DE102015204640A1

DE102015204640A1 - Verfahren zur Erfassung der Kontrastseh-Fähigkeit

Info

Publication number: DE102015204640A1
Application number: DE102015204640.0A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-03-13
Filing date: 2015-03-13
Publication date: 2016-09-15

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung der Kontrastseh-Fähigkeit, worin einem Benutzer sukzessive Muster unterschiedlichen Kontrasts auf einem Bildschirm dargeboten werden und die Kontrastseh-Fähigkeit im Ansprechen auf dabei erfasste Benutzereingaben bestimmt wird. Dabei ist vorgesehen, dass mit einer Kamera die Beobachtungsverhältnisse, insbesondere die Umgebungshelligkeit, erfasst werden und bei der Bestimmung der Kontrastseh-Fähigkeit berücksichtigt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit der Erfassung der Kontrastseh-Fähigkeit.
Das Sehvermögen von Menschen wird zum einen dadurch charakterisiert, wie gut sehr kleine bzw. sehr weit entfernte Strukturen erkannt werden können; dies charakterisiert die Sehschärfe. Für gutes Sehen ist es jedoch ebenfalls von Bedeutung, Muster nicht nur dann erkennen zu können, wenn sie sehr klein sind, sondern auch, wenn sie sich nur geringfügig in der Helligkeit von ihrem Hintergrund unterscheiden. Dazu ist die Fähigkeit erforderlich, Helligkeitsunterschiede wahrzunehmen- diese Fähigkeit wird als Kontrastsehen bezeichnet.
Es ist bekannt, dass schlechtes Kontrastsehen nicht nur die Lebensqualität von Menschen beeinträchtigt, sondern auch im Gefolge von Krankheiten wie multipler Sklerose auftritt. Andere Beispiele, in denen das Kontrastsehen beeinträchtigt ist, sind optische Neuropathie, akute optische Neuritis, Alzheimer, Parkinson, altersbedingte feuchte bzw. trockene Macula-Degeneration, anteriore ischämische Optikusneuropathie, geographische Athrophie, Glaukom, Neuromyellitis Optica und andere. Zudem kann das Kontrastsehen auch durch Schädigungen des Gehirns wie durch Gehirntumor, Schlaganfall, Unfälle und dergleichen beeinträchtigt sein.
Es gibt demgemäß schon eine Reihe von Veröffentlichungen, die sich mit dem Kontrastsehen befassen sowie mit dessen Messung und/oder dem Zusammenhang zwischen Kontrastsehen und bestimmten Krankheiten. Diesbezüglich sei verwiesen unter anderem auf die folgenden Referenzen: Balcer, L. et al. (2000) New low-contrast vision charts: reliability and test characteristics in patients with multiple sclerosis. Multiple Sclerosis 6; Pelli, D. & Bex, P. (2013) Measuring contrast sensitivity. Vision research 90, 10–4. Pelli, D. G., J. G. Robson and A. J. Wilkins (1988). The design of a new letter chart for measuring contrast sensitivity. Clin Vision Sci 2(3), 187–199; Kupersmirh, M.J., W.H. Seiple,* J.I. Nelson, R.E. Can. (1984). Contrast Sensitivity Loss in Multiple Sclerosis. Invest Ophthalmol Vis Sci 25: 632–639; Graves, J. et al. (2013). Alemtuzumab improves contrast sensitivity in patients with relapsing-remitting multiple sclerosis. Multiple Sclerosis Journal 19, 13021309; Schieber, F. (1992). Aging and the senses. In J.E. Birren, R.Sloan & G. Cohen (Eds.), Handbook of mental health and aging New York: Academic Press. pp. 251; 306; Price MJ, Feldman RG, Adelberg D, Kayne H. Neurology. 1992. 42(4): 887–90. Abnormalities in color vision and contrast sensitivity in Parkinson's disease; Cormack FK, Tovee M, Ballard C. Int J Geriatr Psychiatry. 2000 Jul;15(7): 614–20; Contrast sensitivity and visual acuity in patients with Alzheimer's disease; Shannon L. Risacher et al. Visual contrast sensitivity in Alzheimer’s disease, mild cognitive impairment, and older adults with cognitive complaints. April 2013 Volume 34, Issue 4, Pages 1133–1144. Neurobiology of Aging; Felix A. Wichmann and N. Jeremy Hill. The psychometric function: I. Fitting, sampling, and goodness of fit. Perception & Psychophysics 2001, 63 (8), 1293–1313.
Auch wenn demgemäß die Bestimmung des Kontrastsehens nicht geeignet ist, um eine bestimmte Krankheit zu identifizieren, eben weil keine einzelne Krankheit ausgemacht werden kann, die zu einem bestimmten Kontrastsehverhältnis führt, kann es wünschenswert sein, das Kontrastsehverhältnis gut charakterisieren zu können. Es wird einzuschätzen sein, dass dies etwa bei Studien über die Arzneimittelzulassung hilfreich sein kann, bei denen eine Beeinflussung des Kontrastsehens zu erwarten ist oder eine Beeinträchtigung des Kontrastsehens ausgeschlossen werden muss; für derartige Studien ist insbesondere das Langzeitverhalten der Kontrastseh-Fähigkeit von Interesse. Daneben kann es auch zu anderen Zwecken sinnvoll sein, die Kontrastseh-Fähigkeit zu überprüfen. Erwähnt seien etwa Selbsttests zur groben Einschätzung, ob von einer Person ein Arzt aufgesucht werden sollte, weil im Hinblick auf die Kontrastseh-Fähigkeit nicht in einem Normbereich liegt oder stark abgenommen hat. Eine andere Anwendung ist die Kontrastseh-Fähigkeit als Marker für das Fortschreiten bei Krankheiten.
Zur Charakterisierung des Kontrastsehens existieren nun bereits verschiedene Verfahren.
In einem anerkannten Standardtest werden einer Person, deren Kontrastsehfähigkeit bestimmt werden soll, auf einer Tafel aufgedruckte Muster unterschiedlicher Größe und unterschiedlichen Kontrastes gezeigt und die Person wird zur Bestimmung der Muster aufgefordert. Bei diesen Mustern kann es sich um Buchstaben handeln, die vorgelesen werden müssen, vgl. z.B. die sog. Pelli-Robson-Charts oder die Low-Contrast Sloan Letter Charts (LCSLC). Es kann sich bei den Mustern auch um so genannte Landolt-Ringe handeln, d.h. um in einer Richtung offene Ringe, wobei die Richtung, zu welcher ein jeweiliger Ring offen ist, angegeben werden muss. Es gibt dazu auch bereits einen online-Test, vergleiche die Homepage www.michaelbach.de. Dort wird ein weiterer Test vorgeschlagen, bei dem die Orientierung eines Gitters mit sinusförmig kontrastmoduliertem Helligkeitsverlauf zu bestimmen ist.
Gemäß der Dissertation „Das menschliche Kontrastsehen-Vergleich zweier Testverfahren", INAUGURAL-DISSERTATION zur Erlangung des Medizinischen Doktorgrades der Medizinischen Fakultät der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg i.Br., vorgelegt 2011 von Katharina Höllerhage, werden Personen u.a. computergenerierte sinusförmig kontrastmodulierte Helligkeitsverläufe zur Bestimmung des Kontrastsehens auf CRT(Röhren-)Bildschirmen angezeigt und dann die Kontrasehfähigkeit der Probanden bestimmt.
Es wird angegeben, dass die Bildschirme regelmäßig kalibriert werden müssen, dass die Bildschirme für eine konstante Kontrastdarstellung eine Einlaufzeit benötigen und dass die Blickwinkelabhängigkeit kritisch ist. Es wird weiter diskutiert, dass es für die Erfassung korrekter Messwerte erforderlich sei, den Zusammenhang zwischen vorgegebenem Soll-Grauwert eines Bildes und der tatsächlich mit dieser Vorgabe erzielten Bildschirmleuchtdichte zu berücksichtigen, also sogenannte Gammakorrekturen für die Grafik vorzunehmen.
Zudem wird erwähnt, dass sich bei Bildschirmwiedergabe reflektiertes Licht anders als bei gedruckten Tafeln auf den Kontrast auswirkt, was daran liege, dass bei Beleuchtung von Tafeln mit unterschiedlicher Hintergrundhelligkeit sowohl die hellen als auch die dunklen Stellen gleichermaßen beleuchtet würden, während sich beim CRT-Bildschirm das von ihm reflektierte Licht zu dem ausgestrahlten Licht addiert, so dass der Kontrast zwischen Graustufen mit zunehmender Beleuchtung beiden Bildschirm abnimmt. Hinzu käme, dass bei Verwendung von Tafeln mit Symbolen zur Ermittlung der Kontrastsehfähigkeit im Regelfall normierte Beleuchtungsverhältnisse vorlägen.
Es wird in der zitierten Arbeit angegeben, dass vor Beginn einer Messung bereits für CRT-Bildschirme stets der Winkel zwischen den Augenwinkeln und dem Bildschirm zu erfassen war und die Probanden angewiesen wurden, ihre Position während einer Messung möglichst nicht zu ändern.
In der vorbekannten Arbeit wird auch diskutiert, dass für den dort verwendeten Freiburger Acuity Test (FRACT) der Bildschirm eines MacBook nur bei Patienten mit sehr geringem Visus verwendet wurde, da schon bei Variation des Blickwinkels um wenige Grad die Veränderung von Kontrast und Helligkeit deutlich wahrnehmbar waren.
Es wird im übrigen vorgeschlagen, eine Schwellenbestimmung nach dem PEST-Algorithmus vorzunehmen, also den Kontrast zunächst in sehr großen kontraständernden Schritten von einem gut erkennbaren Kontrastunterschied zu einem nicht mehr erkennbaren Unterschied zu verringern und dann mit kleiner werdenden Schritten um den vermutlich gerade noch erkennbaren Kontrast herum, den so genannten Schwellen-Kontrast, Messungen vorzunehmen.
