DE1955859A1

DE1955859A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Refraktionszustandes eines Auges

Info

Publication number: DE1955859A1
Application number: DE19691955859
Authority: DE
Inventors: L Dipl-Phys Kratzer Bernd J; Heinz Dipl-Ing Ulffers
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 1969-11-06
Filing date: 1969-11-06
Publication date: 1971-05-13
Also published as: DE1955859C3; FR2068928A5; US3791719A; DE1955859B2; GB1320587A

Description

FIRMA. GAEL ZEISS, 7920 HEIDENHEIM (BRENZ)

"Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Refraktionszustandes eines Auges

Bei der Ermittlung des Refraktionszustandes der Augen wird üblicherweise zunächst mittels eines Refraktometers oder eines Skiaskopes objektiv die Brechkraft gemessen. Diese Messung benötigt eine gewisse Mindestzeit und weist zudem, wahrschein- Λ lieh durch physiologisch-optische Eigenschaften des Auges bedingte systematische Meßfehler auf. Es ist deshalb stets notwendig, einen subjektiven Feinabgleich anzuschließen, der beispielsweise mittels einer Prüfbrille oder eines Phoropters durchgeführt werden kann.

Es ist einleuchtend, daß diese Refraktionsbestimmung einen hohen Zeitaufwand erfordert, der in der Praxis des Refraktionisten, insbesondere in der Praxis des Augenarztes nicht zur Verfügung steht.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich nun auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung des Refraktionszustandes " eines Auges, die den Zeitaufwand des Refraktionisten ganz wesentlich herabsetzen und weder den Refraktionisten noch den Patienten zusätzlich belasten.

Das neue Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß zunächst automatisch ein objektiver Grobabgleich vorgenommen wird und daß anschließend mit demselben Gerät der subjektive Feinabgleich erfolgt.

Der Patient braucht bei dem neuen Verfahren also nur vor einem einzigen Gerät Platz nehmen. Dieses Gerät führt den

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der gültigen Verordnung schon sehr nahe kommenden Vorabgleich in wenigen Sekunden durch, also praktisch in einer Zeit, welche der Refraktionist ohnehin zum Einrichten des Patienten benötigt. Der Patient wird durch den automatischen Grobabgleich nicht belastet.

Der Refraktionist führt anschließend den subjektiven Feinabgleich mit demselben Gerät durch, wobei der Zeitaufwand insgesamt relativ niedrig liegt.

Gegenüber dem herkömmlichen Verfahren zur Ermittlung des Refraktionszustandes eines Auges zeichnet sich das neue Verfahren also vorwiegend durch einen wesentlich geringeren Zeitaufwand und durch eine geringe Belastung von Patient und Refraktionist aus.

Es ist möglich zur Durchführung des neuen Verfahrens verschiedene an sich bekannte Geräte zu verwenden. So kann man ausgehen von einem Phoropter, welcher zwei um die gleiche Achse drehbare Scheiben mit verschieden abgestuften sphärischen Gläsern und eine Scheibe mit zylindrischen Gläsern verschiedener Brechkraft enthält. Es ist auch, möglich, von einem Gerät auszugehen, das aus flüssigen oder festen Komponenten bestehende Variosysteme enthält und das demzufolge eine kontinuierliche Veränderung der Brechkraft erlaubt.

In jedem Fall zeichnet sich die Vorrichtung nach der Erfindung aus durch einen automatisch arbeitenden Refraktometervorsatz, der für den objektiven Grobabgleich nacheinander vor die in Blickrichtung und Akkomodation festgelegten Augen des Patienten gebracht wird, durch Stellmotore zur Verstellung der Brechkraft der Systeme in Abhängigkeit von den vom Refraktometervorsatz gelieferten Signalen sowie durch zusätzliche Mittel zur Veränderung der Brechkraft der Systeme während des subjektiven Feinabgleichs nach Ausschalten des Refraktometervorsatzes .

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Es ist zweckmäßig, Mittel zur Umschaltung der Stellmotore auf Fernbedienung nach Ausschalten des Refraktometervorsatzes vorzusehen.

