-
Anordnung zum Skiaskopieren Die Erfindung betrifft eine Anordnung
zum Skiaskopieren, bei der ein von dem zu untersuchenden Auge au3gehender Lichtstrahl
mittels eines lichtempfindlichen Elementes analysiert wird.
-
Beim herkömmlichen Skiaskopieren wird Uber einen zentralperforierten
Spiegel Licht in die Pupille des zu untersuchenden Auges geworfen. Läßt man dann
durch eine Spiegeldrehung das Licht über das Auge hinweglaufen, so sieht man, der
Fehlsichtigkeit des Prüflinge entsprechend, innerhalb der Pupille die Bewegung eines
Schattens entgegengesetzt zur Spiegeldrehung oder im gleichen Sinne mit ihr zum
Rande wandern.
-
Der Lichtreflex kann dabei durch die Spiegelöffnung beobachtet werden.
Aus diesen Bewegungen des Lichtreflexes lcßt sich die Fehlsichtigkeit des Auges
für die jeweils gewählte Beobachtungsentferming bestimmen. Eine Zusamrienfassung
der heute
gebräuchlichen Skiaskopieverfahren befindet sich in der
Zeitschrift Neues Optiker Journal", 1967, Seite 141 ff.
-
Diesen bekannten Verfahren zum Skiaskopieren haftet der Nachteil an,
daß der Lichtfleck vom Optiker bzw. vom untersuchenden Arzt beobachtet werden muß.
Dadurch ist eine Fehlerquelle gegeben, insbesondere weil der Wechsel von der Mitläufigkeit
zur Gegenläufigkeit sehr genau aufgefunden werden muß.
-
In der noch nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 22
28 786.1-51 der Anmelderin wurde bereits ein Vorschlag gemacht, das Verfahren zum
Skiaskopieren dadurch zu objektivieren, daß der Lichtfleck vom Auge auf ein oder
mehrere lichtempfindliche Elemente abgebildet wird. Das von diesen Elementen abgegebene
elektrische Signal ermöglicht hierbei also eine objektive Auswertung der Bewegung
des vom Auge kommenden Lichtreflexes.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung
zum Skiaskopieren vorzuschlagen, die nicht nur objektive Ergebnisse schafft, sondern
auch preisgünstig hergestellt und leicht und schnell ausgewertet werden kann.
-
Dies gelingt gemäß der Erfindung dadurch, daß die Geometrie des Lichtstrahls
dadurch gemessen wird, daß Schneiden an verschiedenen Stellen des Lichtstrahls durch
den Lichtstrahl geführt werden, und daß mittels des lichtempfindlichen Elementes
über eine Zeitmessung der Durchmesser des Lichtstrahls an der Meßstelle bestimmt
wird.
-
Unter Beibehaltung des Prinzips, die bekannten Anordnungen zum Skiaskopieren
dadurch zu objektivieren, daß der vom Auge des Prüflings kommende Lichtstrahl mittels
eines lichtempfindlichen Elementes ausgewertet wird, geht die Erfindung somit gegenüber
diesem älteren Vorschlag einen anderen Weg dadurch,
daß jetzt die
Geometrie des Lichtstrahls über eine Zeitmessung ausgemessen wird. Hierzu muß an
mindestens zwei verschiedenen Stellen des Lichtstrahles dessen Durchmesser bestimmt
werden.
-
Dadurch kennt man die Randstrahlen des Lichtstrahls und dadurch auch
den gesamten Strahlenverlauf, d.h. man kann den Grad der Fehlsichtigkeit bestimmen.
-
Bei einer Messung an nur zwei voneinander verschiedenen Stellen des
Lichtstrahles kann es vorkommen, daß der Brennpunkt zwischen diesen beiden Meßstellen
liegt. In diesem Fall würde man keine korrekten Ergebnisse erhalten. Daher wird
es bevorzugt, wenn der Lichtstrahl an drei Stellen gemessen wird.
-
Eine konstruktiv besonders einfache Anordnung ergibt sich, wenn drei
Schneiden auf einer gemeinsamen, angetriebenen Welle vorgesehen sind. Diese Schneiden
sind winkelig gegeneinander versetzt, so daß sie nacheinander das lichtempfindliche
Element verdunkeln. Es kann dann für jede der Schneiden die Anstiegszeit bzw. Abfallzeit
der Verdunkelung gemessen werden, woraus der Durchmesser des Lichtstrahls an der
betreffenden Stelle bestimmt werden kann.