Dabei wird auch vorgeschlagen, immer wieder „Bonus-Versuche“ mit gut erkennbarem Kontrast einzuschieben, um bei der Testperson Frustration während des Testes zu vermeiden. Weiter wird diskutiert, welche Bedeutung die Beobachtungszeit für die erfassten Messwerte besitzt.
Weiter ist in der Dissertation angegeben, dass die Beobachtungszeit einen signifikanten Einfluss hat und dass die Helligkeit eines Anzeige-Randes die Kontrastempfindlichkeit verändern könne. So sollen dunkle Ränder um einen Monitor die Kontrastempfindlichkeit reduzieren.
Es ist wünschenswert, eine einfache Überprüfung des Kontrastsehens angeben zu können, die eine häufig wiederholte Messung durch den Probanden selbst über einen langen Zeitraum erlaubt und die gleichwohl verlässlich genug ist, um ohne großen Aufwand zumindest Trends und/oder erhebliche Veränderungen hinreichend präzise zu erfassen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Neues für die gewerbliche Anwendung bereitzustellen.
Die Lösung dieser Aufgabe wird in unabhängiger Form beansprucht. Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen. Gemäß einem ersten grundlegenden Aspekt der Erfindung wird somit ein Verfahren zur Erfassung der Kontrastsehfähigkeit vorgeschlagen, worin einem Benutzer sukzessive Muster unterschiedlichen Kontrasts auf einen Flach-Bildschirm dargeboten werden und die Kontrastsehfähigkeit im Ansprechen auf dabei erfasste Benutzereingaben bestimmt wird, wobei erfindungsgemäß bei Benutzung gegebene Beobachtungsverhältnisse mit einer Kamera erfasst werden und eine automatische Auswertung derselben für die Bestimmung der Kontrastsehfähigkeit erfolgt.
Indem eine Kamera verwendet wird, um die Verhältnisse zu erfassen, unter welchen ein Benutzer die auf dem Flach-Bildschirm dargebotenen Muster betrachtet, und indem dann auf die so mit der Kamera erfassten Beobachtungsverhältnisse automatisch, d.h. ohne Eingriff durch einen Menschen, allein durch Auswertung der mit der Kamera bewirkten Aufnahme, korrigiert wird, können wichtige Stör- bzw. Fehler-Einflussgrößen reduziert bzw. ausgeschlossen werden. Damit kann auf einfache Weise kompensiert werden, wenn die Verhältnisse, unter welchen der Benutzer den Flach-Bildschirm beobachtet, keinen normgerechten Bedingungen wie sie in standardisierten Tests sonst im Regelfall vorliegen, entsprechen.
Die Erfassung der Beobachtungsverhältnisse mit einer Kamera während bzw. unmittelbar vor oder unmittelbar nach der Betrachtung der Muster auf dem Flach-Bildschirm erfordert typisch keinen großen Aufwand. Insbesondere bei Tablett-PCs, Laptops und Smartphones gibt es häufig Kameras, die das Gesicht eines Benutzers erfassen können, während dieser auf den Bildschirm blickt, die also entgegen der Blickrichtung des Betrachters ausgerichtet sind. Derartige Kameras werden beispielsweise für Kommunikationszwecke, etwa für die Videotelefonie, Skype und dergleichen eingesetzt. Die mit solchen Kameras erzielbare Auflösung und der Sichtwinkel sind im Regelfall unkritisch, d.h. in jedem Fall ausreichend, wenn die unter Auswertung erfasster Benutzereingaben zu bestimmende Kontrastsehfähigkeit entsprechend der Beobachtungsbedingungen korrigiert bzw. angepasst werden soll. Bereits geringe Auflösungen erlauben durch mögliche grobe Abschätzungen klare Korrekturen.
Auch die Bildwiederholrate der Kameraufnahme ist unkritisch. Im Regelfall ändern sich nämlich während der Bestimmung der Kontrastsehfähigkeit die wichtigen Einflussgrößen, die mit der Kamera erfasst werden sollen, kaum. Daher ist es ausreichend, eine einzige oder einige wenige Kameraaufnahmen bzw. Einzelbilder auszuwerten.
Möglich und bevorzugt ist zunächst, was die mit einer Kamera erfassten Beobachtungsverhältnisse angeht, mit der Kamera die Hintergrundhelligkeit abzuschätzen, in welcher die Beobachtung der auf dem Flach-Bildschirm dargebotenen Muster unterschiedlichen Kontrasts erfolgt. Die Hintergrundhelligkeit beeinflußt nämlich die Wahrnehmung der Kontraste bei Mustern, die mit unterschiedlichen Grauwertdifferenzen auf einem Bildschirm zur Anzeige gebracht werden.
Dies wird verständlich, wenn berücksichtigt wird, wie Kontrast typisch definiert wird.
Typisch wird zur Bestimmung des Kontrastes nämlich die Differenz zwischen helleren und dunkleren Bereichen bezogen auf einen weiteren Helligkeitswert, wobei etwa nach Weber die Luminanzdifferenz von hellen und dunklen Flächen bezogen wird auf die Luminanz des Hintergrundes, während nach Michelson der Kontrast definiert wird als (Maximale Luminanz minus minimale Luminanz bezogen auf das Mittel aus maximaler und minimaler Luminanz.)
Es gilt also für den Kontrast nach Weber (I – Ib)/Ib wobei I die Luminanz des Merkmales oder Musters ist und Ib die Luminanz des Hintergrundes, während für den Kontrast nach Michelson gilt (Imax – Imin)/(Imax + Imin) wobei Imax die Luminanz des Merkmales oder Musters ist und lmin die Luminanz des Hintergrundes.
Bei Flach- oder anderen Bildschirmen fließt nun die Hintergrundhelligkeit in diese Kontrastwerte – wie einleitend angedeutet – deshalb besonders stark ein, weil sich das von einem Bildschirm reflektierte – bzw. allgemein gestreute – Licht zu dem vom Bildschirm selbst ausgestrahlten Licht addiert. Es sind also in den obigen Gleichungen Terme für die Hintergrundhelligkeit zu l, lb bzw. lmax und lmin zu addieren. Diese Zusatzterme heben sich im Zähler der obigen Brüche auf, nicht jedoch im somit größer werdenden Nenner, so dass die Kontrastwerte insgesamt abnehmen. Als Flachbildschirm sind neben Farb-LCD-Displays von Smartphones usw. auch künftige Displaytechniken, deren hinreichende Langzeitstabilität unterstellt, und/oder Plasmadisplays, OLED-Displays usw. verwendbar.
Je heller die Umgebung eines Bildschirmes ist, desto geringer ist demnach der Kontrast, der einem Benutzer bei einem Bild gegebener digitaler Grauwertabstufungen dargeboten wird.
Indem nun mit der Kamera erfasst wird, wie viel Licht auf den Bildschirm einstrahlt, kann eine Korrektur des dem Benutzer dargebotenen Bildgrauwert-Kontrastes auf die Hintergrundhelligkeit vorgenommen werden. Bei den erwähnten Geräten wie iPhones, Tablett-PCs und Laptops wird zwar die zur Kommunikationszwecken verwendete Kamera im Regelfall eine nur geringe Dynamik besitzen, d.h. weder bei besonders großen Helligkeiten noch im Dunkeln besonders gut Bilder aufnehmen können; zudem ist einsichtig, dass auch nicht zwingend erwartet werden darf, dass die mit der Kamera erfasste Hintergrundhelligkeit linear mit der tatsächlich gegebenen Helligkeit ansteigen wird.
Vielmehr ist damit zu rechnen, dass Abweichungen auftreten werden. Gleichwohl wird abzuschätzen sein, dass aus einer Kameraaufnahme die Hintergrundhelligkeit immer noch so gut abgeschätzt werden kann, dass eine signifikant präzisere Bestimmung der Kontrastsehfähigkeit möglich wird, die im wesentlichen von der Hintergrundhelligkeit und deren auch starken Schwankungen zwischen verschiedenen Messungen allenfalls marginal beeinflusst ist.
Die Hintergrundhelligkeit kann auf unterschiedliche Arten mit der Kamera bestimmt werden. Im Regelfall ist es völlig ausreichend, wenn Informationen integral über die gesamte Aufnahme-Bildfläche ausgewertet werden. Dazu kann beispielsweise das Histogramm der Luminanz betrachtet werden, insbesondere der sich daraus ergebende Mittelwert, Median oder die entsprechenden Größen unter Berücksichtigung einer Streuung bzw. der maximalen und minimalen erfassten Werte. So kann bei einer gegebenen Durchschnittsluminanz über das Bild, die auf eine niedrige und gleichmäßige Hintergrundhelligkeit hindeutet, dann eine geringere Korrektur vorgenommen werden, wenn keine starken blendenden Quellen vorhanden sind, also keine starken Luminanzen im Luminanzhistogramm beobachet werden, während stärkere Korrekturen vorgenommen werden, wenn stärker leuchtende Quellen vorhanden sind.
Es ist einsichtig, dass für solche Fälle bereits sehr geringe Auflösungen wie beispielsweise VGA-Auflösung mit 640 × 480 Punkten völlig ausreichend sein werden, um auf die Hintergrundhelligkeit zu kompensieren und/oder diese zu berücksichtigen. Alternativ kann eine Belichtungszeit herangezogen werden, da auch diese für die Gesamthelligkeit indikativ ist, eventuell unter Berücksichtigung eines automatisch ausgewählten ISO-Wertes an der Kamera.
Neben integralen Werten können wie erwähnt auch weitere Helligkeitsinformationen an der Kamera ausgewertet werden, beispielsweise um festzustellen, ob stark blendende Punktlichtquellen vorhanden sind. Es kann in einem solchen Fall, in denen typisch die Kontrastsehfähigkeit besonders stark gestört wird, eine bezogen auf die Gesamt-Hintergrundhelligkeit überproportionale Verbesserung der ermittelten Kontrastsehfähigkeit vorgenommen werden.
