die Prismen senkrecht zu 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. Section 62 of the lens is constructed analogously to section 60, but the prisms are aligned perpendicular to the prisms 64 to 70 discussed so far, i.e. they run from left to right. This divides the deflection between the detector segments Di and D4 on the one hand and D2 and D3 on the other.

Erkennt man die durch die Platte W ausgebildete Prismenmatrix, so ist zu sehen, dass jeder Bereich der Matrix ef5 If one recognizes the prism matrix formed by the plate W, it can be seen that each area of the matrix ef5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

fektiv 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. fectively consists of an upper and a lower prism. These prisms deflect light to the detector segments in proportion to the location at which an image S 'of the source S is created.

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 Platte 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 Platte W gewichtet. Eine Linse 80' ist unterhalb der Platte W angeordnet, um die abgelenkten Bildstrahlen zu der Detektorebene weiterzuleiten. Diese zusätzliche Linse 80' kann wahlweise eingesetzt werden, ist jedoch nicht unbedingt notwendig. The remaining parts of the detector consist of a source S, which is movable in an XY plane P as shown, and this source S is imaged via a lens 80 in such a way that the image S 'of a source S falls on the plate W. . Assuming that the image S 'is the same size or larger than one of the areas formed by the overlapping prism strips, the deflection of the light onto the detector segments Di to D4 will correspond to the position of the image S' on the plate W weighted. A lens 80 'is located below the plate W to direct the deflected image beams to the detector plane. This additional lens 80 'can be used optionally, but is not absolutely necessary.

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. The detector D is typically a photodetector and can contain light guide cells, photodiodes, photoresistors, phototransistors or other light-sensitive detectors. In particular, the segments Di, D2, D3 and D4 are photodiscrete, which means that they are completely electrically separated from one another. Each segment Di to D4 has only one electrical connection and the current between the “common” connection and the electrical connection assigned to each segment is indicative of the amount of light striking the respective detector segment.

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. As a preferred exemplary embodiment, a light-sensitive cell made of layers of P- and N-doped silicon glued to or connected to an aluminum surface with associated electrical connections on the top and bottom is used, as provided by the United Detector Technology Company in Culver City , California, and amplifier 55 is a conventional current / voltage converter with a downstream voltage amplifier.

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. If, for the description of the operation, it is assumed that an image S 'is thrown onto the lens W, the light is distributed proportionally through the prism segments of the matrix to the respective detector segments Di to D4.

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. A signal is generated by amplification and the logic circuitry customary in this field, which designates the X-Y position of the image S 'on the lens W. It should be noted that “X” and “Y” according to FIG. 3 are aligned with the diagonals of the detector boundary.

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. It should be noted that, in contrast to the embodiment according to FIG. 2, the respective detectors in FIG. 3 are photodiscrete. The resistance between any two connections is essentially infinite, i.e. there is an open circle. Only the amount of light striking the individual detector segments generates the proportional current. As a result, the detector arrangement described is essentially free of noise, which arises from the electrical interaction of the detector segments, even when very small amounts of light are incident.

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. Zusam9 664 888 The preferred lens arrangement or configuration and the preferred cutting edge will now be described with reference to FIG. 4A. This embodiment is first discussed by illustrating the makeup of a new lens with reference to FIG. 4A and with reference to FIG. 4B the optical properties of each lens segment are presented. 4A, a lens V consists of a series of cylindrical lens strips arranged side by side. Positive cylindrical lens strips 80 are inserted between negative lens strips 81, respectively. These strips 80, 81 alternate side by side so that the lens strips themselves extend parallel to the arrow 86 across the width of the lens. Together 9 664 888

men ergeben diese nebeneinanderliegenden Linsenstreifen die erste Hälfte 88 der Gesamtlinse. These adjacent lens strips form the first half 88 of the overall lens.

Eine zweite und untere Hälfte 89 der Linse V besteht aus nebeneinander angeordneten positiven Linsenstreifen 83 und 5 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. A second and lower half 89 of the lens V consists of positive lens strips 83 and 5 negative lens strips 84 arranged next to one another; as with the top half, the adjacent strips extend across the entire lens parallel to the direction of arrow 87 and together form the second half or portion 89 of the lens.

10 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 10 It can be seen that the lens shown also has a composite structure and, in the actual embodiment, the dividing lines between the cylinder segments 18, 81 and 83, 84 are not visible. Typically, the entire lens is formed from one

15 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 20 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. 15 uniform optical material, such as a lens plastic, which can be brought into the desired shape. As in the previously discussed example of the prism structure, this optical element can also be manufactured in such a way that it has a flat surface 20 on one side and the described deflections simultaneously on the opposite composite surface. Now that the construction of the lens has been described with reference to FIG. 4A, the optical effects of the underlying matrix are shown with the aid of FIG. 4B.

25 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. When looking at FIG. 4B, it will be remembered for the person skilled in the field of optics that two cylinders with the same refractive power, which are placed on top of one another with axes perpendicular to one another, have the same properties as a spherical lens.

30 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 35 von gekreuzten negativen Zylinderlinsen 81 und 84 ein negativer Sphärenlinseneffekt C—. 30 First, a first segment of cylinder segments 80 and 83 (bottom left) is considered, and it can be seen immediately that a positive spherical lens effect C + results from this crossed arrangement of cylinders. On the other hand, a combination 35 of crossed negative cylindrical lenses 81 and 84 (top right) results in a negative spherical lens effect C—.

Ebenfalls wird erinnerlich, dass die Kombination aus jeweils gekreuzten positiven und negativen Zylindern einen Effekt ergibt, der einer Zylinderlinse entspricht. Auf diese Wei-40 se wird gesehen, dass die Segmente 80 und 84 (rechts unten) an der Verbindungsstelle ihrer Überkreuzung eine kombinierte gekreuzte zylindrische Linse Aj ergeben. In ähnlicher Weise ergeben die gekreuzten negativen und positiven Zylinder 81, 83 (links oben) eine kombinierte Zylinderlinse A2. 45 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 50 über die gesamte Linsenplatte fort. It is also remembered that the combination of crossed positive and negative cylinders results in an effect that corresponds to a cylinder lens. In this way, it is seen that segments 80 and 84 (bottom right) at the junction of their crossover result in a combined crossed cylindrical lens Aj. Similarly, the crossed negative and positive cylinders 81, 83 (top left) result in a combined cylindrical lens A2. 45 If you stop here and compare with Fig. 4A, you can see that each discrete lens segment can now be labeled according to its refractive power. Since the distributions shown in FIG. 4B are repeated, such a designation of a small section of the matrix 50 continues over the entire lens plate.

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 55 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 er-60 zeugten Ablenkungen beschreibend angesehen werden. Sie werden im folgenden zur Beschreibung der durch die erfin-dungsgemässe Platte erzeugten Ablenkung benutzt. FIG. 4B now shows various parallel beams which are refracted or deflected as they pass through discrete lens elements. These illustrated deflections of light can be used to generate a vector description of the lens deflection. It can be seen from the lens deflections shown that each lens segment shown in FIG. 4B is provided with arrows rising from the corners of each segment, which lead to a projection of the segment surface. These arrows can be considered descriptive of the distractions generated. They are used in the following to describe the deflection generated by the plate according to the invention.

Nach einer Darstellung in Fig. 5 projiziert eine Punkt-65 lichtquelle 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. 5, a point light source S projects light through a spherical lens L onto an image plane D. As is known, at all points in the system the light is again projected onto a center point S 'at the image plane D.

664 888 664 888

10 10th

Es wird nun ein erfindungsgemässes 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. A lens element V according to the invention is now used. The lens system shown or the plate V shown has a total of a matrix with four different, repeating lenses lying next to each other according to FIG. 4B. Only such a matrix of four lenses is shown in FIG. 5. In the preferred embodiment, this basic matrix is always repeated on all sides.

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—, Ai 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. To designate the respective segments, the designations C +, C— given in FIG. 4B can be used for the respective positive or negative spherical lenses and the designations Ai and A2 for the astigmatic sections of the lens. Another condition for the system can now be examined. If one considers that all points S are imaged by the lens L to the points S ', it can now be asked what happens to rays passing through the neutral points of the lens segments C +, C—, Ai and A2. In any case, it turns out that the rays again lead to the point S '. The question then extends to how the remaining rays are deflected.

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. It is known that the vector descriptions developed in FIG. 4 can be used to describe the refraction of light. This vector description can be given for each lens around its neutral point. It is therefore first described in sequence what takes place on each remote segment of the lens C +. If one takes the main beam of the system that passes through point 114, it is known that, in the absence of the special lens V, it hits the point S '. However, because of the vector deflection against the center of the spherical lens C +, an impact will instead occur at a point 24. An analysis of a point on the positive spherical lens C + diametrically opposite can also be made and the deflection takes place from the normal point of impact S 'to a new point 25 on the image plane.

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. In the same way, at point 116 of plate V, a deflection to point 26 in image plane D occurs. This deflection originally redirects light intended for point S '. Finally, we find a pixel 27 for point 117 on lens C +.

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. The negative lens C— can now be discussed. It has a remote point 115 ', which in turn produces an image at point 25. Likewise, it contains points 116 'and 117', which in turn map around point S 'in the manner previously described.

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. With regard to the astigmatic segments Ai and A2 of the lens V, it can now be said that only two remaining deflections are to be described which occur for the points 115 "and 115 '" at the respective corners. Light rays originating from these points are deflected to point 25.