-
Versuche haben ergeben, daß der räumliche Abstand zwischen den Meßstellen
nur einige Zentimeter zu betragen braucht. Beispielsweise können windschief in sich
verdrehte Flügel eines Ventilators verwendet werden. Die beiden Kanten eines derartigen
Flügels haben auf der optischen Achse des Lichtstrahls einen ausreichenden Abstand
voneinander, um bereits ein gut auswertbares Meßergebnis zu liefern.
-
Mit der Anordnung nach der Erfindung kann auch der Astigmatismus des
Auges gemessen werden. Hierzu tnuß die Anordnung mit den Schneiden nur um den Lichtstrahl
drehbar sein. Die beschriebenen Messungen zur Bestimmung der Geometrie des Lichtstrahls
werden hierbei an wenigstens zwei, vorzugsweise drei um einen
bestimmten
Winkel gegeneinander verdrehten Meßstellen durchgeführt. Daraus ergibt sich die
kleine und die große Achse der Ellipse des Lichtstrahles. Es sei ins Gedächtnis
gerufen, daß sich ein Astigmatismus in einem elliptischen Lichtstrahl widerspiegelt
und aus der Elliptizität bestimmt werden kann.
-
In den Beleuchtungsstrahlengang kann zusätzlich ein Bild, beispielsweise
ein Meßkreuz, eingeblendet werden. Das Auge akkomodiert hierbei also auf dieses
Bild. Dadurch wird es in seiner Blickrichtung und Akkomodation fixiert.
-
Die an dem lichtempfindlichen Element maximal anstehende Spannung
kann übei einen Regelkreis mit fest vorgegebenem Sollwert mit Hilfe einer Veränderung
der Helligkeit des Beleuchtungsstrahelnganges bei jeder Fehlsichtigkeit auf einem
konstanten Wert gehalten werden. Dies vereinfacht entscheidend die Messung der Anstiegszeiten
der verschiedenen Impulse.
-
Mit der Helligkeit der Marke läßt sich auch die Pupillengröße beeinflussen.
Die numerische Pupillengröße spielt bei der Messung keine Rolle. Zur Verringerung
der sphärischen Aberration muE aber eine kleine Pupillenöffnung angestrebt werden.
-
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausfiihrungsbeispiels
näher erläutert, aus dem sich weitere wichtige Merkmale ergeben. Es zeigt: Fig.
1 den grundsätzlichen Strahlengang bei einer Anordnung nach der Erfindung, bei der
drei auf einer gemeinsamen Welle sitzende Schneiden verwendet werden; Fig. 2 den
wesentlichen Teil des Strahlengangs nach Fig. 1 bei einem hyperopischen Prüflingsauge;
Fig. 3 ein Spannungsdiagramm, welches bei einem hyperopischen Prüflingsauge gewonnen
wird;
Fig. 4 den Strahlengang nach Fig. 2 bei einem rechtsichtigen.
-
Prüflingsauge; Fig. 5 das Spannungsdiagramm zu Fig. 4; Fig. 6 den
Strahlengang nach Fig. 2 und 4 bei einem schwach myopischen Prüflingsauge; Fig.
7 das Spannungsdiagramm zu Fig. 6; Fig. 8 den Strahlengang nach Fig. 2, 4 und 6
bei einem stark myopischen Prüflingsauge; Fig. 9 das Spannungsdiagramm zu Fig. 8.
-
Zunachst wird der grundsätzliche Strahlengang anhand der Fig. 1 erläutert.
Der Beleuchtungsstrahlengang geht dort von einer feststehenden Lichtquelle 1 durch
ein Linsensystem 2, das den Strahlengang möglichst eng gebündelt über einen halbdurchlssigen
Spiegel 3 um 900 abgewinkelt in die Pupille des Auges 4 gibt. Auf dem Augenhintergrund
bildet sich die selbständige Lichtquelle L.
-
Von einer zweiten Lichtquelle 5 ausgehende andersfarbige Strahlen
durchlaufen ein Testmarkenbild 6. Eine bewegliche, in ihrer Position regelbare Kollimatorlinse
7, die eine Entfernungsänderung des Teatmarkenbildes bewirken soll, liegt im Testmarkenstrahlengang,
der über den halbdurchlässigen Spiegel 3 ebenfalls in das Auge eingespiegelt wird.