Bei der neuen Vorrichtung v/erden also zunächst mittels des Refraktometervorsatzes Signale erzeugt, die entsprechend dem Refraktionszustand des Auges gepolt sind..Diese Signale steuern die Stellmotore an, welche zur Verstellung der Brechkraft der den Augen vorgeschalteten Systeme dienen. Nachdem dieser automatisch ablaufende Grobabgleich beendet ist, erfolgt der subjektive Feinabgleich durch Fernbedienung der Stellmotore.

Damit der Grobabgleich die Akkomodation der Augen des Patienten nicht stört, v/eist der Refraktometervorsatz eine Infrarot- % Lichtquelle auf.

Der Refraktometervorsatz kann nach verschiedenen Methoden arbeiten.

So ist es möglich, eine Koinzidenzmethode anzuwenden, bei der durch eine Scheiner-Blende ein Gegenstand ins Auge abgebildet wird. Bildet man das Netzhautbild auf ~ine Anordnung von Photozellen ab, so läßt sich aus der Lage der Bilder ein elektrisches Steuersignal gewinnen.

Auch eine Messung der Modulationsübertragungsfunktion des λ Auges ist möglich. Dabei wird ein Spalt ins Auge abgebildet und das Netzhautbild wird auf ein rotierendes Abtastgitter fokussiert. Der von einer hinter dem Gitter angeordneten Photozelle gelieferte Strom kann dann zur Steuerung der Verstellmotore dienen.

Anwendbar sind auch physiologische Messungen der Akkomodationslage, bei denen aus der Änderung des Aktionspotentials des Ciliarmuskels, aus der Änderung des Elektro-Retinogramms bei Fokussierung und aus der Änderung des Elektro-Enzephalogramms mit Computern Signale zur objektiven RefraktionsbeStimmung

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abgeleitet werden.

Als vorteilhaft hat sich jedoch die Refraktometer-Methode erwiesen. Ein nach dieser Methode arbeitender Vorsatz weist eine durchleuchtete Testfigur, ein Objektiv zur Abbildung dieser Figur nach Unendlich, einen teildurchlässigen Spiegel zur Umlenkung des von der Testfigur kommenden Lichtes in das Auge des Patienten, zwei weitere im Strahlengang zwischen Testfigur und Objektiv angeordnete teildurchlässige Spiegel zur Umlenkung des vom Auge reflektierten Lichtes auf eine Doppelblende sowie hinter dieser Doppelblende angeordnete photoelektrische Empfänger auf, denen eine Schaltung zur Aufbereitung der erzeugten Signale nachgeordnet ist.

Ist das zu prüfende Auge nicht normalsichtig, so erzeugen die photoelektrischen Empfänger des beschriebenen Refraktometervorsatzes verschiedene Signale, welche die entsprechenden Stellmotore in Tätigkeit setzen.

Damit mit Hilfe der neuen Vorrichtung auch astigmatische Fehler des Auges bestimmt werden können, ist in jedem Teilstrahlengang zwischen dem teildurchlässigen Spiegel und der Blende ein Kreuzzylinder angeordnet. Mit Hilfe dieser Kreuzzylinder werden Signale erzeugt, welche Stellmotore betätigen, welche die Zylinderwirkung und Zylinderachse der dem Auge vorgesetzten Systeme verändern.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figur 1 bis 4- der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung der neuen Vorrichtung; Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Figur 1;

Fig. 3 eine schematische Darstellung des optischen Aufbaues des Refraktometervorsatzes;

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Fig. 4 eine andere Ausführungsform ,der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung.

In Fig. 1 sind mit 1 und 2 die beiden Hälften eines Phoropters bezeichnet. Auf diesem ist der mit 3 bezeichnete Refraktometervorsatz angeordnet. Kabel 4 und 5 dienen zur Verbindung de3 Refraktometervorsatzes,J und des Phoropters 1, 2 mit einem Steuergerät 6.