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. It will be seen later that when the special lens V is inserted from the projection S 'of the source S in the image plane D, an image results which is an equally distributed square light pattern at the focal plane D. With movements S in the direction of the X and Y axes, a corresponding movement of the square image takes place in the plane 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 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. 6 again shows a source S which is movable in an XY plane and whose image S 'is thrown onto the image plane via a lens L. A special lens element V produces a deflection pattern in which light is contained within a square boundary with the corners 124, 126, 125, as explained with the matrix comprising four sections, FIG. 5.

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 + , The lens V is divided into lenses C +, C -, Ai and A2 in the manner described, but this time the matrix consists of more than four, namely twenty sections. All sections have the corresponding designations 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, 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. C—, Ai and A2 designated. Again, it should be noted that all segments of the lens project light in a square pattern. The light falls within a square boundary, which is indicated by corners 124 to 127. Similar to the case described above, when the source is shifted, the entire square image, which is determined by the corners 124 to 127, is deflected.

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. A position of cutting edges with different orientations to the lens elements can now be instructive. In FIG. 7, a source S is imaged via a lens L on an image plane designated here as P. Again, a special lens V is used with the same configuration described with reference to FIG. 6. This time, however, a cutting edge is placed in a position K1 over the lens and forms an aperture boundary, through which light from the source S can pass through the lens V and can then be imaged onto the image plane P through the lens L.

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. As explained in detail later, it is necessary that two conditions must be met by a cutting aperture arranged on the lens V.

Erstens muss die Aperturkante gleiche Abschnitte von jeden der vier Elementtypen (C+, C—, Ai, A2) überqueren, die die Speziallinse V bilden. First, the aperture edge must cross equal portions of each of the four element types (C +, C—, Ai, A2) that make up the special lens V.

Zweitens muss die Aperturkante oder -schneide mit einer bestimmten Neigung zu den Begrenzungen der Linsenelemente der Matrix und nicht parallel zu diesen gesetzt werden. Second, the aperture edge or cutting edge must be set with a certain inclination to the boundaries of the lens elements of the matrix and not parallel to them.

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 etnweder a gerade, und b ungerade oder umgekehrt ist. A particularly preferred embodiment consists of a slope of 2: 1. The preferred inclination is shown in FIG. 7. Each time two elements are crossed in the horizontal direction, the cutting edge crosses one element in the vertical direction. Other special slopes a: b also produce the desired effect, provided that a and b are integers and either a is even and b is odd or vice versa.

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 Punkten durchtretenden 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. The cutting edge passes through the point 135 on the lens AI and the point 136 on the lens C -. It is known from the example of FIG. 5 that these two points result in images at respective points 125 and 126 on the image plane P. It must then be asked where an image for rays passing between these two points, for example the ray passing through point 140, is created. If the point 140 is recognized as a peripheral edge of a negative cylindrical lens C—, the problem is simplified. In particular, it can easily be seen that a complete negative deflection leads to the circumference of the square at a point 150. In this way it can quickly be seen that in the case of parallel rays which emerge sequentially from point 135 to point 136 on the cutting edge, they produce an image along a line 125, 150, 126.

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 einfällt, 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. In the case of a cutting edge K2 that falls from left to right, the deflection can be understood by applying a similar vector analysis. It starts with point 141 on the left side of the cutting edge K2 and this is located in the middle of a positive spherical segment C +. The deflection is vectorially distributed to the neutral section of the element. There is an incidence of light at point '151 of plane P. Light that falls on the cutting edge K2 at point 142, i.e. at a point in the upper portion of a positive spherical lens, it suffers a downward deflection toward the neutral point of the lens so that light is incident at point 152 in the P plane.

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. Light incident at point 143 falls on a boundary between two lens elements, here a completely negative lens C -. This negative spherical lens drops the light at a point 153 on the P plane.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

11 11

664 888 664 888

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'. At point 144 it can be seen that the cutting edge K2 passes through the neutral section of a negative lens. As a result, it will strike the center of the square at location S '. Finally, light incident at point 145 is deflected to the edge of the square and incident at point 155. This results in the zigzag pattern K2 ', shown in short dashed lines.

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. The path of a ray cutting edge K3, which runs through the element, is now also followed for the introduction. It should be noted that the cutting edge K3 begins at point 146. This belongs to a positive spherical lens C + and deflects light to point 156 on the image plane P. At point 147 it should be noted that the light beam is at a corner of a positive spherical lens C + and a negative spherical lens C—. Light emanating from point 147 is cast to a point 127 on plane P according to the logic of FIG. 5. It can also be said that light is deflected from point 148 on the periphery of a negative lens element to point 158. Light from point 149 comes to point 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. We have now followed cutting Kl, K2 and K3. This leaves the problem of following a more complex arrangement in the same way. This is shown in the schematic representations of FIGS. 8A and 8B.

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. FIG. 8A shows cutter arrangements that produce corresponding tracks or images in FIG. 8B. The light source S and the lens L are no longer shown. Thus, only the cutting edge is shown in its arrangement on the lens element V (FIG. 8A) and the trace pattern generated (FIG. 8B) is shown.

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 erfährt, 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. The trace of a cutting edge defined by points 180, 181, 182, 183 and 184 can be created quickly. The point 180 lies on the edge of a positive spherical lens. Remember that in the absence of plate V light from this point to the center of the imaging pattern, i.e. would be deflected to point 195, and if one also thinks that the light experiences a vectorial deflection in the diagonal direction through the lens element, it can be seen immediately that it arrives at point 194. If the point 181 on the cutting edge is viewed, it results that 181 lies on the edge of a negative cylindrical lens and is horizontally distant from a neutral segment of a negative spherical lens C—. Accordingly, the beam will hit point 191. As a result of the same considerations, light rays emanating from the piece between these two points fall on a straight line connecting the points 190 and 191.

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. Light from point 182 falls on the upper right corner of the image, point 192. If one thinks that it was originally directed at point 195 and one also remembers that the light is located on an edge of a lens C +, the result is the deflection to the upper right corner of the graph Fig. 8B. Light from point 183 falls on the same point as light from point 181. If one thinks that light at point 131 comes from the edge of a positive spherical lens and that the positive sphere is directed to the left, then a distraction from point 195 occurs is equal to S 'for limitation to the left, ie to point 191. Finally, light is deflected from point 184 to a point 194, which coincides with the previously mentioned point 190.

Es ist so zu sehen, dass längs einer Diagonalpunkte der Linse durchlaufenden Schneide austretendes Licht sich immer in V-Form aufzeichnet. It can be seen that light emerging along a cutting edge passing through diagonal points of the lens is always recorded in a V-shape.

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. It is now interesting to examine light rays that pass through neutral points of the segments of the special lens V, as shown by a line connecting the points 186, 188, 185, 189, 187, 188 ', 189'.

Zunächst kann das 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. First, the light can be easily tracked through point 185. In this case, the result is that the light is not deflected at all. No distraction results in light hitting point 195.

Licht, das die Linse nach Fig. 8A am Punkt 186 trifft, Light hitting the lens of Figure 8A at point 186

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. falls on the edge of a positive spherical lens. Therefore, it must be deflected to a point 196 in Fig. 8B. Similarly, light at point 188 falls on the edge of a negative spherical lens, and this results in an image at point 198 in Figure 8B. Similarly, light at point 189 strikes the opposite edge of a negative lens and provides imaging at point 189 after passing through the lens neutral point 195. If the cutting edge thus traverses the negative lens C—, there is a linear deflection from point 198 to point 195 and finally to point 199. At point 187 one is at the edge of a positive spherical lens and this directs to point 197 in FIG. 8B from. At point 188 'the light is at the edge of a positive spherical lens and this results in a deflection at point 198'. The crossing of the cutting edge from point 188 'to point 189' must pass through a neutral section of the lens, i.e. the figure must pass through point 195. It can be seen that point 188 'gives an image on the left edge of the square imaging area at point 198', while point 189 'gives an image of a right edge of this area at point 199'. The result is a pattern that resembles a number 8 with straight lines or a straight Lissajous figure.

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. 8B is plotted on a background that includes a horizontal axis X and a vertical axis Y. The cutting edge traces shown lie in a square, which is delimited by the boundary lines 100, 101, 102, 103 (counted counterclockwise).

Es ist auch zu sehen, dass jede Linie in jeweilige Qua" dranten 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 liegen. It can also be seen that each line is mapped into respective quadrants of these figures. These quadrants are referred to as 104, 105, 106 and 107. An interesting observation can be made. The length of a line resulting from a projection of the cutting edge in each quadrant is obtained is the same, namely the same in linear length and also the same in terms of the center of gravity. In particular, it can be seen that the center of gravity of the line segments is symmetrical about point 195 in all sections of the images.

Fig. 8C zeigt das auf einen Detektor aufgelegte Matrixbild der Fig. 8B. Der Detektor enthält photodiskrete Quadranten Di, Dj, 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. FIG. 8C shows the matrix image of FIG. 8B placed on a detector. The detector contains photodiscrete quadrants Di, Dj, D3 and D4. Each of these quadrants has roughly the same area as the boundary square that encloses the deflection patterns generated by the respective cutting edges. It can be seen that the image in FIG. 8C is shifted along a diagonal 110 to the top left. As already shown, the detector segments are separated from one another by dividing lines 114 and 115.