Die Benutzung der Kamera ist zur Erfassung der Hintergrundhelligkeit als wichtiger Einflussgröße der Beobachtungsverhältnisse hilfreich, muss aber nicht auf die automatische Bestimmung nur der Helligkeitswerte aus Kameraaufnahmen oder Kameradaten (wie Sollbelichtung und ISO-Wert) beschränkt sein.
Es ist vorteilhaft und bevorzugt, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen wird, dass mit der Kamera auch eine Kopfgröße und/oder ein Augenabstand des Benutzers erfasst wird und bei der Bestimmung der Kontrastseh-Fähigkeit berücksichtigt wird und/oder dass eine mögliche Blendung berücksichtigt.
Dazu sei angemerkt, dass die Kontrastsehfähigkeit auch von den Mustern selbst beeinflusst wird, die zu beobachten sind. Abgesehen davon, dass offensichtlich Unterschiede bestehen aufgrund der Form der Muster, so dass etwa Landoltringe und Buchstaben gleicher Größe bei jeweils unterschiedlichen Kontrastwerten zwischen Hintergrund und Mustern gerade noch erkannt werden können, spielt auch die absolute Größe von Mustern noch eine Rolle. Werden etwa Muster mit über eine Strecke sinusförmig moduliertem Grauverlauf zur Beobachtung gezeigt, so können diese von einer gegebenen Altersgruppe typisch dann besonders gut erkannt werden, wenn die Strahlen, die von benachbarten Maxima zum Auge des Beobachters laufen, miteinander einen bestimmten Öffnungswinkel einschließen. Ist der Öffnungswinkel dagegen größer als der für optimales Kontrastsehen bestimmte Öffnungswinkel, d.h. ist das Muster gröber, oder ist der Öffnungswinkel zu klein, d.h. das Muster bei gegebenem Sichtabstand zu fein, nimmt die Erkennbarkeit geringer Kontraste eher ab. Mit anderen Worten wird die Kontrastsehfähigkeit mit der räumlichen Frequenz der dargebotenen Muster variieren. Dies ist bei der Bestimmung der Kontrastseh-Fähigkeit insofern von Bedeutung, als sichergestellt werden muss, dass ein Muster gegebener Größe tatsächlich mit einem bestimmten Öffnungswinkel betrachtet wird, also der Abstand zum Muster korrekt ist. Nimmt der Abstand zwischen Auge und Bildschirm ab, wird der Öffnungswinkel einleuchtender Weise zunehmen, entfernt sich der Beobachter zu weit vom Bildschirmen, sieht er das gleiche Muster nur noch unter einem kleinen Sichtwinkel.
Es ist nun möglich, mit der Kamera auch darauf zu korrigieren.
Die Kamera kann nämlich auch benutzt werden, um auf die Beobachtungsentfernung, d.h. den Abstand des Benutzers respektive seiner Augen vom Bildschirm zu korrigieren. Eine solche Korrektur kann ausnutzen, dass die Gesichtserkennung mittlerweile bei Kameras eine gut funktionierende, problemfrei zu implementierende Technik ist. Es kann dann mit per se bekannten Verfahren automatisch und ohne Eingriff eines Menschen in einen Kamerabild ein Gesicht identifiziert werden, bzw., sofern mehrere Gesichter im Bild identifiziert werden, ermittelt werden, wo sich das der Kamera nächstliegende Gesicht befindet. Bei diesem Gesicht wird es sich mit größter Wahrscheinlichkeit um den Benutzer handeln. Die Ermittlung des der Kamera nächstliegenden Gesichtes kann typisch durch die Bestimmung der Größe des Gesichtes erfolgen.
Nach erfolgter Gesichtsdetektion kann dann auf verschiedene Arten auf die Entfernung zwischen Gesicht des Benutzers und Kamera und damit Bildschirm geschlossen werden. So kann die Größe des Gesichts des Benutzers bestimmt werden, beispielsweise durch Abzählen der Pixel, die dem Gesicht zugeordnet werden, oder durch Bestimmen von Längs- und/oder Querachse des Gesichts und deren Länge, wiederum abgezählt durch Pixel; eine weitere Alternative besteht darin, den Augenabstand zu bestimmen und daraus auf die Größe des Benutzers zu schlließen. Dazu sei erwähnt, dass die Bestimmung der Augen in einem Gesicht ebenfalls eine wohlbekannte Technik ist, da für fotografische Aufnahmen von Personen im Regelfall auf das Gesicht und insbesondere die Augen fokussiert werden soll. Demgemäß gibt es entsprechende Algorithmen zur Augenidentifikation in Bildern, die hier nicht näher erläutert werden müssen.
Wenn ein Maß für die Größe des Beobachters im Bild bzw. die Größe des Kopfes oder die Größe bekannter biometrische Merkmale wie Augenabstand usw. ermittelt worden sind, kann die Kontrastsehfähigkeit darauf bezogen werden. Es sei erwähnt, dass entweder eine absolute Größenkalibrierung erfolgen kann, z.B. indem der Kamera wenigstens einmal auch ein Muster bekannter Größe wie ein dunkler Balken vorgegebener Länge etwa nahe jener Stelle, von der aus der Bildschirm beobachtet wird, zur Aufnahme präsentiert wird; dies ist allerdings nicht zwingend erforderlich und es ist sehr wohl möglich, zumindest relative Daten zu bestimmen, um z.B. zwei Messungen innerhalb einer Serie, in welcher dem Benutzer sukzessive Muster unterschiedlichen Kontrasts dargeboten werden, zu vergleichen, bzw. zwei unterschiedliche Messungen, die etwa in aufeinanderfolgenden Wochen vorgenommen werden, wobei dann jeweils zumindest eine Anpassung darauf vorgenommen wird, ob der Benutzer momentan näher oder weiter entfernt ist als in früheren Messungen.
Es sei erwähnt, dass dem Benutzer wahlweise entweder stets gleiche Muster, insbesondere Muster exakt gleicher Größe unabhängig vom Beobachtungsabstand auf dem Bildschirm dargeboten werden können, oder dass alternativ die absolute Größe der Muster in Abhängigkeit von einer mit der Kamera bestimmten Beobachtungsentfernung variiert werden kann. In einem solchen Fall wird also erst mit der Kamera ein Bild aufgenommen, der Abstand ermittelt, ein Muster geeigneter Größe bestimmt und dann zur Anzeige gebracht.
Es sei im übrigen erwähnt, dass in bestimmten Fällen, etwa dort, wo Muster mit konzentrischen Kreisen verwendet werden, ohnehin schon ein Muster mit mehreren räumlichen Frequenzen dargeboten wird. Insofern ist auch dadurch die absolute Entfernung weniger kritisch für die Bestimmung als etwa bei sinusartig modulierten Gittern. Auch sei erwähnt, dass evtl., um den Einfluss des Beobachtungsabstandes weitgehend auszuschalten, Muster mit zeitlich variierender, z.B. pulsierender Größe angezeigt werden könnten.
Weiter sei darauf hingewiesen, dass insoweit Messungenauigkeiten bei der Bestimmung der Beobachtungsentfernung aufgefangen werden können, indem zumindest ein Schätzwert für die Beobachtungsentfernung mit der Kamera bestimmt wird und dann, gegebenenfalls nur nahe der Kontrastsehschwelle, d.h. am Rande der Erkennbarkeit, Muster unterschiedlicher Größe angezeigt werden, um bei dem grob ermittelten Abstand jene Muster anbieten zu können, die eine für durchschnittliche Benutzer optimale Raumfrequenz bzw. ein optimales Raumfrequenzspektrum besitzen.
Es ist im übrigen vorteilhaft, wenn Muster zur Anzeige auf dem Bildschirm gebracht werden, die einen zum Bildschirmrand hin abnehmenden Kontrast besitzen, insbesondere einen Kontrast, der sich zum Rand hin auf Null verringert. Dies verhindert eine Musteridentifizierung durch Suche nach dem Kontrast zum Rand hin, vermeidet also systematische Fehler.
Es ist vorteilhaft und bevorzugt, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen wird, dass keine Linien auf den Monitor-Rand treffen. Es ist ergo vorteilhaft, wenn das Muster zum Bildschirmrand lediglich Hintergrundhelligkeit aufweist, um zu vermeiden, dass das Muster lediglich aufgrund seiner Kontraste zum Rand erkannt wird.
In einer bevorzugten Variante wird ein Muster angezeigt, welches im Zentralbereich einen höheren Kontrast gegen den Hintergrund aufweist und von einer oder mehreren umlaufenden Linien umgeben ist, die einen nach außen hin weg vom Zentrum sukzessive geringeren Kontrast gegen den Hintergrund besitzen. Die Abschwächung der Linien, d.h. die Bestimmung der hellsten oder dunkelsten Bereiche in einer breiten umlaufenden Linie, und damit auch des Linienkontrastes, kann in Stufen, beispielsweise entsprechend einer Exponential-Dämpfung oder dergleichen erfolgen.
