DD248052A1 - Anordnung zur automatischen ueberwachung der stellung des patientenauges - Google Patents

Abstract

Eine vom Aufbau einfache Anordnung, die in beliebigen Augenuntersuchungssystemen ohne grossen zusaetzlichen Aufwand eingesetzt werden kann und die sowohl die Stellung des Auges zur optischen Achse des Geraetes sowie die Entfernung des Hornhautscheitels zu einer vorgegebenen Bezugsebene ueberwacht und einstellt, wird realisiert, indem in einem Winkel zum Abbildungsstrahlengang der Strahlengang einer Strahlungsquelle fuer Licht ausserhalb des sichtbaren Frequenzbereiches vorgesehen ist, wobei besagter Strahlengang den Abbildungsstrahlengang in einer vorgegebenen Sollage des Augenmittelpunktes schneidet und in einem Ueberwachungsstrahlengang ein ortsaufloesendes fotoelektrisches Empfaengersystem vorgesehen ist. Anwendbar bei der Augenuntersuchung, vorzugsweise zur Refraktionsbestimmung. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur automatischen Überwachung der Stellung des Patientenauges bei der Augenuntersuchung, vorzugsweise zur Refraktionsbestimmung, wobei in einem Abbildungsstrahlengang vor dem Auge eine abbildende Optik vorgesehen ist.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei allen ophthalmologischen Untersuchungsgeräten ist es erforderlich, das Patientenauge genau auf die optische Achse des Gerätes sowie in einem bestimmten Abstand zum Gerät zu positionieren, speziell bei freisichtigen Refraktionsgeräten ist eine korrekte Ausrichtung des Auges unumgänglich, um Fehlmessungen des Refraktionszustandes des Auges zu vermeiden.

Es ist bereits bekannt (DE-OS 2741381), den Abstand zwischen einem Augenuntersuchungsgerät und dem Auge zu bestimmen.

Dabei wird vom Auge reflektiertes Licht mittels eines Objektives zur Konvergenz gebracht. Dieses Zwischenbild wird vom Arzt beobachtet und seine scharfe Einstellung als Maß für den Abstand Auge-Gerät verwendet. Diese Bestimmung ist aufgrund der Tiefenschärfe und der Akkomodationsfähigkeit des Arztauges ungenau.

In der DE-OS 3124192 wird eine Anordnung beschrieben, in welcher sichtbares Licht konvergent auf das Auge eingestrahlt wird.

Der reflektierte Lichtstrahl sowie das Patientenauge werden auf der optischen Achse der Anordnung beobachtet. Durch die Verwendung sichtbaren Lichts wird eine gleichzeitige Refraktionsbestimmung durch Blendung des Patienten stark beeinträchtigt.

DE-OS 3138122 beschreibt eine Anordnung zur Messung der Blickrichtung sowie des Abstandes zwischen Auge und Untersuchungsgerät. Zwei wechselweise geschaltete Leuchtdioden bestrahlen das Auge. Das reflektierte Licht tritt durch ein Objektiv, das ein Bild von Testmarken erzeugt. Bei richtiger Lage und Entfernung fallen die Bilder der Testmarken auf dem Photosensor zusammen. Ist das Auge dejustiert, kann aus dem Abstand beider Bilder auf Größe und Richtung des Auges geschlossen werden. Der Aufbau dieser Lösungsvariante ist sehr kompliziert und aufwendig, da eine separate Projektionsoptik und Auswerteeinheit erforderlich ist.

In der Anordnung gemäß DE-PS 2922646 sind zur gleichmäßigen Ausleuchtung des Auges mehrere Einzellichtquellen konzentrisch zur optischen Achse angeordnet. Die Lichtquellen befinden sich zwischen dem Auge und dem Empfänger. Das Auge wird über einen teildurchlässigen Spiegel bestrahlt, welcher im Bereich des sichtbaren Lichtes durchlässig und im infraroten Bereich reflektierend wirkt.

Ein Objektiv dient zur Abbildung des Auges auf einen Empfänger. Diese Lösung ist mit ausreichender Genauigkeit nur für die Relativbestimmung von Augenbewegungen geeignet.