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 order to measure a deflection of the image in a proportional manner, it is necessary that the extent of a line cut off from a certain cutting edge is always proportionally distributed in each detector segment Di to D4. This proportional distribution should correspond to the direction and extent of the dislocation that has occurred. If an offset therefore takes place parallel to a diagonal 110, equal amounts of light should be incident on the detector segments Di and D3. There should be no signal difference between these segments, since otherwise an offset in a direction other than along the diagonal 110 would manifest itself.

In Fig. 8C ist die Spur der Schneide (Fig. 8A) durch die Punkte 180,181. 182,183 und 184 durch die Punkte 191, In Fig. 8C, the trace of the cutting edge (Fig. 8A) is through the points 180, 181. 182, 183 and 184 through points 191,

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

664 888 664 888

12 12

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 D; 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 D; und D4 ist wiederum verschieden voneinander, und zwar im selben Ausmass wie zuvor. 192, 194. It can now be shown and it already follows from viewing the drawing that the linear length of the light lines appearing in the detector segments Di and D3 is the same. The linear length of the segments D; and D4 appearing light line is not the same. The difference is proportional to the displacement that has occurred along the diagonal 110. The cutting edge going through points 186, 188, 185, 189, 187, 188 ', 185', 189 ', the track of which through the corresponding points 196, 198, 195, 199. 197, 198'. 195, 199 'indicated track leads to the same results and it turns out that this line path located in the detector segments Di and D3 is the same. The remaining light line path in the detector segments D; and D4 is again different from one another, to the same extent as before.

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. An offset along the other diagonals 111 gives a similar result. It has been shown that transfers that also occur in any other direction also obey this rule. The light path difference in the different quadrants is proportional to the displacement. This makes it possible to use this type of detector for the detection of low-level light sources with photodiscrete detector segments.

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. It will be seen that the center of gravity 195 or S 'can thus be tracked in its displacement according to the difference in the amount of light obtained from each detector segment, and it is therefore possible to obtain a linear output signal.

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 auffällt 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. If an infinite number of cutting edges or narrow strips of light are placed over the lens elements, it can immediately be realized that a coherent, uniformly distributed light spot results within a boundary of the same shape as that of the lens elements. This light spot will then be the conjugate image of each point light source with a weakly measured image. Using a summation of these conjugate distributed images, each limited to a square, results in a particularly useful detector image that is noticeable on a detector level and that can be used to read the X and Y values for the center of gravity of a weak and distant image . This property, that you can see the focal point of a weak image, gives the great benefit of this type of detector.

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. Now that the structure of the lens element and the deflection within the lens element have been described, the basic device structure can be explained with reference to FIG. 9. A light source S in an XY plane P is shown here. This source S is imaged via a lens L and a lens element V. The lens element V casts a light image onto a detector surface D with photodiscrete quadrants Di to D4. In Fig. 9, the light source S illuminates the upper right quadrant of the XY plane. The image with low light intensity is thrown from the source S through the combination of lens L and special lens V onto the detector plane D. The special lens V is limited by cutting Ki to K4. These respective cutting edges result in an opaque limitation for the otherwise transparent lens V described.

Es sind zwei optische Effekte vorhanden, wenn die Quelle S Licht durch die Linse V an den Schneidenkanten Kj bis K_t vorbei ausstrahlt. There are two optical effects when the source S emits light through the lens V past the cutting edges Kj to K_t.

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 quadratische Lichtfleck zur unte-5 ren 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. First, the cutting edges projected onto the detector surface D with the photodiscrete segments Di to D4 have an angle with respect to the square sides containing the illumination. Second, the resulting light from any point on the image forms a uniformly distributed square image that is shifted on the detector segments in accordance with the displacement of the source S in the plane P. Thus, when the source S shifts to the upper right quadrant of the plane in Fig. 5, the square light spot shifts to the lower left side of an XY plane. When moving downward on the left in an XY plane, the detector from FIG. 9 can read out the XY position if it is connected to a standard circuit such as the amplifier according to FIG. 1.

Es ist jedoch einzusehen, dass infolge der Eigenschaften 10 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. However, it can be seen that due to the properties 10 of the image, a coordinate transformation must be carried out, since the cutting edge directions and the coordinate directions are different. Since such coordinate transformations are well known, they are not listed here.

15 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 20 in das Auge eines Kurzsichtigen fällt. Fig. 10B stellt schematisch das Prinzip dar, wie bei fokussiertem Licht eine Signal-verbesserungs-Versetzung auftritt. 15 The lens element described shows an unexpected result when used to project light or to receive light over a cutting edge towards or from an eye. 10A schematically shows the path of the light that falls into the eye of a nearsighted person during a cutting examination 20. Figure 10B schematically illustrates the principle of how signal enhancement offset occurs in focused light.

Es wird dabei noch einmal auf Fig. 1A verwiesen, in der die Verhältnisse bei einem kurzsichtigen Auge grundsätzlich 25 dargestellt sind. Reference is made once again to FIG. 1A, in which the conditions for a short-sighted eye are generally shown as 25.

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 Lin-30 se V treffen die Lichtstrahlen je nach ihrer Lage von links nach rechts beim Überschreiten der Schneide auf Linsensegmente A1, C +, C — und A2 am Meridianpunkt der Linse V. In Fig. 10B, a series of light rays that pass the cutting edge K are viewed in succession. Each of these light rays must first pass through a lens V as it passes the cutting edge. When passing through the Lin-30 se V, the light rays, depending on their position from left to right, when crossing the cutting edge, hit lens segments A1, C +, C - and A2 at the meridian point of the lens V.

Fig. 10A zeigt ein Schema der Schneidenuntersuchung nach Fig. 1A am Auge eines Kurzsichtigen. Hier wird die 35 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 40 Kurzsichtigkeit des Auges E ein Abbild K' der Schneide vor der Netzhautfläche R. FIG. 10A shows a diagram of the cutting examination according to FIG. 1A on the eye of a nearsighted person. Here the 35 physical basis of the resulting rather indefinite image on the retina is shown. A cutting edge K is formed by an illuminated section 250 below a boundary 251 and is imaged via the lens L of the myopic. This results in an image K 'of the cutting edge in front of the retinal surface R corresponding to the nearsightedness of the eye E.

In Hinsicht auf die jeweiligen Punkte, auf die ein Abbild der Schneidenbegrenzung 251 geworfen wird, kann die Betrachtung von drei herausgegriffenen Pupillenpunkten in-45 struktiv 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 zusätzli-50 chen 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 entspre-55 chend 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 60 beleuchtete Bereich 250 der Schneide K darüber). With regard to the respective points to which an image of the cutting edge boundary 251 is thrown, the observation of three picked pupil points in-45 can be constructive. First, the central portion 262 of the pupil throws an image of the illuminated portion 250 onto the retina in an enlarged illuminated region 262 '. Second, the same illuminated area when projected through the pupil point 261 results in an additional enlarged retinal area 261 ', and finally a projection over the pupil point 263 results in an enlarged imaging area 263'. The entire resulting image is thus spread over an enlarged area of the retina, and this area of the retina must be viewed in accordance with the limitations of the cutting edge image via the cutting edge limiter 251. This is the section immediately above the boundary 251 (since the intermediate optics are omitted in FIG. 10A, in this case the window is located under the boundary 251 and the 60 illuminated area 250 of the cutting edge K above it).

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 65 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 If a straight line is drawn from point 261 over the real image of the cutting edge (in front of the retina) to the retina of the eye, one can immediately determine a limitation of the section of the retina R to be observed. By constructing a boundary line of the visible or observable area above the cutting edge boundary, an image of the boundary line at 252 'can be obtained. By constructing boundary lines from point 263

13 13

664 888 664 888

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. From the image of the boundary 252 'to the retina, a window results through which light incident on the retina returns directly via the cutting edge K.

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. It must be taken into account here that the limitation of the image formed on the retina R is indefinite and out of focus, i.e. is not focused. As soon as a correction is made for the short-sighted eye by means of an interposed optical system, the image K 'of the cutting edge is placed closer to the retina R of the eye E. When approaching the retina of the eye, the boundary or the boundaries become sharper. As the boundaries become sharper, the unexpected result of using the displacement lens to project light to the eye and receive light from the eye is emphasized as the image boundary becomes sharper.

Beim Durchlaufen der jeweiligen Segmente Al, C+, C— und A2 wird das Licht beim Durchlaufen unmittelbar über der Schneide abgelenkt mit einer Verteilung, wie sie vorher mit bezug auf Fig. 8A 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. When passing through the respective segments Al, C +, C— and A2, the light is deflected as it passes immediately above the cutting edge with a distribution as previously described with reference to FIGS. 8A and 8B. The light tries to create a square pattern on the lens L of the eye E and then finally reaches the retina R of the eye, where the short-sightedness condition shown is generated.

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 AI, C+, C— oder A2 liegt. Cutting edge examinations, even if they are carried out by a special element, such as element V, have one thing in common and that is that the light reflected back to the cutting edge always returns to a spot which is immediately adjacent to the light area from which the light originally emanated when one was assumes a moderate state of refractive errors. Thus, in the case shown, the illuminated cutting edge region, which in FIG. 10B is the region K (now correctly located below), returns to the cutting edge K, specifically to a point which is directly above C + or the adjacent lens segments AI, C +, C— or A2 lies.

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. If one further considers the schematic representation of a short-sighted eye in FIG. 10B, one knows that the light striking an area 24 'returns from an illuminated area 24 of the lens L of the eye E. Upon return, another upward deflection is created and the light is then passed to a detector.