Es ist vorteilhaft und bevorzugt, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen wird, dass ein Muster angezeigt wird, bei welchem ein Zentralbereich mit höherem Kontrast gegen den Hintergrund von einer oder mehreren umlaufenden Linien umgeben ist, die einen geringeren Kontrast gegen den Hintergrund besitzen, wobei insbesondere kreisförmige oder ellipsenförmige, umlaufende Linien verwendet werden. Die Verwendung von einem Muster mit einem Zentralbereich höheren Kontrastes und umlaufenden Linien ist vorteilhaft, weil damit Muster dargeboten werden, die mehrere, klar definierte räumliche Frequenzen besitzen. Kreisförmige Muster sind insoweit bevorzugt, als eine evtl. Richtungsabhängigkeit des Sehens viel eher außer Betracht bleiben kann; ellipsenförmig um ein Zentrum umlaufende Linien können dagegen bevorzugt besonders dann verwendet werden, wenn – wie im Regelfall – die für die Anzeige verwendeten Flach bzw. LCD-Bildschirmen nicht quadratisch sind, sondern Formate wie beispielsweise 16:9 besitzen. Die Verwendung elliptischer Muster ist vor allen Dingen dann vorteilhaft, wenn vom Benutzer zur Identifizierung der Muster verlangt wird, die Position des Zentrums zu bestimmen, weil hier ellipsenförmig verlaufende Linien bei korrekte Ausrichtung der Ellipse eine größere Menge unterscheidbar Positionen zulassen.
Es sei erwähnt, dass der Zentralbereich wahlweise besonders hell oder besonders dunkel sein kann. Entsprechend können auch die umgebenden Linien hell gegen den Hintergrund abgesetzt sein oder dunkler als der Hintergrund sein. Typisch und bevorzugt wird ein Muster gewählt, in welchem entweder nur Merkmale vorhanden sind, die heller als der Hintergrund sind, oder nur Merkmale vorhanden sind, die dunkler als der Hintergrund sind.
Das Muster wird ein typisch und bevorzugt in einem gegebenen Raumbereich periodisches sein, d.h. mehrere Linien werden gleichen Abstand zueinander besitzen und es wird typisch eine Abdämpfung hinsichtlich der maximalen, oder bei dunklen Mustern, minimalen Helligkeit bzw. des Kontrastes gegen Hintergrund besitzen.
Das einzelne Kontrastmuster kann auf verschiedene Weisen erzeugt sein. So ist es bevorzugt, die Muster als Produkt zweier Funktionen zu erzeugen. Eine erste Funktion beschreibt dabei den Verlauf des Kontrastes auf einer Fläche um ein Zentrum herum, ohne dass eine Abnahme des Kontrastes nach außen weg erfolgt, eine zweite Funktion die Abnahme vom Zentrum weg.
Ein Beispiel, wie eine geeignete Funktion definiert werden kann, ist gegeben durch die Gleichungen I0(r) = Ib + SA(r)cos(2πfr + θ) Equ (1) wobei definiert ist:

I0(r): ist eine Intensität,
Ib: ist eine mittlere Intensität,
A(r): ist eine Dämpfungsfunktion,
f: ist eine (räumliche) Frequenz,
θ: ist eine Phase,
r: ist der Abstand zur Mitte des Musters und
S: ist ein Skalierungsfaktor, um das Kontrastmuster gemäß dem Dynamikbereich des Schirms zu skalieren.

Typisch wäre die Phase zu Null gewählt, also mit einem Maximum in der Mitte.
Beispiele für eine Dämpfungsfunktion, mit welcher ein Abnehmen des Intensitätsverlaufes der obigen Funktion weg von der Mitte erreicht werden kann, wäre z.B. A(r) = exp(–λr) Equ (2) wobei λ eine geeignete positive Konstante ist,
oder A(r) = atan(b·r)/(b·r) Equ (3) wobei b eine geeignete Konstante ist.
Eine andere Methode, das alternierende Muster zu erzeugen, besteht in der “Dämpfung” über eine Funktion I(r) = sin(2πfr)/(2πfr) für r > 0 und I(r) = 1 für r = 0. Equ (4)
Es sei darauf hingewiesen, dass die Funktionen nur beispielhaft sind und eine Reihe anderer Funktionen und Kontrast-Abschwächungen weg von der Mitte hin zum Rand möglich und implementierbar sind.
Um dem Benutzer nach und nach schwächere Muster anzuzeigen, kann der dynamische Bereich herangezogen werden, den der Bildschirm anzuzeigen vermag. So kann bei einem Bildschirm mit einer 8-Bit-Dynamik, also 256 unterschiedlichen Helligkeitsstufen, eine mittlere Intensität von 256/2 angesetzt werden. Bei einer Anzeige mit 16-Bit Dynamik kann die mittlere Intensität auf 65536/2 gesetzt werden und, sofern Bildschirme mit 32Bit Dynamik zur Verfügung stehen sollten, kann die mittlere Intensität auf 4294967296/2 festgelegt werden.
In der obigen Gleichung wäre damit die Hintergrundhelligkeit Ib 128 für ein Display mit 8 Bit Dynamik, 32768 für ein Display mit 16Bit Dynamik usw. In der Mitte kann anfänglich der Wert für maximale Helligkeit, also zB. 256 beim 8-Bit Display eingestellt werden und die Minima können bis auf 0 abfallen. Für das sukzessive Anzeigen von Mustern mit geringerem Kontrast kann dann – monotone Verringerung des Kontrastes unterstellt – eine Verringerung des Maximalkontrastes mit 1/Quadratwurzel (2) erfolgen, also grob durch Multiplikation mit 0,707. Es ergäben sich bei einem 8-Bit-Display damit eine Anzeige mit nacheinander folgenden maximalen Helligkeiten 128 + 128 128 + (128·0,707) approximativ = 128 + 91 128 + 128/2 = 128 + 64 128 + 64·0,707 approximativ = 128 + 45 128 + 32 usw.

Es ergibt sich somit für die Verringerung des Kontrastes, die mittlere Helligkeit („Mittel“), die maximale Helligkeit („Maximum“) und die minimale Helligkeit („Minimum“) die folgende Tabelle, die die abnehmende Kontrastverringerung erläutert:

Kontrast	Mittel	Maximum	Minimum
256	128	256	0
181	128	218	38
128	128	192	64
90	128	173	83
64	128	160	96
45	128	151	105
32	128	144	112
23	128	139	117
16	128	136	120
11	128	134	122
8	128	132	124
6	128	131	125
4	128	130	126
3	128	129	127

Eine solche Kontrastverringerung wird auch in anderen Tests verwendet, vgl. z.B. Pelli et al. ( 1988).
Es ist vorteilhaft und bevorzugt, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen wird, dass ein Muster mit einer kontrastreicheren Zentralstruktur und diese umgebenden Linien an variierenden Positionen angezeigt wird und eine die Position identifzierende Eingabe als Benutzereingabe erfasst wird.
Es ist hier möglich, die Muster jedes Mal neu zu generieren, wenn sie einem Benutzer angezeigt werden sollen. Alternativ können stattdessen Muster auch fest hinterlegt werden, beispielsweise als sehr große Bilder, d.h. Bilder, die signifikant größer als der Bildschirm sind, wobei dann lediglich die Mitte des Bildes verändert werden muss, um etwa dem Benutzer unterschiedliche Positionen des Musters auf dem Bildschirm vorzugeben; es wird also an unterschiedlichen Stellen „eingezoomt“. Derartige Bilder können mit unterschiedlichen Kontrasten usw. hinterlegt sein.
Eine weitere Möglichkeit, mit gespeicherten Bildern zu arbeiten, besteht darin, relativ kleine Bilder zu verwenden, die an ihrem Rand der gewünschten Hintergrund der Helligkeit auf den übrigen Bildschirm entsprechen und diese relativ kleinen Musterbilder nach Art von Icons oder Sprites irgendwo auf einem Bildschirm anzuordnen, der ansonsten eine mittlere Hintergrundhelligkeit besitzt. Dort, wo ausreichend Rechenleistung zur Verfügung steht, ist dies aber nicht zwingend. Der Vorteil von gespeicherten Bildern ist jedoch, dass einerseits leicht sichergestellt ist, dass zum Rand hin keine Helligkeitsunterschiede auftreten, sofern Sprites oder Icons statt großer Bilder, in welche eingezoomt wird, verwendet werden. Der Speicherbedarf ist zudem gering, es ist evtl. lediglich für jede der verschiedenen Kontraststufen ein Sprite bzw. Bild zu speichern.
Wie aus dem vorstehenden einzuschätzen sein wird, ist es besonders bevorzugt, wenn ein Muster an variierenden Positionen angezeigt wird und dann eine die Anzeigeposition identifizierende Eingabe des Benutzers erfasst wird.
Es sei erwähnt, dass zwar bevorzugt die Muster wie vorstehend beschrieben sein werden, dass aber alternativ auch andere Muster wie Landoltringe, Buchstaben usw. auf variierenden Positionen angezeigt werden können und dann die Identifikation dieser Position durch den Benutzer bestimmt werden kann.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Muster dem Benutzer zwar sukzessive dargeboten werden sollen, dass dies jedoch nicht bedeutet, dass die Muster zwingend unmittelbar pausenfrei unverzögert aufeinander folgen müssen. Vielmehr kann es sehr bevorzugt sein, wenn zwischen der Anzeige von zwei Mustern unterschiedlichen Kontrasts auf einem Bildschirm zwischendurch eine bestimmte, kurze Zeit abgewartet wird, in welcher der Monitor lediglich ganzflächig die Hintergrundhelligkeit einer mittleren Graustufe anzeigt und/oder, unter bestimmten Vorraussetzungen, auch eine höhere oder niedrigere Helligkeit ganzflächig zeigt.
Der Grund hierfür ist darin zu sehen, dass einerseits der sogenannte Nachbild- oder Phi-Effekt des Auges durch geringes Zuwarten bzw. Zwischenblenden eines reinen Graubildes ausgeschaltet werden kann, und dass andererseits auch insbesondere Flach-Monitore, wie Plasmadisplays, TFT-Bildschirme usw. gegebenenfalls eine bestimmte Zeit benötigen, bis sich eine Kontraständerung eingestellt hat. Durch Zwischenschalten eines gleichförmigen Bildes für wenigstens jene Zeit, die das Vorhandensein eines Nachbildes am Auge zu befürchten ist bzw. bis sich der Monitor auf das geänderte Muster eingestellt hat, können Effekte aus der Überlagerung des neuen mit dem alten, zuvor gezeigten Muster vermieden werden. Andernfalls kommt es im ungünstigsten Fall zu einer Art Moire-Bildung zwischen altem und neuem Muster, was die „freie“ Identifikation des Musters beeinflusst.