Der Übergangsbereich von Iris zu Sklera wurd diffus bestrahlt. Da jedoch durch Ober- und Unterlid die Iris abgeschaltet wird, erscheint die Iris nicht als Kreis, sondern mehr oder weniger verzerrt. Daraus resultieren Ungenauigkeiten in der Bestimmung des Kreismittelpunktes, der der optischen Achse entspricht.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine vom Aufbau einfache Anordnung zur Überwachung der Stellung des Patientenauges, die in beliebigen Augenuntersuchungssystemen ohne großen zusätzlichen Aufwand eingesetzt werden kann.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, mittels einer Anordnung die Stellung des Patientenauges zur optischen Achse eines Augenuntersuchungsgerätes zu bestimmen sowie die Entfernung des Hornhautscheitels zu einer vorgegebenen Bezugsebene im Gerätesystem zu überwachen und einzustellen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Anordnung gemäß dem ersten Hauptanspruch gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten. Ein erfinderischer Verfahrensschritt besteht darin, daß eine Verstellung des Abstandes entlang der optischen Achse vorgenommen wird, bis die Intensität auf dem fotoelektrischen Empfängersystem ein Maximum erreicht. Die Wirkung der Erfindung besteht darin, daß durch das direkt auf der optischen Achse erzeugte Bild nur einer einzelnen Lichtquelle sowohl relative Augenbewegungen als auch die absolute Stellung des Auges zur optischen Achse bestimmbar wird. Diese Bestimmung erfolgt unabhängig vom unterschiedlichen Reflexionsvermögen von Sklera und Iris. Ein Beweis dafür ist, daß im Gegensatz zum Stand der Technik die erfinderische Lösung auch bei Ersatz des Auges durch eine Glaskugel realisierbar ist. Für die Refraktionsuntersuchung ist es von entscheidender Bedeutung, daß mit der Erfindung, beispielsweise über eine Anzeigematrix, der Bedienperson während des gesamten Refraktionsvorganges eine Information über die Justierung des Patientenauges (Fixation) und damit die Verwendbarkeit des Refraktionsergebnisses vorliegt. Außerdem wird ermöglicht, den eingestellten HSA-Wert automatisch zu korrigieren.

Es wird eine Genauigkeit der Augeneinstellung von ±1 mm für beide Überwachungsfunktionen gewährleistet und Blickrichtungsänderungen von wenigen Grad erfaßt

Die Erfindung ermöglicht es ebenfalls, binokulare Untersuchungsgeräte auf die Pupillendistanz (PD) des Patienten einzustellen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Prinziskizze in Fig. 1 und der schematischen Darstellung in Fig. 2 näher erläutert. Eine IR-Leuchtdiode dient zur Beleuchtung des Patientenauges 3. Zur Steigerung der Lichtintensität auf dem unter einem Winkel von vorzugsweise 25...30° zur optischen Achse bestrahlt. Damit wird eine Augenfixierung auch bei einer Überrefraktion möglich, da der Brillenglasreflex so weit von der optischen Achse versetzt wird, daß er nicht mehr auf die Empfängermatrix 10 abgebildet werden kann.

Bedingt durch die Krümmung der Hornhaut entsteht wenige Millimeter hinter der Hornhautoberfläche ein virtuelles Bild der Lichtquelle. Dieses Bild wird über einen Spiegel 4 und ein Objektiv 5 auf eine Empfängermatrix 10 abgebildet. Diese besteht aus Phototransistoren, die in Zeilen und Spalten angeordnet sind (z.B. 5 Zeilen, 5 Spalten oder beliebig mehr oder weniger Elemente). Der Spiegel 6 ist so ausgelegt, daß er die infrarote Strahlung durchläßt, während er die Strahlung im sichtbaren Bereich reflektiert. Er hat die Aufgabe, den Meßstrahlengang für die Augenfixierung von dem Projektionsstrahlengang für die Testzeichen im freisichtigen Refraktionsarbeitsplatz (bestehend aus einer Halogenlampe 9, einem Testzeichen 8 sowie den Objektiven 7 und 5) zu trennen. Die elektronische Auswertung 11 wertet die Meßwerte der Empfängermatrix 10 aus. Als Ergebnis der Auswertung wird die Lage des Patientenauges zur optischen Achse in der Fixationsanzeige 14 und der Hornhautscheitelabstand in der HSA-Anzeige 15 angezeigt. Über den Antrieb wird die Stirnstütze 13 so verstellt, bis der HSA = 0 wird.