Wegen dieser Art des Lichtdurchtritts zur Linse L des Auges E durch die Speziallinse V treten zwei Effekte auf. Because of this type of light passage to the lens L of the eye E through the special lens V, two effects occur.

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. First, rays can never be seen that are deflected by the elements of lens V into any portion of the eye outside of upper portion 24 '. This reduces the amount of light reflected by the eye E over the top of the cutting edge and only the rays that are emitted towards the upper section of the eye are received more intensely when they return.

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. Second, since light rays return from diametrically opposite portions of the eye during edge inspection of the eye, light rays will have a greater overall deflection when picked up by the eye.

Dadurch ergibt sich ein erhöht abgelenktes Abbild mit erhöhtem Kontrast. This results in an increased, distracted image with increased contrast.

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 parallelen 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 erfährt, wenn er das zweite Mal an 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. Another way of understanding this characteristic of the invention is to analyze the process in which parallel beams leave the cutting edge one after the other from left to right. When passing through the special lens, which can also be referred to as a “Wöbbel plate” V, all the parallel rays are distributed to the patterns or figures shown in connection with FIG. 8. Only the portion of the pattern that is distributed over the upper section of the lens of the eye E is detected via the corresponding point above the cutting edge K on return. The returned portion returns from the lower portion of the eye 24 and, when passing the cutting edge K a second time, experiences a second upward deflection. This second deflection, when recorded on a photodetector, as shown in FIG. 11, results in an increased contrast due to increased light displacement when analyzing the resulting image.

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. 1G in den linken Abschnitt 36' der Linse eintretendes Licht das Gebiet 36 verlassen. Die erzeugte vergrösserte Ablenkung bleibt gleich. Analogous to the processes just discussed, the images reflected by eyes with other optical errors can also be viewed. In any case, the light to be observed during a cutting examination arrives at a section of the eye and exits again at a diametrically opposite section. It can therefore be seen that the above-mentioned principle of increased distraction works with all visual defects. For example, for the examination of a farsighted eye shown in FIGS. 1D and IE, light entering in the lower section 23 ′ emerges in the upper section 23. Similarly, in the illustration in FIG. 1G, light entering the left section 36 'of the lens will leave the area 36. The increased distraction generated remains the same.

In Fig. 11 ist gezeigt, wie die Speziallinse oder Wöbbel-Platte V nach der Erfindung 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. FIG. 11 shows how the special lens or Wöbbel plate V according to the invention covers a detection or detector aperture 200. The aperture 200 is delimited by four pairs of cutting edges, each designated A, A ', B, B', C, C 'and D, D'.

Bei der Beobachtung dieser quadratisch um die Detektorapertur 200 angeordneten Schneiden ist zu bemerken, When observing these cutting edges arranged square around the detector aperture 200, it should be noted that

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. that only the light-emitting apertures A, B, C and D are immediately adjacent to the detector aperture 200. These light sources have their cutting edges adjacent to the aperture 200 and form the respective four cutting edge boundaries as previously shown.

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 Detektorsegmenten 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. It has been shown that, in addition to the observed reflections from the retina, light components reflected from the cornea and iris also return to the detector Di to D4. If only one side of the detector aperture is illuminated, a cutting edge has the effect that a weighted image is received in the detector segments Di to D4. It has therefore proven useful to illuminate the cutting edges in pairs. So if the cutting section A is illuminated, the cutting section A 'is also illuminated.

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. With regard to section A ', it should be noted that it maintains a distance from the cutting edge formed by element C. Because it is spaced the width of element C from detector aperture 200, essentially no light will return from source A 'due to the retinal cutting effect. The only returning light component is the light from other reflections, e.g. on the cornea, iris and the like. In order to transmit the light from the cutting edges to the eye and in turn from the eye to the detector, a lens 203 can optionally be placed between the light sources and the eye.

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 liegt. 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. To ensure that the combinations of the illustrated light sources A, A 'do not contribute to the weighting of the overall displacement of the image, both light sources are provided with an effectiveness that is symmetrical to the center 201 of the light receiving aperture. To achieve this, the light source A has a slightly increased intensity compared to the light source A ', and this ratio is such that the product of the distance from point 201 to light source A times the intensity is equal to the product of the distance from point 201 to Light source A 'times its intensity. The same lighting scheme is used with respect to light sources B, B ', C, C' and D, D '.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

664 888 664 888

14 14

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. The light is transmitted to the eye E in the manner shown via a lens 203. This forwarding arrangement is only shown schematically. Any number of routing systems can be used.

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. It can be observed that each light source A to D 'is covered with a lens component. The cylindrical lens preferably has such a focal length that, in cooperation with the other optics present, the respective cutting edge is projected onto the retina R of the eye E. Light returning from the weak image on the retina R of the eye E passes through the lens element V and the detector aperture 200 and reaches the detector segments Di to D4 already described.

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 empfangt oder beiden (wie in Fig. 12 gezeigt) betreibbar ist. FIG. 12 now shows a preferred embodiment of the objective refractor according to the invention. This version shows a Wöbbel plate W, which not only covers the detector aperture 200 but also each light source. The deflection already described schematically with reference to FIG. 10 then occurs for each cutting edge. Thus, for each of the four cutting edges, an optical pattern is imaged towards the eye and each optical cutting edge allows return light to return to the detector segments Di to D4 in the manner previously shown. It can be seen that the plate W in FIG. 12 can either be operated via the section of the cutting edge that emits light to the eye, the section of the cutting edge that receives light from the eye or both (as shown in FIG. 12).

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, jdass 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. A surprising discovery was made in the development of the invention. It has been determined that each optical element formed from crossed cylindrical lenses is sufficient for the practice of the invention. It has also been determined that the crossed cylindrical lenses can be formed from any repeating combination of cylinders, including cases where the cylinders are positive and positive, negative and positive, positive and negative, and / or negative and negative. In particular, matrices composed of negative lenses were found to be very suitable, particularly if they were placed in an arbitrary distribution with respect to the cutting edges.

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 Ablenkflächfe'n eingesetzt werden. It was also recognized that other optical surfaces can also be used for the distribution of the light. As long as the light is evenly distributed from a central detector position to all detector quadrants and moved in proportion to the movement of the captured image on the detector segments, an optical element with multiple deflection surfaces can be used.

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. The word optics is to be understood to mean both mirrors and lenses. The word deflection is intended to include both refraction and reflection.

Als Beispiele für die unterschiedlichen benutzbaren Flächen werden Zylinder, willkürlich ausgerichtete Pyramiden und dergleichen genannt. Cylinders, randomly aligned pyramids and the like are mentioned as examples of the different usable areas.

In Fig. 14A ist ein Diagramm einer Linsenanordnung gezeigt. Dabei wird eine schematische Darstellung von Linsenflächen 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 —, A1 und A2 bezeichnet. 14A, a diagram of a lens arrangement is shown. A schematic representation of lens surfaces similar to that shown in Fig. 4B is used. However, arrows 301-304 are used here to show the deflection of the light at parts of the respectively negative optical section C— in the regularly arranged lens elements. As before, the lens elements are labeled C +, C -, A1 and A2.

Bei einer Überprüfung dieser Elemente ist zu sehen, dass mit bezug auf die aneinanderstossenden Quadranten der Elemente C +, C—, A1 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 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. When these elements are checked, it can be seen that with respect to the adjoining quadrants of elements C +, C—, A1 and A2, all the light incident on adjoining or adjacent quadrants is directed towards the same detector quadrant. With reference to the lower right quadrant of element C +, the upper right quadrant of element AI, the upper left quadrant of element C— and the lower left quadrant of element A2, it can be shown that all of the light striking these elements is reflected in the same direction is deflected. In addition, it can be seen that the abutting quadrants together define an area that is equivalent to each of the lens elements, and the boundary of which is shown around the deflection arrow 304. This area of common distraction is hatched evenly. All of the light striking the shaded area is directed to the quadrant div of the detector.

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—, Ai und A2, von denen alles auftreffende Licht jeweils auf den gleichen Detektorquadranten geleitet wird. In the same way it can be seen that the light hitting around the arrow 303 in the area which is again hatched uniformly is directed into the quadrant Dm, the light hitting the arrow in the evenly hatched quadrant around the arrow 302 is directed to the detector quadrant Du etc. This results in areas of the lens matrix with the same size and shape as each lens element C +, C—, Ai and A2, from which all incident light is directed to the same detector quadrant.

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. It has now been discovered that the redirection of light can always be used with lens elements with the same refractive power in order to detect a displacement of a low light level image. In particular, it has been found that either positive cylindrical lenses, negative cylindrical lenses, or astigmatic lens elements with oppositely crossed cylinder orientations can be used to produce the optical offset used in the invention.

Ein Beispiel dieser Benutzung von negativen Linsenelementen ist in Fig. 14B dargestellt. Hier ist eine Reihe von negativen Linsenelementen C— nebeneinander angeordnet 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 fällt, An example of this use of negative lens elements is shown in Figure 14B. Here is shown a series of negative lens elements C - arranged side by side. The lens elements C— can again be divided into four quadrants. These quadrants are also continuously designated Qi through Q4 in the counterclockwise direction, and light that falls in the sub-quadrants Qi,

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. is directed to the clock position for 10.30 a.m., light falling in Q2 to the clock position 8.30 a.m., light falling in Q3 to the clock position 4.30 a.m. and light incident in Q4 to the clock position 1.30 a.m. the light in the sub-quadrants Qi and Q2 is shifted counterclockwise, that in the quadrants Q3 and Q4 is shifted clockwise. Thus, light from the section Qi to the detector quadrant I, the detector section Q2 to the detector quadrant II, the light from the detector segment Q3 to the detector quadrant III is guided.