Es ist vorteilhaft und bevorzugt, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen wird, dass der Flach-Bildschirm ein berührungsempfindlicher Bildschirm ist und eine Bildschirmberührung zur Erfassung der Identifzierung einer Musterposition durch den Benutzer ausgewertet wird. Es ist auch vorteilhaft und bevorzugt, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen wird, dass eine von wiederkehrend wenigen Positionen identifziert werden muss und eine darauf bezogene Spracheingabe des Benutzers erfasst wird.
Wenn eine Position der Muster als Benutzereingabe zu identifizieren ist, muss berücksichtigt werden, dass nicht alle Benutzer in der Lage sind, eine identifizierte Position auch exakt anzuzeigen, und zwar selbst dann nicht, wenn die Position tatsächlich sehr genau identifiziert wurde. Dies kann beispielsweise daran liegen, dass eine Person einen Mauszeiger oder einen Touchscreen aufgrund einer körperlichen Beeinträchtigung per se nicht ordnungsgemäß bedienen kann, dass bei Annäherung des Fingers an den Touchscreen das Muster verdeckt wird und dann von der eigentlich angestrebten Position noch etwas abgewichen wird, ein Mauszeiger im Bild die Wahrnehmung stört oder dass die Berührungs-Ortsauflösung eines berührungsempfindlichen Bildschirms gering ist.
Es gibt mehrere bevorzugte Methoden, wie damit umzugehen ist.
In einer ersten bevorzugten Methode wird dem Benutzer das Muster nur alternativ an einer von wenigen Positionen gezeigt, wie beispielsweise links oder rechts bzw. links oder mittig oder rechts oder auch in einem von vier Quadranten Viele Personen werden, auch wenn ihnen eine exakte Bewegung schwer fällt, noch in der Lage sein, eine derartig grobe Position auf einem Bildschirm mit einem Finger oder einem Mauszeiger anzusteuern. Für diese Personen – und gegebenenfalls auch in anderen Fällen – ist es vorteilhaft, wenn Muster an nicht mehr als vier Positionen angezeigt werden. Alternativ ist es auch möglich, eine Spracheingabe eines Benutzers auszuwerten, also beispielsweise zu unterscheiden, ob der Benutzer die Worte „links“, „rechts“, „Mitte“ gesprochen hat. Dies erlaubt die Ausführung des Verfahrens auch Benutzern, die körperlich massiv beeinträchtigt sind. In einem solchen Fall ist im Übrigen zu berücksichtigen, dass nichtidentifizierte Positionen zufällig richtig geraten werden. Es ist daher einsichtig, dass in einem solchen Fall evtl. Messungen öfter zu wiederholen sind.
In anderen Fällen ist es bevorzugt, wenn das Muster an einer von sehr vielen verschiedenen Positionen angezeigt werden kann; typisch sind dies wenigstens 15, bevorzugt mindestens 20 klar unterscheidbare und unterscheidbar ansteuerbare Positionen und es wird einzuschätzen sein, dass selbst dann, wenn die Zentralstruktur eines konzentrisch aufgebauten Musters einen hinreichend großen Abstand vom Rand des Bildschirms halten soll, bei Verschiebung des Bildes um einzelne Pixel oder einige wenige Pixel noch eine sehr große Variationsbreite besteht. Eine derart hohe Zahl unterschiedlicher möglicher und zufällig auswählbarer Positionen der Darbietung erlaubt bei typischen Genauigkeiten der Benutzereingaben trotz ungenau Berührung erfassenden berührungsempfindlichen Bildschirmen eine Vielzahl von klar unterscheidbaren Eingaben, so dass eine zufällig korrekte Eingabe unwahrscheinlich ist.
Es ist besonders bevorzugt, wenn ein berührungsempfindlicher Flach- bzw. LCD-Bildschirmen verwendet wird, um den Benutzer die Identifikation der Position des Musters zu erlauben. Es wird einsichtig sein, dass dann aber die graphische Auflösung des Bildschirms höher sein kann als die Auflösung der Berührungsempfindlichkeit. Da in einem solchen Fall der Benutzer keine Möglichkeit hätte, überhaupt genau jene Position zu berühren, an welcher das Muster angezeigt wird, kann zum einen zunächst eine Musteranzeige auf jene Positionen beschränkt werden, an denen die Position exakt identifiziert werden kann. Weiter wird einzuschätzen sein, dass es ungeachtet der grafischen Auflösung und der Auflösung der Berührungsempfindlichkeit des Bildschirms Abweichungen zwischen identifizierter und berührter Position auch bei Benutzern geben kann, wenn diese nicht körperlich beeinträchtigt sind, etwa weil sie keine Notwendigkeit sehen, sehr genau zu zielen oder etwa mit einem breiten Finger dem Bildschirm berühren. Die daraus resultierende Abweichung zwischen Soll- und Istposition wird benutzerabhängig sein. Daher ist es besonders bevorzugt, wenn eine Kalibrierung erfolgt, mit welcher Genauigkeit ein bestimmter Benutzer typisch eine Position identifiziert. Diese Kalbiration kann durch Anzeige von Mustern mit hohem Kontrast geschehen und zwar beispielsweise, indem für diese der geometrische Abstand zwischen berührter Position und zu identifizierender Position ausgewertet wird.
Es kann dann bei einer eigentlichen Messung zunächst die Entfernung zwischen einer tatsächlichen Musterposition und der ausweislich der Bildschirmberührung bzw. Mauszeigerbewegung usw. identifizierten Position ermittelt werden und festgestellt werden, ob diese Entfernung so gering ist, dass eine korrekte Identifizierung angenommen werden kann, oder ob die Entfernung stattdessen so groß ist, dass eine falsche Identifikation anzunehmen ist. Dabei kann etwa mit der Wahrscheinlichkeit gearbeitet werden, dass die Abweichung zwischen Ist- und Sollposition nur daher kommt, dass der Benutzer zwar die Position korrekt identifiziert hat, aber prinzipiell nicht genau zu zielen bereit oder in der Lage ist, oder ob eine so große Abweichung vorliegt, dass eine Fehlidentifikation besonders wahrscheinlich ist. Dazu kann beispielsweise die bei der Kalibration mit großen Kontrasten beobachtete Verteilung der Entfernung zwischen Ist- und Sollposition anhand von die Wahrscheinlichkeit bewertenden Perzentilen herangezogen werden. Es ist also vorteilhaft und bevorzugt, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen wird, dass die Genauigkeit, mit welcher ein Benutzer Positionen der Zentralstruktur bei gegebenem verringertem Kontrast auf dem Bildschirm identifizieren kann, auf jene Genauigkeit bezogen wird, mit welcher ein Benutzer Positionen der Zentralstruktur bei höherem Kontrast auf dem Bildschirm identifizieren kann.
Es ist vorteilhaft und bevorzugt, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen wird, dass bei der sukzessiven Darbietung von Mustern unterschiedlichen Kontrasts auf einem Bildschirm wiederholt Muster mit hohem Kontrast dargeboten werden, insbesondere mit so hohem Kontrast, dass ein Benutzer das Muster problemfrei identifizieren kann. Es ist also nicht zwingend erforderlich, dem Benutzer ein streng monoton abfallendes Kontrastverhältnis von Muster zu Muster darzubieten. Vielmehr kann es auch bevorzugt sein, durch anfänglich große Schritte schnell in etwa jene Kontrastverhältnisse zu ermitteln, bei denen die Identifikation nicht mehr sicher korrekt oder sicher falsch erfolgt. Dies stellt sicher, dass der Benutzer nicht schon visuell ermüdet ist, wenn er an die Kontrastschwelle geführt ist. Zudem werden in etwa gleich viele Schritte für alle Benutzer erforderlich sein, bis diese Muster bei der eigenen Kontrastschwelle angezeigt bekommen.
Danach, d.h. wenn die Schwelle der Wahrnehmung grob eingegrenzt wurde, können eine Reihe von Messungen dicht an der Wahrnehmungsschwelle erfolgen. Um hier einer Frustration oder Ermüdung des Benutzers vorzubeugen, ist es sinnvoll, immer wieder nach einer bestimmten Anzahl von Musterdarbietungen mit geringem Kontrast die Anzeige eines Musters zwischen zuschieben, bei dem ein großer Kontrastunterschied verwendet wird.
Dieser lässt sich dann entsprechend gut erkennen und es ist möglich, den Abstand zwischen der Sollposition und der durch Berührung oder Mauszeigerbetätigung oder dergleichen eingegebenen Ist-Position zu Kalibrationszwecken heranzuziehen. Damit wird nicht nur einer Ermüdung oder dergleichen während der Messwertreihen-Aufnahme vorgebeugt, sondern es kann auch eine regelmäßige Kalibrationsüberprüfung und/oder Verfeinerung erfolgen. So kann z.B. auch untersucht werden, ob sich im Laufe des Tests die „Zielgenauigkeit“ eines Benutzers verändert, sei es durch abnehmende Konzentration hin zu niedrigeren Akkuranzen oder, aufgrund zunehmender Sicherheit bei der Testdurchführung, durch zunehmende Akkuranzen. Es kann also die zeitliche Entwicklung der Kalibrations-Abstände betrachtet werden.