Das Testmarkenbild dient dazu, den Sollwert des Regelkreises festzulegen. Gleichzeitig
dient es zur Fixierung der Blickrichtung des Auges. Es legt damit die durch die
Fovea verlaufende optische Achse des Gesamtsystems fest.
-
Mit der Helligkeit des Testmarkenbildes läßt sich die Fupillengröße
beeinflussen. Die numerische Pupillengröße spielt bei der Messung keine Rolle. -Zur
Verringerung der sphärischen Aberration muß aber eine kleine Pupillenöffnung angestrebt
werden.
-
Der von der Lichtquelle L ausgehende Strahlengang durchläuft eine
Abbildungslinse 8, die die auftreffenden Strahlen auf einen Photodetektor 9 wirft.
-
Der Beobachtungsstrahlengang wird an beispielsweise drei verschiedenen
Stellen von um eine gemeinsane Welle 10, die von einem Motor 11 angetrieben wird,
rotierenden Schneiden 12, 13, 14 durchlaufen. Diese Schneiden sind gegeneinander
winkelig versetzt. Die dadurch bewirkten periodischen Unterbrechungen des Strahlenganges
werden von der Photodiode 9 in Spannungsaignale verwandelt.
-
Aus der Charakteristik dieser Signale ergeben sich alle gesuchten
Meßwerte. Dies ist im einzelnen in den Fig. 2 bis 9 erläutert. Die Fig. 2 und 3
zeigen als erstes Beispiel ein hyperopisches Prüflingsauge. Es sind dort wiederum
die drei Schneiden 12, 13, 14 angedeutet. Die Pupille des Priiflingsauges 4 befindet
sich bei Position 15. Charakteristisch für ein hyperopisches Priiflingsauge ist
ein vom Auge divergierender Strahlengang. Diese Divergenz driickt sich in dem in
Fig. 3 gezeigten Spannungsdiagramm, in dem einer der Zeit die Spannung aufgetragen
ist, dadurch aus, daß die Anstiegsflanke 16 des ersten Impulses 17 steiler ist als
die Anstiegsflanke 18 des zweiten Impulses 19, die wiederum steiler ist als die
Anstiegsflanke 20 des dritten Impulses 21.
-
Dasselbe gilt fiir die Abstiegsflanken 22, 23 und 24.
-
In Fig. 4 ist der Strahlengang bei einem rechtsichtigen Prüflingsauge
dargestellt. Die Strahlen verlaufen hierbei parallel zueinander, d. h. es gibt weder
eine Divergenz noch
eine Konvergenz des Strahlenganges. Dies spiegelt
sich im Spannungsdiagramm dadurch wider, daß die drei Anstiegsflanken 16, 18 und
20 und die drei Abstiegsflanken 22, 23 und 24 gleich geneigt sind.
-
In den Fig. 6 und 7 sind die Verhältnisse fiir ein schwach myopisches
Irüflingsauge gezeigt. Der Strahlengang ist dort konvergent. Das Spannungsdiagramm
nach Fig. 7 ist also umgekehrt aufgebaut wie das nach Fig. 3. Das heißt die Flanke
20 ist steiler als die Flanke 18 und diese wiederum steiler als die Flanke 16. Dasselbe
gilt für die hbstiegsilanken.
-
Die Fig. 8 und 9 zeigen schließlich die Verhältnisse bei einem stark
myopischen Prüflingsauge. Bei dem dort gezeigten Beispiel befindet sich der Brennpunkt
25 zwischen den beiden Schneiden 13 und 14, d.h. also zwischen zwei Meßstellen.
Es kann also erst unter Zuhilfenahme der dritten stelle bei der Schneide 12 festgestellt
werden, daß der Brennpunkt 25 sich an dem angegebenen Ort befindet. Bei diesem Beispiel
hat der erste Impuls 17, der also der ersten Schneide 12 zugeordnet ist, die flachste
Steigung seiner Flanken. Die Steigung des zweiten und dritten Impulses 19 und 21,
die also den Schneiden 13 und 14 zugeordnet sind, sind annähernd gleich, woraus
sich ergibt, daß der Brennpunkt 25 zwischen diesen beiden Meßstellen liegt.
-
Befindet sich der Brennpunkt 25 näher an der Schneide 14, so sind
die Flanken 20 und 24 des dritten Impulses 21 steiler als die des zweiten Impulses
19 und umgekehrt.
-
- Ansprüche -