Jede Hälfte des Phoropters 1, 2 enthält zwei um die gleiche Achse drehbare Scheiben 7» 8, von denen die eine sphärische Gläser mit großen Brechkraftunterschieden enthält, während die zweite Scheibe schwache sphärische Gläser kleiner Brechkraftdifferenzen aufweist, mit denen die großen Schritte der ersten Scheibe aufgeteilt werden können. Eine dritte Scheibe, welche zylindrische Gläser verschiedener Brechkraft enthält, ist mit 9 bezeichnet. Diese Zylindergläser sind wie Planetenräder um ihre optische Achse gleichzeitig mittels eines zentra^· len Sonnenrades oder anderer mechanischer Mittel so drehbar, daß bei der Einschaltung vor das zu untersuchende Auge 10 jedes dieser Zylindergläser die gleiche Achsenlage aufweist. Zur Drehung der Scheiben 7» 8» 9» sowie zur Drehung des Sonnenrades der Scheibe 9 sind Stellmotore vorgesehen. Zur genauen Festlegung der Positionen der Scheiben dienen vorzugsweise Mikroschalter, welche die Drehbewegung der Stellmotore genau begrenzen.

Der oberhalb des Phoropters angeordnete Refraktometervorsatz enthält eine Infrarotlichtquelle 11, ein Kollimatorobjektiv 12, ein Infrarot-Filter 13* ein Testzeichen 14, einen Unterbrecher 15» sowie ein Objektiv 16. Dieses Objektiv bildet die Testfigur 14 nach Unendlich ab. Ein teildurchlässiger Spiegel 17 dient zur Umlenkung des von der Testfigur kommenden Infrarot-Lichtes in das Auge 10 des Patienten. Der Spiegel 17 ist auf einem Träger 18 angeordnet, welcher wahlweise vor die öffnung 19 oder 20 des Phoropters 1, 2 und damit vor das linke oder das rechte Auge des Patienten geschwenkt werden kann.

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Mit 21 und 22 sind zwei teildurchlässige Spiegel bezeichnet, welche das vom Auge 10 reflektierte Licht auf eine Doppelblende 25 umlenken. Nimmt man ein nornalsichtiges Äuge 1^r oder ein voll auskorrigiertes Auge an, so wird jeweils in den Ebenen 23 und 24 ein Bild der Testfigur 14 erzeugt. Die Ebenen 23 und 24 sind von der Doppelblende 25 entgegengesetzt gleich weit entfernt. Im angenommenen Fall tritt durch die beiden Öffnungen der Doppelblende 25 derselbe Lichtstrom, so daß die von den SelrundarelektronenvervieIfachern 26 und 27 erzeugten Signale gleich groß sind.

Vor der Doppelblende 25 ist ein mit 28 bezeichnetes Farbfilter angeordnet, welches zur Ausfilterung von Störlicht dient. Mit

29 ist eine Mattscheibe bezeichnet.

In jedem Teilstrahlengang ist zwischen dem teildurchlässigen Spiegel 21 bzw. 22 und der Doppelblende 25 ein Kreuzzylinder

30 bzw. 31 einschwenkbar und drehbar angeordnet.

Die in Fig. 2 mit 32 bezeichnete Elektronik besteht wie Fig. zeigt aus den beiden Verstärkern 33 j 34, einem Differenzverstärker 35 und einer Logik 36· Mit den Ausgängen der Logik sind Elektromotore 37 t>is 40 verbunden, welche zur Drehung der Scheiben 7» 8» 9 dienen. Der mit 41 bezeichnete Stellmotor dient zum Einschalten und zur Achsendrehung der Kreuzzylinder 30 und 31·

Die Wirkungsweise der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Vorrichtung ist folgende.