Alternativ und/oder zusätzlich ist es möglich, erst ganz am Ende einer Meßreihe die für jede einzelne Messung ermittelte Genauigkeit der Positionsidentifizierung exakt zu bewerten, um daraus auf die Kontrastseh-Fähigkeit zu schließen. In einem solchen Fall kann für jede einzelne Messung der Abstand zwischen Ist- und Sollposition eines Musters sowie der jeweilige Kontrastwert abgespeichert werden. Dies ist vor allem dann möglich, wenn anfänglich mit sehr groben Schritten gearbeitet wird, so dass sich ein Kontrastintervall um die Schwelle der Erkennbarkeit herum gut identifizieren lässt, weil außerhalb dieses Intervalles sehr große Abweichungen durch nicht erkannte Muster wahrscheinlich sind. Danach kann innerhalb des so grob ermittelten Intervalls eine Reihe von Mustern angezeigt werden, für diese die Ist-Positionen identifizierenden Eingaben und deren Abstände zu den jeweiligen Sollpositionen bewertet werden und dann zum Ende der Reihe hin eine Auswertung erfolgen durch Vergleich mit den Kalibrationen. Der jeweilige Einzelabstand kann dann sogar gegen die für die Einzelmessung gemäß erkannter zeitlicher Variation relevante Kalibration der Positionsabstände verglichen werden.
Dass im Übrigen auch zu jeder Messung die Hintergrundhelligkeit und/oder die Entfernung des Benutzers zum Bildschirm wie anhand von biometrischen Daten aus der Kameraaufnahme bestimmt erfassbar und speicherbar ist, um damit eine Auswertung erst gegen Ende einer Messreihe vorzunehmen, sei erwähnt.
Um zu verhindern, dass die ermittelte Kontrastsehfähigkeit beeinflusst wird durch etwa die Gewohnheit des Benutzers, nur dann eine Position anzuzeigen, wenn er sich tatsächlich ganz sicher ist, das fragliche Muster richtig identifiziert zu haben, kann eine Benutzereingabe erzwungen werden. Mit anderen Worten wird ein nachfolgendes Muster erst dann angezeigt bzw. für die Anzeige vorgesehen, wenn zu einem zuvor angezeigten Muster eine Identifikation erfolgt ist, und zwar unabhängig davon, ob die Identifikation korrekt erfolgt ist oder nicht.
Es ist daher vorteilhaft und bevorzugt, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen wird, dass eine Eingabe des Benutzers auf eine Musteranzeige erzwungen wird.
Es ist vorteilhaft und bevorzugt, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen wird, dass eine Eingabe des Benutzers auf eine Musteranzeige erst nach einem bestimmten Zeit-Intervall zugelassen und/oder ausgewertet wird. Es ist also problemfrei möglich, eine Identifikation erst nach einem bestimmten Zeitraum zuzulassen. Dies kann den Vorteil haben, dass der Benutzer sich gerade bei schwachkontrastigen Musterdarbietungen nicht gedrängt fühlt, schnell unsicher zu entscheiden, sondern sich die Zeit nimmt, das Muster zu identifizieren. Dort, wo eine bestimmte Zeit der Beobachtung vor Eingabe eines Benutzers abzuwarten ist, kann gegebenenfalls ein akustisches Signal erzeugt werden, welches dem Benutzer anzeigt, dass ab dem Signal eine Eingabe möglich ist.
Es ist vorteilhaft und bevorzugt, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen wird, dass eine bezüglich des Gammawertes allenfalls herstellerkalibrierte Anzeige verwendet wird. Es ist also nicht zwingend erforderlich, dass die Anzeige selbst einzeln helligkeitskalibriert wird, um bei einem gegebenen Grauwert in einer digitalen Bilddatei eine Soll-Darbietung auf der Anzeige tatsächlich mit einer bestimmten Helligkeit wiederzugeben. Auch ist es nicht nötig, dass zwischen den einschlägigen Grauwerten und der Helligkeit, die auf dem Bildschirm dargestellt wird, regelmäßig ein linearer Zusammenhang besteht. Der Verzicht auf eine Einzelkalibration erleichtert die Implementierbarkeit des Verfahrens mit Standard-Geräten. Dabei ist zu erwähnen, dass auch und gerade etliche Geräte für Endverbraucher ohne weiteres einsetzbar sind, weil sie eine hinreichend hohe Langzeit-Konstanz und geringe Streuung innerhalb einer Serie aufweisen. Es ist daher vorteilhaft und bevorzugt, wenn ein erfindungsgemäßes Verfahren wird mit einem von Smartphone, Tablett-PC oder Laptop ausgeführt wird.
Es ist gerade für eine Flachbildschirm-Anzeige ausreichend, wenn die Herstellerkalibrierung verwendet wird. Dabei ist wiederum zu berücksichtigen, dass sich die einschlägige, so genannte Gammawertkorrektur – die den Zusammenhang zwischen digital vorgegebenem Helligkeitswert und Anzeigehelligkeit auf dem Leuchtbildschirm beschreibt – jedenfalls nicht besonders stark über die Zeit ändert, wenn das Verfahren wiederholt mit ein und demselben Bildschirm durchgeführt wird. Es wird sich im Regelfall stets zumindest eine gute Klassierung erzielen lassen, die erkennen lässt, ob sich über einen längeren Zeitraum eine massive Änderung der Kontrastseh-Fähigkeit eingestellt hat und es wird auch ohne weiteres möglich sein, zu erkennen, ob eine gute bzw. sehr gute, schlechte bzw. sehr schlechte oder eher mittelmäßige Kontrastsehfähigkeit vorliegt. Dies gilt, obwohl beim erfindungsgemäßen Verfahren – anders als in einer Augen-Arztpraxis oder dergl. – gerade keine Idealbedingungen wie niedrige Hintergrundhelligkeit usw. vorliegen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren könnte zwar womöglich noch bessere Ergebnisse mit Kalibration der Anzeige usw. erreichen, aber trotz der typisch hinzunehmenden Beeinträchtigungen wird immer noch eine sehr gute Verwendbarkeit der Ergebnisse durch die ermöglichte Berücksichtigung wesentlicherer Einflußfaktoren erzielt.
Insbesondere dann, wenn das Sehvermögen gut ist, also geringe Kontrastunterschiede noch feststellbar sind, wirken sich Alinearitäten der Leuchtdichte bei Anzeige von Mustern mit Grauwert um die mittlere Helligkeit herum und damit der Einfluss der Gammawerte nur geringfügig aus; in anderen Fällen wird es regelmäßig bei der Ermittlung der Kontrastsehfähigkeit eher darauf ankommen, ob sich die Kontrastsehfähigkeit allmählich ändert oder nicht.
Es ist besonders bevorzugt, wenn die zu erkennenden Muster unterschiedlichen Kontrasts in Graustufen angezeigt werden. So bleibt eine Farbblindheit oder dergleichen außer Betracht und überdies ist es möglich, die Abstufungen sowie den Kontrast besonders gut zu beeinflussen bzw. zu kontrollieren. Dass alternativ dort, wo gewünscht, mit farbigen Mustern gearbeitet werden kann, sei erwähnt.
Es sei auch erwähnt, dass es möglich ist, entweder mit statischen Mustern zu arbeiten, d.h. dass sich das einzelne Muster während seiner Darbietung nicht ändert, oder mit zeitlich variierenden Mustern, bei denen sich etwa ein Wellenmuster zeitlich von der Mitte her gedämpft ausbreitet. Bei einem solchen zeitlich variierenden Muster werden über die Beobachtungszeit die räumlichen Frequenzen verändert, was es ermöglicht, den Einfluss des Beobachtungsabstandes zu reduzieren. Alternativ und/oder zusätzlich könnte ein Muster auch ruhend pulsieren.
Die Erfindung wird im Folgenden nur beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben. In dieser ist dargestellt durch
1a eine Bildschirmanzeige für ein in frei variierender Position zu erkennendes Muster hohen Kontrastes für ein erfindungsgemäßes Verfahren;
1b eine Bildschirmanzeige für ein in frei variierender Position zu erkennendes Muster mittleren Kontrastes für ein erfindungsgemäßes Verfahren;
1c eine Bildschirmanzeige für ein in frei variierender Position zu erkennendes Muster niedrigen Kontrastes für ein erfindungsgemäßes Verfahren;
2 eine Veranschaulichung der Zuordnung von durchschnittlicher Entfernung zwischen realer Musterposition und identifizierender Eingabe und der Kontrastseh-Fähigkeit;
3a–b ein Muster unterschiedlichen Kontrastes für die Identifizierung einer linken oder rechten Anzeigeposition auf einem iPhonebildschirm bei der Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
In 3a–b ist jeweils ein Iphone bei der Verwendung für ein Verfahren zur Erfassung der Kontrastseh-Fähigkeit gemäß der Erfindung gezeigt, wobei einem Benutzer sukzessive Muster unterschiedlichen Kontrasts auf einem LCD-Bildschirm dargeboten werden und die Kontrastseh-Fähigkeit im Ansprechen auf dabei erfasste Benutzereingaben bestimmt wird, wobei vorgesehen ist, dass mit einer Kamera die Beobachtungsverhältnisse erfasst werden und bei der Bestimmung der Kontrastseh-Fähigkeit berücksichtigt werden.
Das Iphone ist per se herkömmlich und kann im Übrigen auch für andere Ausführungsformen des Verfahrens verwendet werden kann. Das Iphone weist somit wie jedes herkömmliche Smartphone einen berührungsempfindlichen Bildschirm, einen Flachbildschirm in LCD-Technik, einen Speicher für Programm- und Benutzerdaten, eine Kamera sowie einen Prozessor zur Bearbeitung von Programm- und Benutzerdaten auf.
Der Bildschirm hat bei am Anmeldetag verfügbaren Iphones wenigstens eine Auflösung von 1136×640 Pixel bei 326 ppi – andere Auflösungen, auch niedrigere wären aber verwendbar; die Anzeige ist als IPS-LCD implementiert. Die Kamera ist eine nach vorn weisende Kamera, d.h. so ausgerichtet, dass ein den Bildschirm betrachtender Benutzer samt seiner Umgebung aufgenommen wird. Die Kamera hat hier mindestens eine Auflösung 720p und einen Winkel, der ausreicht, bei normalen Sichtabständen auf den Bildschirm wie 30 bis 70cm neben dem Gesicht noch zumindest einen Teil der Umgebung mit aufzunehmen.