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 verlaufend. Es ist schnell zu sehen, dass gleiche Abschnitte der Schneide Ki jeweils in verschiedene Detektorquadranten abgelenkt werden. Furthermore, it can be seen from the diagram in FIG. 14B that a cutting edge Ki which is designed with a 2: 1 inclination leads to the same sections of the cutting edge occurring on all segments of the detector. For example, the cutting edge Ki can be used to show that an identical linear section of the cutting edge is deflected by each lens quadrant into a respective detector segment. For example, a comparison of FIGS. 14B and 15A, when checking the course of the cutting edge Kl from left to right, shows that a first quarter of the cutting edge is deflected to the detector section Du, a second section of the cutting edge Ki to the detector quadrant Dm, running across it, the third section of the cutting edge Ki to the detector quadrant Di, running across it and finally the fourth section of the cutting edge Ki to the detector quadrant Div, running across it. It can quickly be seen that identical sections of the cutting edge Ki are each deflected into different detector quadrants.

Aus der bisherigen Diskussion können zwei jeweils zu befolgende Regeln abgeleitet werden, wenn schwache Abbilder durch den erfindungsgemässen Detektor erfasst werden sols Two rules to be followed can be derived from the previous discussion if weak images are to be detected by the detector according to the invention

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

15 15

664 888 664 888

len. 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 Detektorquadranten erhalten. len. The first rule is that when capturing a centered image, the light is distributed evenly over all quadrants (of the detector). The second rule to follow is that when the image is shifted, the light strikes the detector quadrants with weighted components. An indication of the displacement of the light by the light distribution on the various detector quadrants is effectively obtained.

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. In fact, this does not apply to the regularly arranged lens elements according to FIG. 14B. Instead of such a "straight-line" detection of the amounts of light occurring on the photodiscrete detector segments, it has proven necessary to differentiate between the currents at certain points in comparison to the total light signal obtained at all four quadrants. This feature of the invention is discussed below with reference to Figures 15A to 15C.

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. In addition, it has been shown that this is less critical with a cutting edge that runs over a plurality of elements, the oblique orientation of the cutting edge with respect to the lens matrix generated. In Fig. 14C e.g. a cutting edge with a slope of 12: 1 is shown.

Aus der vorangehenden Besprechung ergaben sich für das Plazieren der Schneide zwei zu befolgende Regeln: From the previous discussion, there were two rules to be followed for placing the cutting edge:

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. First, the aperture edge or cutting edge must cross equal portions of each segment of the lens so that light from the same portions of the cutting edge is directed to separate detector quadrants, respectively. Secondly, the cutting edge must be inclined towards the boundaries of the lens elements, i.e. not parallel to these limits. A particularly preferred slope of 2: 1 size has previously been presented, with the requirement that the boundary cross at least four separate discrete elements.

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 ist. If the lens elements shown are regularly arranged next to one another so that rows and columns of such elements occur, it has been shown that arranging the cutting edges in alignment with the rows and columns, or with a precisely aligned slope to the rows and columns, is a detector configuration results that the displacement of the images is not reliable.

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. 14C it can be seen that the cutting edge traverses a large number of discrete elements and can come close to the forbidden horizontal orientation. In particular, if a large number of elements are placed next to one another in an arrangement, the cutting angle can get ever closer to the axis of a row or a column of discrete lens elements or alternatively into an oblique alignment of the elements without rendering the cutting edge ineffective.

Es hat sich sogar gezeigt, dass gemäss Fig. 17 die Linsenelemente willkürlich oder zufällig 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. It has even been shown that, according to FIG. 17, the lens elements can be arranged next to one another at random or at random. With regard to such a random alignment using a large number of lens elements with respect to each cutting edge, it can be seen that the light distribution is approximated as far as possible with equal proportions on the quadrants in accordance with the weighting of the overall image. With such a configuration, accurate measurements can be made.

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 Ki 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, die dem Vierfachen der Bildgrösse entspricht, um Signal-Ungleichheiten infolge einer Bildverschiebung über die licht-5 empfindliche Oberfläche hinaus zu vermeiden. FIG. 15A shows a detector divided into quadrants, in which a cutting edge illumination with respect to the cutting edge Ki is arranged transversely to a lens element, similarly to FIG. 14B. It can be seen that the respective detector quadrants are designated counterclockwise with Di, Du, Dm and DIV. It can also be seen that the cutting edge Ki crosses the segments or quadrants Dm, Div, Du and Di in turn. It should be noted that the detector quadrants are larger than the projected images of the cutting edge. In particular, a detector surface is preferably used which corresponds to four times the image size in order to avoid signal inequalities due to an image shift beyond the light-sensitive surface.

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 Versetto zung nur in X-Achsenrichtung erfolgt, der Anteil der Schneide in den Detektorsegmenten Di plus Do 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 15 Schneide Ki im Detektorsegment Dm reduziert. Dieser Anteil der Schneide erscheint stattdessen im Segment Div- Displacement of an image in the X direction from the distribution shown in Fig. 15A as shown in Fig. 15B produces an interesting result. In particular, it is immediately observed that as soon as the offset occurs only in the X-axis direction, the proportion of the cutting edge in the detector segments Di plus Do or Dm plus Div remains unchanged. However, this does not apply to the distribution with respect to the detector segments Di plus Div or Du plus Dm. For example, the length of the 15 cutting edge Ki in the detector segment Dm is reduced. This portion of the cutting edge appears instead in the 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, 20 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 je-25 dem 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 30 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 35 Quadranten separat betrachtet, jedoch verhalten sich die Summen Dr plus Du oder Dm plus Div linear bei der in Y-Richtung verlaufenden Verschiebung. Likewise, shifting the image in the Y direction from the shape shown in Fig. 15A to that shown in Fig. 15C produces an interesting result. It is observed 20 that if the offset occurs only in the Y-axis direction, the proportion of the cutting edge in the detector segments Du plus Dm or Di plus Div remains unchanged. However, this does not apply to the detector segments Di plus Du or Dm plus Div. Looking at the amount of light in each quadrant while moving from the shape in Fig. 15A to that in Fig. 15C, a certain non-linearity is generated. First of all, it can be shown during the first part of the movement that the proportion of the cutting edge in the quadrant Du decreases until the entire cutting edge Ki 30 runs out of the quadrant Du. The cutting edge then runs out of the detector quadrant Di. In the detector quadrant Du there is no further reduction in light during this movement. There is therefore a non-linearity in the displacement in the Y direction if each 35 quadrant is considered separately, but the sums Dr plus Du or Dm plus Div behave linearly with the displacement in the Y direction.

Es hat sich gezeigt, dass eine Differenzierung der gesamten Lichtsumme mit bezug auf das in bestimmten Quadran-40 ten 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: It has been shown that differentiating the total sum of light with respect to the light received in certain quadrants-40th produces a signal that is proportional to the displacement in the X and Y directions. For example, the following formula gives a signal related to the displacement in the X direction if it is in this direction:

li+lii+liii+livJ li + lii + liii + livJ

50 In entsprechender Weise wurde infolge der Nichtlineari-tät, die bei einer Versetzung längs der Y-Ache gemäss Fig. 15C auftritt, wieder festgestellt, dass durch Differenzierung bestimmter Segmente mit bezug auf die anderen Detektorsegmente im Vergleich zur gesamten empfangenen Licht-55 menge ein auf die Y-Achsenversetzung bezogenes Signal erzeugt werden kann, das sich durch folgende Formel ergibt: In a corresponding manner, as a result of the nonlinearity which occurs when the axis is displaced along the Y axis according to FIG. 15C, it was again determined that by differentiating certain segments with respect to the other detector segments, an amount of 55 compared to the total received light was received signal related to the Y-axis offset can be generated, which results from the following formula:

y |li+lii+liii+liv y | li + lii + liii + liv

65 Dabei bedeutet jeweils: 65 Each means:

Dx die Versetzung in X-Richtung, Dx the displacement in the X direction,

Dy die Versetzung in Y-Richtung, Dy the displacement in the Y direction,

Li die auf den Quadranten I auffallende Lichtmenge, Li is the amount of light striking the quadrant I,

664 888 664 888

16 16

Lu die auf den Quadranten II auffallende Lichtmenge, Lu the amount of light striking quadrant II,

Lui die auf den Quadranten III auffallende Lichtmenge, und Lui the amount of light striking quadrant III, and

Liv die auf den Quadranten IV auffallende Lichtmenge. (Gemeint sind jeweils die Detektorquadranten Di bis Div). Liv the amount of light striking quadrant IV. (The detector quadrants Di to Div are meant in each case).

Bei der Benutzung der meisten Objektivrefraktoren besteht 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»-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. When using most lens refractors, there is an alignment problem that is always encountered. In particular, the eye must be "identified", i.e. brought into exact alignment with the optical axis of the instrument or, in another description, brought into an «XY» alignment. If the eye is "locked" along the optical axis, the position of the eye in relation to the distance from the instrument is still important. A special aperture was developed for this side of the problem.