Nachdem der Patient hinter dem Phoropter 1,2 Platz genommen hat, blickt er durch die öffnungen 19 und 20 auf eine Sehprobentafel. Dadurch sind seine Augen hinsichtlich Blickrichtung und Akkomodation festgehalten. Zur Einschaltung der Automatik drückt nun der Refraktionist den Knopf ^<:2 ess Be-

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dienungsgerätes 6.. Anschließend bewegt er den Hebel 18 von Hand beispielsweise zunächst nach links. Dadurch· wird der mit 43 bezeichnete Mikroschalter betätigt, v/elcher bewirbt, daß die Stellmotore für die linke Phoropterhälfte 1 eingeschaltet sind. Es ist auch möglich, daß nach Drücken des St art knöpfe s ^-2 der Hebel 18 über einen programmgesteuerten Motor bewegt wird.

Gemäß den vom Refraktometervorsatz 3 gelieferten Signalen werden nun die Scheiben 7 und 8 des Phoropters 1 so lange verdreht, bi<3 die elektrischen Signale einen vorgegebenen Wert unterschreiten. Danach werden beispielsweise automatisch die Kreuzzylinder 30 und 31 eingeschwenkt. Übersteigt das erzeugte Signal einen vorgewählten Pegel nicht, so werden die Kreuzzylinder um 45° gedreht. Bleibt auch hier die Signalstärke unter einem vorgegebenen Wert, so ist kein Zylinderabgleich notwendig. Überschreitet dagegen nach dem Einschalten der Kreuzzylinder die Signalgröße einen vorgegebenen Wert, so werden die Korrektionszylinderachsen der in der Scheibe 9 angeordneten Gläser auf 0° Tabo eingestellt Anschließend wird die Scheibe 9 so lange gedreht, bis die Signalgröße einen vorgeschriebenen Wer' unterschreitet. Danach v/erden die Kreuzzylinderachsen um 45 gedreht und die Korrektionszylinderachsen der Scheibe 9 v/erden bis zur A'qui-?· valenz der von den Empfängern 27 und 26 erzeugten Signale ge dreht. Der Zylinderabgleich ist jetzt beendet.

Damit ist der automatische Abgleich der linken Seite beendet und der Spiegel 17 wird entweder automatisch oder von Hand nach rechts vor die Öffnung 20 geklappt. Dabei wird der Mikroschaltor 44 betätigt, welcher die Stellmotore der rechten Phoropterhälfte 2 einschaltot. Es läuft nun hier der beschriebene automatische Grobabgleich ab.

Nach beendctn.; Grobabgleich leuchtet eine Signallampe 45 auf Der Refraktionist drückt jetzt auf den Betätigungsknopf 46, wobei die Signallampe 47 aufleuchtet. Dien zeigt ihm an, daß

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er jetzt von Hand den subjektiven Feinabgleich für das linke Auge vornehmen kann. Dieser Feinabgleich erfolgt durch Drehen der Bedienungsknöpfe 4-8, 49, 50.

Nach beendetem Feinabgleich für die linke Seite erfolgt nach Drücken des Knopfes 51 und Aufleuchten der Kntrollampe 52 der subjektive Feinabgleich für die rechte Seite ebenfalls durch Drehen der Knöpfe 48, 49, 50.

Nach beendetem Feinabgleich werden die gefundenen Werte an den Fenstern 53 und 5^ abgeteen.

Es ist auch möglich, an Stelle der Ablesung der gefundenen Werte diese über einen angeschlossenen Drucker direkt auf das Rezept ausdrucken.

Bei der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Vorrichtung sind zwei Sekundärelektronen-Vervielfacher 26 und 27 zur Signalerzeugung vorgesehen. Fig. 4 zeigt nun ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem . nur ein Sekundärelektronen-Vervielfacher 57 vorgesehen ist. Durch Verwendung nur eines Empfängers werden Schwierigkeiten, welche aus der Verschiedenheit zweier Empfänger resultieren können mit Sicherheit vermieden.

Bei dem in Fig. 4- dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Farbfilter 28 und der Mattscheibe 29 eine rotierende Scheibe 59 angeordnet, welche eine zentrale öffnung 60 aufweist. Auf der Scheibe 59 ist ein aus den Spiegeln 61, 62 bestehendes UmIenksystem angebracht. An Stelle dieser Spiegel kann auch ein Prisma vorgesehen sein.