Für die nachfolgende Beschreibung wird davon ausgegangen, dass die Ortsauflösung der Berührungsempfindlichkeit jener der graphischen Anzeige entspricht, also jedes angezeigte Pixel auch exakt berührt werden kann.
Dieses Smartphone ist insbesondere in der Lage, Anwendungsprogramme – sog. „Apps“ – abzuarbeiten und dafür dem Benutzer auf dem Bildschirm Bilder anzuzeigen, während dieser Bilderdarbietung die Position einer Berührung des Bildschirmes durch den Benutzer zu erkennen und, auch während bzw. intermittierend zu der Abarbeitung anderer Programme oder Programmteile, Bilder mit der Kamera aufzunehmen und auszuwerten.
Es sei angemerkt, dass zwar in 3 und der vorliegenden Beschreibung auf Iphones, also spezifisch auf Produkte der Fa. Apple Bezug genommen wurde, dass aber gleichwohl auch Smartphones anderer Hersteller verwendbar sind. Weiter wird einzusehen sein, dass die Erfindung auch auf Tablett-PCs wie IPADs bzw. – je nach Ausführungsform – auch auf herkömmlichen Laptops mit oder ohne berührungsempfindlichen Bildschirm ausführbar ist.
Auf das vorstehend beschriebene Iphone wird nun eine App geladen, mit welcher der Benutzer zunächst in einer – gegebenenfalls von ihm zu überspringenden – Erläuterung aufgefordert wird, bei einer Reihe von Mustern das jeweilige Zentrum mit dem Finger anzutasten bzw. dann, wenn er sich nicht sicher ist, das Zentrum eines Musters sicher erkannt zu haben, in jedem Fall einen Punkt anzutasten, an welchem er das Muster am ehesten wahrnehmen zu können meint.
Danach wird dem Benutzer zunächst eine Reihe von Mustern auf dem Bildschirm gezeigt, die vor mittelgrauem Hintergrund jeweils ein helles Zentrum und das helle Zentrum umgebende Linien mit alternierend höherer oder niedrigerer Helligkeit aufweisen, wobei die Minima und Maxima der Helligkeit auf in sich geschlossenen, das Zentrum konzentrisch umgebenden Linien liegen bzw. solche Linien bilden. Der Kontrast dieser das Zentrum umgebenden Linien gegen den mittelgrauen Hintergrund nimmt nach außen hin ab. Ein Beispiel hierfür ist in 1a gezeigt.
Angenommen sei dabei beispielhaft, dass die Intensitätsverteilung um das Zentrum der Gleichung Equ(1)·Equ (2) gehorcht,
wobei – wie oben – I0(r) = Ib + SA(r)cos(2πfr + θ) Equ (1) und A(r) = exp(–λr) Equ (2) und wobei definiert ist:

I0(r): ist eine Intensität,
Ib: ist eine mittlere Intensität,
A(r): ist eine Dämpfungsfunktion,
f: ist eine (räumliche) Frequenz,
θ: ist eine Phase und
r: ist der Abstand zur Mitte des Musters,
S: ist ein Skalierungsfaktor, um das Kontrastmuster gemäß dem Dynamikbereich des Schirms zu skalieren,

Typisch wäre die Phase zu Null gewählt, also mit einem Maximum in der Mitte.
Die mittlere Intensität ist so gewählt, dass sich genau die Mitte des Helligkeit-Dynamikbereichs am Bildschirm ergibt; die maximale Intensität ist so gewählt, dass sich im Zentrum die größte Helligkeit ergibt. Damit hat das Muster einen maximal möglichen Kontrast.
Dieses Muster wird mehrfach mit dem maximal möglichen Kontrast zur Anzeige gebracht und zwar so, dass das Zentrum an stets wechselnden Stellen auf dem Bildschirm liegt. Es wird dazu jeweils ermittelt, wo der Benutzer den Bildschirm bei jeder der wiederholten Darbietungen des kontrastreichen Musters berührt. Die Berührung des berührungsempfindlichen Bildschirms wird nicht immer ganz exakt an genau jener Stelle erfolgen, an welcher auch das Zentrum des Musters positioniert wurde. Vielmehr wird der Ort der Berührung, die Ist-Position, vom Ort des Muster-Zentrums, d.h. der Sollposition entfernt liegen. Dabei kann es einerseits zu systematischen Abweichungen kommen, etwa weil der Benutzer das Muster immer leicht links antastet, und andererseits kann es zu Streuungen kommen, weil geringe stochastische Abweichungen auftreten. Auch diese Streuungen werden von Benutzer zu Benutzer unterschiedlich stark ausfallen.
Weil anzunehmen ist, dass der Benutzer das Muster gut erkennen kann – andernfalls, d.h. wenn schon der größte darzustellende Kontrast für einen bestimmten Benutzer schlecht erkennbar ist, können für diesen Benutzer keine verlässlichen Werte ermittelt werden – werden die dabei ermittelten Abweichungen zwischen Soll- und Istposition zur Kalibrierung der benutzerabhängigen Antastgenauigkeit herangezogen.
Nachdem die Kalibrierung abgeschlossen wurde, was entweder nach einer bestimmten Anzahl an Musterdarbietungen der Fall ist oder nachdem anhand einer variablen Zahl an Musterdarbietungen eine Streuung der benutzerabhängigen Antastgenauigkeit hinreichend verlässlich etabliert werden konnte, wird mit der Anzeige von Mustern geringeren Kontrastes begonnen.
Obwohl die Muster nicht zwingend einen von Darbietung zu Darbietung monoton abnehmenden Kontrast aufweisen müssen, sei dies für die nachfolgende Diskussion angenommen.
Es wird ergo nach erfolgter Kalibrierung ein Muster angezeigt, das eine Form wie vorbeschrieben aufweist, bei welchem aber der maximale Kontrast um den Faktor 1/Wurzel2 = approx. = 0,707 verringert ist. Dabei wird das Zentrum des Musters an einer beliebigen, d.h. durch Zufall bestimmten Stelle auf dem Bildschirm dargestellt. Ein Beispiel für eine solche Anzeige mit leicht verringertem Kontrast ist in 1b dargestellt.
Der Benutzer hat dann – frühestens nach einer bestimmten Zeit – jene Stelle anzutasten, an welcher er das Muster zu erkennen glaubt. Etwa zeitgleich wird mit der Kamera ein Bild aufgenommen.
Danach wird die Abweichung zwischen Soll- und Ist-Position bestimmt und anhand der Kalibrationsdaten ermittelt, ob diese Abweichung mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit dafür spricht, dass die Ist-Position des Musters zwar erkannt wurde, aber etwas ungenau angetastet wurde, oder ob die Sollposition so ungenau angetastet wurde, dass mit hoher Wahrscheinlichkeit von einer Fehlidentifikation auszugehen ist.
Zugleich wird das Kamerabild ausgewertet. Dabei wird im Beispiel hier nur die integrale Hintergrundhelligkeit des Kamerabildes und damit der Gesamtumgebung bestimmt. Dies kann durch Durchschnittsbildung über die Helligkeitswerte aller Kamerabildpixel unter Berücksichtigung von Belichtungszeit und Isowert geschehen. Mit der so bestimmten Umgebungshelligkeit wird der tatsächliche Kontrast korrigiert, wobei z.B. in der Gleichung (I – Ib)/Ib ein Term zum Nenner hinzuaddiert werden kann, der dem mit der Kamera bestimmten Helligkeitssignal proportional ist. I entspricht dabei der Zentralhelligkeit, Ib der mittleren Helligkeit des Bildschirms.
Es wird somit für einen auf die Hintergrundhelligkeit korrigierten Kontrastwert ermittelt, ob der Benutzer das Muster mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit noch erkannt hat oder nicht.
Unter der Annahme, dass das zweite Muster mit um den Faktor 0,707 verringertem Kontrast noch erkannt werden konnte, wird danach ein weiteres Muster zur Anzeige gebracht, das einen um einen weiteren Faktor 0,707 verringerten Kontrast besitzt wie zuvor, also nur noch die Hälfte des Anfangskontrastes. 1c ist eine Veranschaulichung für ein Muster mit noch weiter verringertem Kontrast. Das Zentrum dieses Musters wird an einer wiederum durch Zufall bestimmten Position dargestellt und ergo unabhängig davon, an welcher Stelle das Zentrum des vorhergehend angezeigten Musters lag.
Der Benutzer muss dann wiederum frühestens nach einer bestimmten Zeit jene Stelle antasten, an welcher er das Muster zu erkennen glaubt. Zugleich wird mit der Kamera ein weiteres Bild aufgenommen.
Danach wird erneut die Abweichung zwischen Soll- und Ist-Position bestimmt und anhand der Kalibrationsdaten ermittelt, ob diese Abweichung mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit dafür spricht, dass die Ist-Position des Musters zwar erkannt wurde, aber etwas ungenau angetastet wurde, oder ob die Sollposition so ungenau angetastet wurde, dass mit hoher Wahrscheinlichkeit von einer Fehlidentifikation auszugehen ist.
Zugleich wird das Kamerabild ausgewertet und damit ein tatsächlicher Kontrastwert bestimmt.
Dies setzt sich fort, bis mit einer höheren Wahrscheinlichkeit davon ausgegangen werden muss, dass das Muster nicht mehr korrekt identifiziert wurde, weil die Abweichung zwischen Soll- und Ist-Position sehr groß ist.
In diesem Fall kann es sein, dass zuvor angezeigte Muster mit dabei noch höherem Kontrast nicht wirklich erkannt wurden, sondern nur durch Zufall ein Punkt in der Nähe des Zentrums berührt wurde. Es ist daher sinnvoll, Messungen nahe um die vermeintliche oder tatsächliche Schwelle der Kontrastseh-Fähigkeit zu wiederholen. Auf diese Weise kann dort, wo es relevant ist, der Zufallseinfluss reduziert werden.