Fig. 16A zeigt einen Detektor, der mit der Erfindung eingesetzt 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 Prisma besitzt eine lichtundurchlässige Fläche und drei ge-fasste 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. Figure 16A shows a detector used with the invention. In particular, four prisms 401, 402, 403, 404 are arranged in a square arrangement. The prisms in this square arrangement define a central square aperture 410 and four square peripheral or corner apertures 411, 412, 413 and 414. Each prism has an opaque surface and three milled edges, from which light is emitted. The prism 401 specifies the opaque surface 400 and the three light-emitting edge regions 415, 416 and 417.

Auf jeden Kantenbereich ist eine lichtaussendende Diode 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 erfahrt an und in dem Prisma 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 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. A light-emitting diode LED is focused on each edge area via a lens. The LED is focused over the lens and from there through the prism in such a way that a greatly enlarged image of the LED is focused into the eye to be examined. In the prism 401, the LED 405 is focused by the lens 409 and experiences two refractions on and in the prism 401 (when entering and leaving the prism) and a reflection on the lateral gable surface. These light deflections emit light from the prism edge area 415. Typically, the chamfered edge portion 415 of the prism is directed so that the light from the LED is directed toward the eye. A “bubble plate” surface is preferably added to the prism optics, preferably on the surface of the first entry of the light into the prism.

In gleicher Weise wird die LED 406 durch den Kantenbereich 416 zur Ausstrahlung von fkussiertem 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. In the same way, the LED 406 is caused to emit focused light by the edge region 416. while the focused light of the LED 407 passes through the edge area 417. The respective prisms 402, 403 and 404 are provided with light-emitting edge regions in the same way as the prism 401.

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. All the edges formed by the edges are preferably masked in such a way that light incident directly above them is passed on to the detector, while the remaining light is rejected. This masking is shown in Fig. 16A.

Insbesondere ist daraufhinzuweisen, 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. In particular, it should be pointed out that the corner regions of the light-emitting edge regions are masked. It can be seen like this. (FIG. 16A) that the corner regions 420 are coated on the prisms 401 and 402.

Von den jeweiligen Prismen wird Licht zu dem zu prüfenden 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 Innere 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 welchem ein Abbild K" gebildet wird. Es erfolgt dort eine Analyse des Schneidenbildes. Light is emitted from the respective prisms to the eye to be examined and returns from the eye to be examined by means of projection optics already described but not shown here. The light received passes the cutting edge determined by the combination of prisms and the apertures. The light then enters the interior of a detector with the square arrangement previously shown. When entering the interior, the light passes through a special lens element or a Wöbbel plate V. (preferably the bubble plate shown in FIG. 17) and then via a focusing lens to the detector, on which an image K ″ is formed. An analysis is carried out there of the cutting image.

Fig. 16B zeigt ein Abbild der Frontseite des Detektors so, wie ihn das Auge des zu untersuchenden Patienten sieht. 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. 16B shows an image of the front of the detector as seen by the eye of the patient to be examined. It should be noted that the light emitting edges 416 on the one hand and 418 and 419 on the other hand are aligned along a horizontal upper edge of the detector. The length of the edge 416 is equal to the total length of the edges 418 plus 419. It can thus be said that the two outer edges together have the same length as the inner edge 416.

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. Also note that edge 416 is opposite to edges 418 and 419. If it is now assumed that the edge comprising the edge region 416 turned in one direction and the edge regions 418 and 419 turned in the opposite direction is illuminated, the same but opposite refraction effects are produced in one eye by the different edges. In other words, the edge effects do not give a weighted image with a revealing display of the spherical or cylindrical correction required. In other words, the illumination along a single edge in which the same sections are present in the opposite direction does not produce a detectable prescription correction.

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. With respect to the linear edge that includes the illuminated edge areas 426, 428 and 429, the same determination can be made. Since the same sections of the edge are illuminated in the opposite direction to one another, no weighting of the images in the eye is recorded either. However, with reference to Figure 16B, it can be shown that the sequential illumination of these respective images can be used in the alignment of an eye.

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. 16C is a schematic representation, in which it is assumed that the eye shown is correctly centered in the XY plane. This alignment is carried out by measuring the image light incidence impinging on the quadrants Di, Du, Dm and Div of the detector.

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. The problem to be solved now is how to correctly position the eye in the Z-axis direction, i.e. the distance of the eye to the detector is determined. In the schematic representation of Fig. 16C, the respective light-emitting edge regions, i.e. the upper edge regions 416, 418 and 419 and the lower edge regions 426, 428 and 429 are shown schematically.

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. It is to be said here that FIG. 16C is a purely schematic illustration in which the focusing optics P are intended to achieve the convergence of the image from the edges to an active detector, and the specialized optics V as well as the patient's eye are omitted. 16C, the images for the respective cutting edge regions are shown at different distances. Of the six detector images shown, the top two images relate to the eye at the correct distance from the detector. The two middle images are the result of the detector if the eye is too close and the lower two if the eye is too far.

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. The right column means the images that result when the cutting edges 416, 418 and 419 are illuminated, while the left column shows images that arise when the cutting edges 428, 426 and 429 are illuminated. Typically, these images are first illuminated with a linear set of cutting edges and then generated by illuminating the second linear set of cutting edges.

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. In the upper images with the eye at the correct distance, it can be seen that the image formed by the cutting edges 418, 416 and 419 is the same as that when the cutting edges 428, 426 and 429 are illuminated.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

17 17th

664 888 664 888

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- If the eye is too close, the image created by the cutting edges 418, 416 and 419 moves upwards on the detector surface. Large concentrations of the resulting images appear on the upper quadrants Di and Du- The effect on the image of the cutting edges 428, 426 and 429 is in the opposite direction, i.e. the respective images of the cutting edges largely fall on the quadrants Dm and 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. Typically, the edges of the detector are either modulated with their own discrete signal so that the images can be separated from one another, or they are switched on alternately. In any case, the output signal of the detector from the quadrants of the detector gives an indication of the distance position of the eye (not shown).

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 D« wandert. As the two diagrams below show, the effects are reversed if the distance between the eyes is too large, i.e. the image of the edges 418, 416 and 419 moves down to the detector quadrants Dm and Div, while the image of the edges 428, 426 and 429 moves up to the quadrants Di and D '.

Es ist dabei zu beobachten, dass die jeweiligen entstehenden Abbilder der Schneiden symmetrisch sind, d.h. dass sie um die Mitellinie gleichgewichtet sind. Der Grund dafür ist, dass die entgegengesetzt gerichteten Schneiden gleiche Gesamtlänge besitzen. Daraus ergibt sich, dass die jeweiligen erzeugten Schneidenbilder gegenüber den in dem betreffenden Auge anzutreffenden optischen Fehlern unempfindlich sind. It can be observed that the respective resulting images of the cutting edges are symmetrical, i.e. that they are equally weighted around the center line. The reason for this is that the opposing blades have the same overall length. The result of this is that the respective cutting edge images produced are insensitive to the optical errors encountered in the eye in question.

Es kann so gesehen werden, dass das erzeugte Bild unempfindlich gegenüber eventuellen optischen Fehlern des Auges, jedoch empfindlich gegenüber den Lageauswirkuh-gen des Auges bei der Erfassung durch das Instrument ist. It can be seen that the image produced is insensitive to any optical errors in the eye, but is sensitive to the positional effects of the eye when it is detected by the instrument.

Wird angenommen, dass das Auge richtig erfasst ist, If it is assumed that the eye is correctly captured,

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. then the measurement of the eye is carried out in such a way that cutting edges arranged in the same direction but now in different positions are illuminated. A cutting edge test using such a cutting edge group is now shown, the cutting edge test with the other cutting edges being analog and easy to understand.

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 D(, Du, Dm und DiV. A typical cutting edge examination is shown with reference to the schematic representation of Fig. 16D. The cutting edges 416, 428 and 429 are shown here. The cutting edges pass through a projection optics P to a detector with the detector quadrants D (, Du, Dm and 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 Aus-mass kaum messbar reagiert. First of all, it should be noted that all cutting edges 416, 428 and 429 are oriented in the same direction. The image created via one eye is therefore responsible for the necessary corrections, i.e. the optical defects of the eye are sensitive. If normal vision is assumed at first, the detector segments report a minimal signal. Since the respective cutting edges are evenly distributed around the central axis of the optical instrument and produce illumination that is uniformly centered around the optical axis of the instrument, the position sensitivity of the measuring system is minimal. This means that the instrument reacts to the eye's positional errors in relation to the detector and the lighting device in a barely measurable way.

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. In accordance with the representations given earlier, a farsighted eye creates an image on one side of the detector, for example on the detector quadrants Di and Du. In the same way, a short-sighted eye creates an image on the opposite quadrant Dm, Div- Finally, an astigmatic eye produces an image on the quadrant on one or the other side, the quadrants Du and Dm being shown here as an example.

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. Dadurch 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. As the specialist immediately recognizes, the cutting edges present in the detector can be switched over. They are switched so that the opposite of the depicted images are recorded next. This results in the desired “counter-clock” effect for the instrument. In addition, the image can also be continued with the cutting edges on the left or right. That is, measurement can be performed using a cutting group on the left side and then the opposite cutting group on the right.

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. At this point it should be noted that the LED of each group and the detectors used with it can be modulated. As a result, the measurements can be carried out simultaneously at the same time and the modulated signals reflected by the eye can be separated from one another. Using a central visible target or fixation point for the eye, the eye can be focused on a vision target or target. This focusing of the eye then results in a lens refraction for the eye adapted to different distances.