Die Empfängermatrix 10 liegt genau auf der optischen Achse des Systems. Wenn das Patientenauge 3 ebenfalls in der optischen Achse liegt, wird der Hornhautreflex auf die Mitte der Matrix 10 abgebildet. Ein oder zwei Phototransistoren werden mit IR-Licht bestrahlt und geben ein Signal an eine Auswerteeinheit 11. Diese steuert die Elemente einer Anzeigematrix (bestehend aus LED's) 14 an, die entsprechend der Lage des Hornhautreflexes auf der Empfängermatrix aufleuchten. Bei Blickbewegungen oder Kopfbewegungen wird der Hornhautreflex auf eine entsprechende Stelle der Empfängermatrix abgebildet. Der Gerätebediener kann somit Aussagen über die Lage des Patientenauges zur optischen Achse treffen. Die automatische Einstellung und Überwachung des HSA beruht auf folgendem Prinzip: Die Empfängermatrix 10 und das Patientenauge 3 sind jeweils genau in der doppelten Brennweite des Objektives 5 angeordnet. Dadurch wird das virtuelle Hornhautbild der Lichtquelle 1 im Verhältnis 1:1 auf die Empfängermatrix abgebildet. Diese Stellung des Patientenauges entspricht dem HSA = 0.

Zum Einjustieren muß der Patient seinen Kopf an eine Stirnstütze 15 anlegen. Diese wird motorisch mittels Antrieb 12 entlang der optischen Achse verschoben. Befindet sich das Auge im HSA =0, so wird der von den Phototransistoren erzeugte Photostrom maximal und die Stirnstütze wird arretiert. Nimmt der Patient während der Messung seinen Kopf von der Stirnstütze 13, so verringert sich der Photostrom. Ein Warnsignal wird erzeugt, welches dem Bedienenden anzeigt, daß der HSA nicht mehr genau eingestellt is^bzw. es erfolgt eine automatische Nachführung.

Claims (7)

1. Anordnung zur automatischen Überwachung der Stellung des Patientenauges bei der Augenuntersuchung, vorzugsweise zur Refraktionsbestimmung, wobei in einem Abbildungsstrahlengang vor dem Auge eine abbildende Optik vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Winkel zum Abbildungsstrahlengang der Strahlengang einer Strahlenquelle für Licht außerhalb des sichtbaren Frequenzbereiches vorgesehen ist, wobei besagter Strahlengang den Abbildungsstrahlengang an einer vorgegebenen Sollage des Augenmittelpunktes schneidet, ein in einer Richtung für Licht im sichtbaren Bereich reflektierend und für nicht sichtbares Licht durchlässig ausgebildetes Strahlenteilerelement im Abbildungsstrahlengang zur Abspaltung eines Überwachungsstrahlenganges vorgesehen ist und im Überwachungsstrahlengang ein ortsauflösendes fotoelektrisches Empfängersystem vorgesehen ist. .

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem System zur Refraktionsbestimmung im Abbildungsstrahlengang Testzeichen zur Projektion auf die Netzhaut des Patienten vorgesehen sind.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Überrefraktion der Winkel der Lichtquelle zum Abbildungsstrahlengang so gewählt wird, daß das Bild der Brillenreflexe außerhalb der Empfängermatrix entsteht.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Abbildungsstrahlengang eine Beobachtungseinheit vorgesehen ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beobachtungseinheit ein Gerät zur Beobachtung des Augenhintergrundes ist.

6. Anordnung nach einem der Punkte 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Augen zu einer vorgegebenen Bezugsebene verstellbar ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verstellung des Abstandes entlang der optischen Achse vorgenommen wird, bis die Intensität auf dem fotoelektrischen Empfängersystem ein Maximum erreicht.