Aus den dabei ermittelten Werten kann dann die Kontrastseh-Fähigkeit abgeschätzt werden. In 2 ist dargestellt, wie aus der Entwicklung der Distanz zwischen Soll- und Istposition über sequenziell folgende Darbietungen von Mustern abnehmenden Kontrastes unter Berücksichtigung der mittleren Streuung und der bei Kalibration ermittelten 80%Perzentile der Abweichung zwischen Ist- und Sollposition auf die Kontrastsehfähigkeit geschlossen werden kann.
Es sei erwähnt, dass dann, wenn größere Abweichungen als jene des 80%Perzentils zugelassen werden, höhere Kontrastseh-Fähigkeiten ermittelt werden und dass erforderlichenfalls die zugelassene Abweichung sogar von der Hintergrundhelligkeit beeinflusst sein kann, etwa weil bei sehr hellem Hintergrund schon die Bestimmung des tatsächlichen Kontrastes Ungenauigkeiten unterworfen ist.
Die auf diese Weise ermittelte Kontrastseh-Fähigkeit kann für Langzeitmessungen, in denen während mehrerer Wochen oder Monate immer wieder Messungen vorgenommen werden, gespeichert werden.
Es sei erwähnt, dass dort, wo in Frage steht, ob ein Benutzer mit hinreichender Genauigkeit ein Muster antasten kann, etwa weil er per se körperlich beeinträchtigt ist oder sich bei der Kalibration extrem große Abweichungen zwischen Soll- und Ist-Position ergeben haben, eine alternative Ermittlung vorgenommen werden kann, bei welcher der Benutzer nur angeben muss, ob sich das Zentrum eines Musters auf der linken oder auf der rechten Bildschirmhälfte befindet. Dass dazu wiederum die Hintergrundhelligkeit mit der Kamera erfasst wird und damit der tatsächliche Kontrast korrigiert wird, sei erwähnt. Auch hierzu kann die mit der Kamera erfasste Kopfgröße oder andere biometrische Information bei der Auswertung berücksichtigt werden.
Ob der Benutzer das Muster links oder rechts zu erkennen glaubt, kann dabei auf dem Bildschirm durch Berührung angezeigt oder durch Spracherkennung identifiziert werden. Wie zuvor beschrieben, wird auch in diesem Ausführungsbeispiel der Kontrast sukzessive verringert, bis zu prüfen ist, ob eine Abweichung zufällig war oder nicht. Da für die Links-Rechts-Unterscheidung viel eher ein zufällig richtiges Ergebniss auftritt, ist es sinnvoll, nahe der Schwelle der Kontrastseh-Fähigekit eine größere Zahl von Musterdarbietungen vorzusehen.
Wiederum können auch mit dieser Ausführungsform Langzeitmessungen vorgesehen werden.
Falls gewünscht, können im Übrigen in beiden Ausführungsformen auch Größen wie die Zeit bis zum Erkennen (oder vermeintlichen Erkennen) eines Musters mit aufgezeichnet und/oder ausgewertet werden, vor allem, wenn keine mininmale Beobachtungszeit erzwungen wird.
Es sei auch erwähnt, dass gegebenenfalls die Kontraststufen von Musterdarbietung zu Musterdarbietung auf die Hintergrundhelligkeit korrigiert werden können. So kann erreicht werden, dass nicht der hellste anzuzeigende (digitale) Bild-Wert eines Muster um einen Faktor von z.B. 0,7 reduziert wird, sondern vielmehr der tatsächlich beobachtete Kontrast.
Mit dem beschriebenen Verfahren können unter anderem Langzeitmessugnen insbesondere zu Hause oder unterwegs und damit insbesondere häufig durchgeführt werden, und zwar selbst dann, wenn jeweils variierende Umgebungsbedingungen vorliegen. Dabei ist die einfache und – wie ersichtlich – auch, aber nicht zwingend: unbeaufsichtigt allein durch den Benutzer mögliche Durchführung des Verfahrens von Vorteil. Die Empfindlichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Akkuranz und die Langzeitreproduzierbarkeit sind ungeachtet der einfachen eingesetzten Mittel und ungeachtet eines möglichen womöglich unscharfen Sehens hoch genug, dass eine solche Überwachung auch im Rahmen eines medizinischen Kontextes sinnvoll ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

Balcer, L. et al. (2000) New low-contrast vision charts: reliability and test characteristics in patients with multiple sclerosis. Multiple Sclerosis 6 [0004]
Pelli, D. & Bex, P. (2013) Measuring contrast sensitivity. Vision research 90, 10–4 [0004]
Pelli, D. G., J. G. Robson and A. J. Wilkins (1988). The design of a new letter chart for measuring contrast sensitivity. Clin Vision Sci 2(3), 187–199 [0004]
Kupersmirh, M.J., W.H. Seiple,* J.I. Nelson, R.E. Can. (1984). Contrast Sensitivity Loss in Multiple Sclerosis. Invest Ophthalmol Vis Sci 25: 632–639 [0004]
Graves, J. et al. (2013). Alemtuzumab improves contrast sensitivity in patients with relapsing-remitting multiple sclerosis. Multiple Sclerosis Journal 19, 13021309 [0004]
Schieber, F. (1992). Aging and the senses. In J.E. Birren, R.Sloan & G. Cohen (Eds.), Handbook of mental health and aging New York: Academic Press. pp. 251; 306 [0004]
Price MJ, Feldman RG, Adelberg D, Kayne H. Neurology. 1992. 42(4): 887–90. Abnormalities in color vision and contrast sensitivity in Parkinson's disease [0004]
Cormack FK, Tovee M, Ballard C. Int J Geriatr Psychiatry. 2000 Jul;15(7): 614–20 [0004]
Contrast sensitivity and visual acuity in patients with Alzheimer's disease; Shannon L. Risacher et al. Visual contrast sensitivity in Alzheimer’s disease, mild cognitive impairment, and older adults with cognitive complaints. April 2013 Volume 34, Issue 4, Pages 1133–1144. Neurobiology of Aging [0004]
Felix A. Wichmann and N. Jeremy Hill. The psychometric function: I. Fitting, sampling, and goodness of fit. Perception & Psychophysics 2001, 63 (8), 1293–1313 [0004]
www.michaelbach.de [0007]
„Das menschliche Kontrastsehen-Vergleich zweier Testverfahren“, INAUGURAL-DISSERTATION zur Erlangung des Medizinischen Doktorgrades der Medizinischen Fakultät der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg i.Br., vorgelegt 2011 von Katharina Höllerhage [0008]
Pelli et al. ( 1988) [0058]

Claims

Verfahren zur Erfassung der Kontrastseh-Fähigkeit, worin einem Benutzer sukzessive Muster unterschiedlichen Kontrasts auf einem Bildschirm dargeboten werden und die Kontrastseh-Fähigkeit im Ansprechen auf dabei erfasste Benutzereingaben bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Kamera die Beobachtungsverhältnisse, insbesondere die Umgebungshelligkeit, erfasst werden und bei der Bestimmung der Kontrastseh-Fähigkeit berücksichtigt werden.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Muster angezeigt wird, welches einen zum Bildschirmrand hin abnehmenden Kontrast besitzt, bevorzugt einen zum Rand hin auf Null verringerten Kontrast besitzt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Muster angezeigt wird, bei welchem ein Zentralbereich mit höherem Kontrast gegen den Hintergrund von einer oder mehreren umlaufenden Linien umgeben ist, die einen geringeren Kontrast gegen den Hintergrund besitzen, wobei insbesondere kreisförmig oder ellipsenförmig umlaufende Linien verwendet werden.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass keine Linien auf den Monitor-Rand treffen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Muster mit einer kontrastreicheren Zentralstruktur und diese umgebenden Linien an variierenden Positionen angezeigt werden und eine Position identifzierende Eingabe als Benutzereingabe erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralstruktur an wenigstens 20 verschiedenen Positionen auf dem Bildschirm angezeigt werden kann und erfasst wird, wie genau ein Benutzer die jeweilige Position identifizieren kann.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Genauigkeit, mit welcher ein Benutzer Positionen der Zentralstruktur bei gegebenem verringertem Kontrast auf dem Bildschirm identifizieren kann, auf jene Genauigkeit bezogen wird, mit welcher ein Benutzer Positionen der Zentralstruktur bei höherem Kontrast auf dem Bildschirm identifizieren kann.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der sukzessiven Darbietung von Mustern unterschiedlichen Kontrasts auf einem Bildschirm wiederholt Muster mit hohem Kontrast dargeboten werden, insbesondere mit so hohem Kontrast, dass ein Benutzer das Muster problemfrei identifizieren kann.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm ein berührungsempfindlicher Flach-Bildschirm ist und eine Bildschirmberührung zur Erfassung der Identifzierung einer Musterposition durch den Benutzer ausgewertet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine von wiederkehrend wenigen Positionen identifziert werden muss und eine darauf bezogene Spracheingabe des Benutzers erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Eingabe des Benutzers auf eine Musteranzeige erzwungen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Eingabe des Benutzers auf eine Musteranzeige erst nach einem bestimmten Intervall zugelassen und/oder ausgewertet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ausgeführt wird mit einem von Smartphone, Tablett-PC oder Laptop.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine bezüglich des Gammawertes allenfalls herstellerkalibrierte Anzeige verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Muster unterschiedlichen Kontrasts in Graustufen angezeigt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Kamera auch eine Kopfgröße und/oder ein Augenabstand des Benutzers erfasst wird und bei der Bestimmung der Kontrastseh-Fähigkeit berücksichtigt wird und/oder dass eine mögliche Blendung berücksichtigt wird.