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. For the selected imaging system it is to be understood that the cutting edges are all active and have a common centroid. If the images on detector D are incident, they are assigned to each quadrant with the same intensity. FIG. 16E now shows an optical “train”, and in FIG. 16F the corresponding image on the detector is shown, and the compensation of the specular reflection image with respect to the alignment of the detectors used to measure the corrections to be prescribed by the light measurement is shown there .

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. 16E, three light sources A, B and C are shown on one eye E. The images of these light sources are guided through optics (not shown) to three real image locations, which are designated by Ka, Kb and Kc. The image Ka is located above the optical axis and is twice as long as the respective images Kb and Kc. An image of these optical conditions is passed through the specialized optics V to the detector D. The specialized optics V has already been described.

Nun zeigt Fig. 16F das Lichtzentroid am Detektor D. Dieses Zentroid gilt für spiegel-reflektiertes Licht und enthält keine optischen (Verschreibungs-)Augenkorrekturen. 16F shows the light centroid on detector D. This centroid applies to mirror-reflected light and does not contain any optical (prescription) eye corrections.

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. It can be seen that each image is offset from the optical axis by a certain amount. Thus, if the detector D is either too close or too far away, the respective movements of the image from each light source remain the same.

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. It can be seen from Figures 16G and 16H that this is not the case when a single cutting edge is used. In FIG. 16G, a pupil with a single real-imaged light source A sends its image to the specialized optical plate V with the cutting edge Ka. This is then forwarded to the detector level by optics (not shown). Assuming that the detector plane is at the correct distance from the eye, the image would hit the center. However, since the eye is either too far or too close, the image is shifted. In particular, it will shift away from the center. The shifted image of an eye pupil is shown in FIG. 16G.

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. 16H now shows a centered image. It can be shown that the light center is shifted in relation to the detector quadrants Di, Du, Dm and DiV. In fact, the image migration has taken place from the upper two quadrants Di and Du to the lower quadrants Dm and Div.

Kehrt man nun zu der Dreiquellenanordnung zurück und nimmt den Fall von nicht spiegelreflektiertem Licht an, Now if you go back to the three-source arrangement and assume the case of light that is not specularly reflected,

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

664 888 664 888

18 18th

so kann die Wirkung der Positionierung der hier gezeigten Optik (näher oder weiter) anhand von Fig. 16J erklärt werden. the effect of the positioning of the optics shown here can be explained (closer or further) with reference to FIG. 16J.

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 D2 ist, ergeben sich drei Abbilder, wie sie in Fig. 16L grösser dargestellt sind. If the detector D is in the position Di, based on the specialized optics V and the images Ka, Kb and Kc, it can be seen that all the images essentially come to coincidence. That is, they are imaged on a central spot on detector D. However, if the detector is too far away, for example in a position D2, three images result, as are shown larger in FIG. 16L.

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. Im 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. With a nearsighted eye, FIG. 16L shows how the three images are created. The bottom image IA will be twice as intense as the top two images IB and Ic. These images IB and Ic are each shifted in accordance with the (prescription) correction required for the eye. In view of the previous discussion, it can be seen that the shifts in the individual detector quadrants Di to Div add up in such a way that the same result is achieved as in the single image shown in FIG. 16K. It follows that the detector scheme shown is insensitive to the distance of the eye from the device.

Nun kann mit dieser Erklärung die Beschreibung des unmittelbaren Vorgangs angeführt 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. With this explanation the description of the immediate process can now be given. First, the axial distance alignment explained with reference to FIG. 16C is carried out. As soon as the eye is roughly set up, the measurements relating to the (regulation) corrections are made. These measurements are carried out as shown in Figs. 16J, 16K and 16L. It is thus possible, if the eye is initially correctly grasped and then migrates from the original position, that the optics described are relatively insensitive to such a movement. Correct readings for the corrections are obtained, i.e. correct lens refraction.

Was nun die Spiegelreflexion betrifft, so kann mit bezug auf die in Fig. 16F gezeigte Darstellung gesehen werden, As for mirror reflection, with reference to the illustration shown in Fig. 16F,

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. that the areas of the light sources are important. In particular, because the moment of the optical surfaces above and below the horizontal axes and the moment to the left and right of the vertical axes are the same, mirror reflections from the eye itself even out in the different detector segments. As a result, with the cutting edge arrangement shown, the refraction measurement values cannot be disturbed by reflected reflex light.

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. Dies 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 - angegeben ist. Another dimensioning of the cutting edge configuration is also illustrated with reference to FIG. 16J. In particular, each cutting edge Ka, Kb and Kc has the same length and the same area. The respective cutting edges are two length units away from a horizontal axis in the case of the cutting edge Ka and one length unit in the case of the cutting edges Kb, Kc. These distances are indicated by 2a for the cutting edge Ka and a for the cutting edges Kb and Kc. In this case, the cutting edges each have the same length, which is indicated in FIG. 16J.

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 16L now shows the unfocused centroids of the image. In particular, it can be seen that the lower image Ia is offset from the horizontal axis by a mass which corresponds to twice the distance between the centers of the two upper cutting edge images Ib, Ic. The refractive index signal is not disturbed due to axial distance errors. It should be pointed out that for the best effectiveness, the light receiving or viewing apertures in the vicinity of the cutting edges are also essentially the same moments

über und unter der Horizontalachse sowie links und rechts der Vertikalachse besitzen sollen. should have above and below the horizontal axis and to the left and right of the vertical axis.

In den Fig. 18A bis 18D sind Verteilungsmuster gezeigt, die an dem Detektor infolge einer dezentrierten Pupille mit einem willkürlichen Brechungsfehler gebildet werden (Kugel plus Zylinderbrechkraft mit einem Schrägwinkel zur Schneide). 18A to 18D show distribution patterns which are formed on the detector due to a decentered pupil with an arbitrary refractive error (ball plus cylinder refractive power with an oblique angle to the cutting edge).

In Fig. 18A und 18B ist Untersuchung mit horizontalen Schneiden gezeigt. Die Schneide K in Fig. 18A ist so angeordnet, dass das Licht durch den Empfangsbereich 400 unter der Schneide K und über der linearen Begrenzung 415 gelangt. In gleicher Weise empfängt 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. Figures 18A and 18B show inspection with horizontal cutting. The cutting edge K in FIG. 18A is arranged such that the light passes through the reception area 400 under the cutting edge K and over the linear boundary 415. In the same way, in FIG. 18B an area 402 receives light that lies directly above the cutting edge 415. In FIGS. 18C and 18D, the cutting edges are directed vertically and are located here to the left and right of the pass-through or receiving areas 404 and 406, respectively. In each of FIGS Detector area shown. This is the detector with quadrants Di to DiV, which has already been discussed several times.

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 emfpangenen 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. In the case of the illustrated image forms, it is to be understood that the light is thrown onto the detector level by the preferred optics described. The light incident on the detector plane thus does not have the appearance shown schematically on the detector surfaces in FIGS. 18A to 18D, but, as already explained, will be evenly distributed. In each case according to FIGS. 18A to 18B, the detector measures two values which are proportional to the X-centroid position times the total received light flux and the Y-centroid position times the total received light flux. Since the total flow is the same for both values, the values are actually proportional to the centroid positions according to X and 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 addition, it is recognized that the arrangement of source and detector is designed in such a way that each cutting edge has the same total light values and is symmetrical in every respect around the pupil image center on the detector. In this way, the measured values can be added and subtracted using a method described below, so that both refraction and pupil de-concentration information can be obtained.

In Fig. 18Agilt, In Fig. 18,

Xca = Rxa + Xp Yca = Rya + Yp, Xca = Rxa + Xp Yca = Rya + Yp,

wobei in which

Xca = X-Wert der Zentroidlage, Xca = X value of the centroid position,

Yca = Y-Zentroidlage, Yca = Y centroid position,

Rxa = Versetzung des Zentroids vom Pupillenzentrum in X-Richtung, Rxa = displacement of the centroid from the pupil center in the X direction,

Rya = Versetzung des Zentroids vom Pupillenzentrum in Y-Richtung, Rya = displacement of the centroid from the pupil center in the Y direction,

XP = X-Wert des Pupillenzentrums, XP = X value of the pupil center,

Yp = Y-Wert des Pupillenzentrums Yp = Y value of the pupil center

In gleicher Weise gilt in Fig. 18B The same applies in FIG. 18B

Xcb = Rxb + Xp Ycb = Ryp + Yp Xcb = Rxb + Xp Ycb = Ryp + Yp

Infolge der beschriebenen Verteilungssymmetrie gilt As a result of the described distribution symmetry

Rxb = —Rxa Ryb = —Rya so dass folgt: Rxb = —Rxa Ryb = —Rya so that:

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

19 19th

664 888 664 888

Xcb = xp — Rxa Ycb = Yp — Rya- Xcb = xp - Rxa Ycb = Yp - Rya-

Das bedeutet: That means:

Xca + Xcb = Xp + Rxa + Xp — Rxa = 2Xp Yca + Ycb = Yp + Rya + Yp — Rya = 2Yp. 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-Dezentrie-rung sind. Es ist zu bemerken, dass hier keine (Verschrei-bungs-)Brechkraft-Information enthalten ist. This shows that the measured values can be added, i.e. the x-values and the y-values together to obtain values that are directly proportional to the pupil decentration. It should be noted that there is no (prescription) refractive power information here.