Durch die Drehung der Scheibe 59 wird das von den teildurchlässigen Spiegeln 21, 22 kommende Licht abwechselnd dem Empfänger 57 zugeführt. So entsteht ohne den Unterbrecher 15 der Fig. 3 ein Wechselsignal. Der Verstärker 58 wird zweckmäßig durch die Scheibe 59 so getriggert, daß er die beiden Signale getrennt aufbereitet und beide gleichzeitig an den nachgeordneten Differenzverstärker 35 gibt.

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Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, die Testfigur rotieren zu lassen, um einen Akkomodationsreiz für das zu untersuchende Auge zu vermeiden. In diesem Pail ist es notwendig, daß auch die Blende 25 rotiert.

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Claims

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Patentansprüche

[Λ* Verfahren zur Ermittlung des Refraktionszustandes eines Auges, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst automatisch ein objektiver Grobabgleich vorgenommen wird und daß anschließend mit demselben Gerät der subjektive Feinabgleich erfolgt.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei dem vor den Augen des Patienten Systeme angeordnet sind, deren Brechkraft kontinuierlich oder diskontinuierlich veränderbar ist, gekennzeichnet durch einen automatisch arbeitenden Refraktometervorsatz (3), der für den objektiven Grobabgleich nacheinander vor die in Blickrichtung und Akkomodation festgelegten Augen (10) des Patienten gebracht wird, durch Stellmotore (37 bis 41) zur Verstellung der Brechkraft der Systeme in Abhängigkeit von den vom Kefraktometervorsatz gelieferten Signalen sowie durch zusätzliche Mittel zur Veränderung der Brechkraft der Systeme während des subjektiven Feinabgleichs nach Ausschalten des Refraktoinetervorsatzes.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Mittel zur Umschaltung der Stellmotore (37 ^is 41) auf Fernbedienung nach Ausschalten des Refraktometervorsatzes (3)·
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Refraktometervorsatz (3) mit einer Infrarot-Lichtquelle (11) ausgerüstet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2 Dis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Refraktometervorsatz (3) eine durchleuchtete Testfigur (14), ein Objektiv (16) zur Abbildung dieser Figur nach Unendlch, einen teildurchlässigen Spiegel (17)

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zur Umlenkung des von der Testfigur kommenden Lichtes in das Auge (10) des Patienten, zwei weitere im Strahlengang zwischen Testfißur und Objektiv angeordnete teildurchlässige Spiegel (21, 22) zur Umlenkung des vom Auge reflektierten Lichtes auf eine Doppelblende (25) sowie hinter dieser Doppelblende angeordnete fotoelektrische -Empiäger (26, 27) enthält, denen eine Schaltung (52) zur Aufbereitung der erzeugten Signale nachgeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5} dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelblende (25) in einer Ebene angeordnet ist, die von d^i Ebenen (23, 24) in welche die Testfigur (14) bei normalsichtigem Auge (10) abgebildet wird, gleichen Abstand Jj hat.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5₅ dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Teilstrahlengang zwischen dem teildurchlässigen Spiegel (21, 22) und der Blende (25) ein Kreuzzylinder (30, 31) einschv/enk- und drehbar angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei fotoelektrische Empfänger (26, 27) vorgesehen sind und daß im Strahlengang ein Unterbrecher ('!>) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 7» dadurch gekennzeichnet, I daß nur ein fotoelektrischer Empfänger (57) vorgesehen ist, dem das durch die Blendenöffnungen tretende Licht abwechselnd zugeführt wird.
10. Vorrichtung nach Anspruch 5 "bis 7* dadurch gekennzeichnet, daß an stelle der Doppelblende eine mit einer zentralen öffnung (60) versehene rotierende Scheibe (59) vorgesehen ist, die ein optisches Umlenksystem (61, 62) zur abwechselnden Zufuhr des von den teildurchlässigen Spiegeln (21, 22) kommenden Lichtes zu einem photoelektrischen Empfänger (57) trägt.

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