Ähnlich ergibt sich: Similar results:

Xca — Xcb = Xp + Rxy — (Xp — Rxy) = 2Rxa Yca — Ycb = Yp + Rya — (Yp — Rya) = 2Rya 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 X-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. This shows that correct subtraction of the measured values leads to values that are directly proportional to the displacement of the centroid (i.e. the center of gravity determined according to the above formula) of the received pupil pattern from the pupil center itself. In addition, since these values are the displacements of the centroid in the X and X directions, both the size and the direction of this displacement result, which in turn are directly related to the refractive error, as explained earlier.

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. It was previously noted in this description that a parallel series of cutting edges does not provide complete refractive information (although it does result in pupil decentering). The rest of the necessary information will now be included about the second parallel row of cutting edges corresponding to Figures 18C and 18D. It should be noted that the relative position of the pupil center to the detector center is the same in all figures.

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-Kompo-nente der Pupillen-Dezentrierung erhalten, und durch korrektes Subtrahieren der Werte bei parallelen Schneidenpaaren entstehen vier der Brechung proportionale Werte nämlich: In summary, adding all X-centroid values gives a value that is proportional to the X-component of the pupil decentration. By adding all Y-centroid values, a value proportional to the Y component of the pupil decentering is obtained, and by correctly subtracting the values for parallel pairs of cutting edges, four values that are proportional to the refraction are created:

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

Dann ergibt sich, dass Werte proportional zum sphärischen Äquivalent (Seg), zur Querzylinderachse 90c/180 + (C+) und zur Kreuzzylinderachse 457135° (Cx) erhalten werden können, wenn die Refraktions-Proportionalwerte in der folgenden Weise kombiniert werden: Then it follows that values proportional to the spherical equivalent (Seg), to the cross cylinder axis 90c / 180 + (C +) and to the cross cylinder axis 457135 ° (Cx) can be obtained if the refraction proportional values are combined in the following way:

Seg ~ Rxc + Rya C+ ~ Rex — Rya Q ~ Rxa + Ryc wobei Seg ~ Rxc + Rya C + ~ Rex - Rya Q ~ Rxa + Ryc where

C+ die 0—90e Zylinderbrechkraft und C + the 0-90e cylinder power and

Cx die 45 —135° Zylinderbrechkraft ist. Cx is the 45-135 ° cylinder power.

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 des gleichen Anmelders. Insbesondere wird in dieser Patentschrift eine Erfindung beschrieben, die in folgender Weise zusammengefasst werden kann: It can be seen that the detector described can also be used to control refractive optics in such a way that the signals received on the detector surface are compared. This circuit is already described and claimed in the same applicant's US Pat. No. 4,070,115. In particular, this patent describes an invention which can be summarized as follows:

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 und erste astigmatische Optikglieder werden in nächster Nähe der zu untersuchenden Optik eingesetzt und das Target-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. A lens measuring device is described in which continuously variable correction optical elements for spherical and cylindrical refraction are manipulated in order to measure the correction values for an optical system to be examined. A target containing a straight line is focused to maximum sharpness, the target being oriented arbitrarily with respect to the axes of the optical system to be examined. Continuously variable spherical and first astigmatic optics elements are used in the immediate vicinity of the optics to be examined and the target image is projected through the optics to be examined and the continuously variable optics. Spherical and first astigmatic corrections are then determined along at least one axis diagonally to the line target until the maximum sharpness of a projected image of the straight line results. A first component of the astigmatism correction results. A second target, again consisting of a straight line, is introduced, which is preferably inclined at 45 ° with respect to the first target. A spherical adjustment is now made again together with a diagonally directed second astigmatism correction along at least one axis lying diagonally to the second line target until there is maximum sharpness of the projected image of the straight line. The result is a second component of the astigmatism correction and the final spherical correction. Precautions for remote control of the continuously changeable optics are described in order to automatically determine the corrections.

Mit bezug auf Fig. 5 dieser Patentschrift wird ein Schaltschema angegeben, mit dem ein Detektor mit vier distinkten 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 schematische Linsen zur Erreichung eines derartigen abgeglichenen Bildes als variable sphärische Linsen 516,0C — 90°-Zylinderlinsen 518 und 45° — 135c-Zylinderlinsen 520 gezeigt. Diese Linsenanordnung ist direkt von der Fig. 5 der genannten US-PS übernommen. With reference to FIG. 5 of this patent specification, a circuit diagram is specified with which a detector with four distinct quadrants can control the optical elements in order to achieve a balanced image. The adaptations of this circuit to the conditions of the described detector image can easily be made by the person skilled in the art in this field. 16G, schematic lenses for achieving such a balanced image are shown as variable spherical lenses 516.0C - 90 ° cylindrical lenses 518 and 45 ° - 135c cylindrical lenses 520. This lens arrangement is taken directly from FIG. 5 of the US patent mentioned.

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. 18 A — 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. A particular advantage of the invention is that the refractive power information provided by the eye does not depend on the ability of the eye to reflect light back to the detector. It may be the case that a retina has enlarged blood vessels and / or other deformations as a result of pathological changes. Such a retina is unable to return light uniformly back to the detector over the entire area. In this case, the back light obtained when examined with a cutting edge according to FIGS. 18A-18D will differ significantly in intensity from the light obtained when examined with other cutting edges. The effect of irregularities in the retina can nevertheless be compensated for by mathematically equating the total light intensity in each measurement case.

Es wird noch einmal darauf hingewiesen, 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. It is again pointed out that in the preceding description and the equations with reference to FIGS. 18A-18D, “light flux moments” were used with reference to the respective detector quadrants used. Throughout this description, the term "moments" should always be used in the manner set out there.

Ferner ist noch einmal daraufhinzuweisen, dass zum störungsfreien Betrieb die benutzten Aperturen symmetrisch It should also be pointed out once again that the apertures used are symmetrical for trouble-free operation

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

664 888 664 888

20 20th

sein sollten, und die Flächen der Aperturen und die Aufnahme- oder Empfangsflächen (Fenster) ebenfalls gleiche Momente besitzen sollten. should be, and the surfaces of the apertures and the receiving or receiving surfaces (windows) should also have the same moments.

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. It should also be emphasized again that when using cutting edges they do not necessarily have to be at right angles to each other. For example, cutting edges that form an angle of 45: can be used. In addition, when adapting the described calculations and / or the optics and the detector surfaces, different angles can be used between the examination edges. The preferred version at the time of registration was the use of parallel and oppositely directed cutting edges in a symmetrical, right-angled version.

Als optisches System zwischen der «Wöbbel-Platte» und dem Auge kann jedes auf dem Fachgebiet für diese Anwendung bekanntes System eingesetzt werden. Any system known in the art for this application can be used as the optical system between the “Wöbbel plate” and the eye.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

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65 65

S S

27 Blatt Zeichnungen 27 sheets of drawings

Claims (3)

664 888 PATENTANSPRÜCHE664 888 PATENT CLAIMS 1. Vorrichtung zur Augenuntersuchung, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Lichtquelle (250) zum Projizieren von Licht zu einem Auge vorgesehen ist, dass die Lichtquelle durch eine Lichtzone begrenzt ist, welche Begrenzung ersten und zweiten Schneidenkanten (K) entspricht, dass die erste Schneidenkante im wesentlichen senkrecht zur zweiten Schneidenkante liegt, dass erste und zweite Lichtwege (261 —263) zur Beleuchtung des Auges unmittelbar von der Lichtzone (261' —263') unter den ersten und zweiten Schneidenkanten ausgehen, dass jeweilige erste und zweite Lichtwege (252) zur Beobachtung vom Auge zurückkommenden Lichts unmittelbar über den Schneidenkanten verlaufen und dass eine mit den Lichtbeobachtungswegen an den Schneidenkanten vorbei verbundene Detektoreinrichtung (D) vorhanden ist zur Beobachtung der charakteristischen Beleuchtung an dem Auge. 1. Device for eye examination, characterized in that at least one light source (250) is provided for projecting light to an eye, that the light source is delimited by a light zone, which delimitation corresponds to first and second cutting edges (K) that the first cutting edge is substantially perpendicular to the second cutting edge, that first and second light paths (261-263) for illuminating the eye start directly from the light zone (261 '- 263') under the first and second cutting edges, that first and second light paths (252) for observation of light returning from the eye run directly over the cutting edges and that a detector device (D) connected to the light observation paths past the cutting edges is present for observing the characteristic illumination on the eye. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle durch erste (401), zweite (402), dritte (403) und vierte (404) Schneidenkanten begrenzt wird, 2. Device according to claim 1, characterized in that the light source is delimited by first (401), second (402), third (403) and fourth (404) cutting edges. dass die erste und die dritte Schneidenkante im wesentlichen senkrecht zur zweiten und zur vierten Schneidenkante steht und dass erste, zweite, dritte und vierte Lichtwege (252) zum Auge zur Beobachtung der Beleuchtung des Auges an den jeweiligen Schneidenkanten vorbei vorgesehen sind. that the first and third cutting edges are substantially perpendicular to the second and fourth cutting edges and that first, second, third and fourth light paths (252) to the eye are provided to observe the illumination of the eye past the respective cutting edges. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schneidenkante und der erste Lichtweg (401) gegenüberliegend zur dritten Schneidenkante und zum dritten Lichtweg (403) angeordnet sind. 3. The device according to claim 1, characterized in that the first cutting edge and the first light path (401) are arranged opposite to the third cutting edge and the third light path (403).
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