DE2412059C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erzeugen veränderbarer astigmatischer Linsenbrechkraft gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie auf Augenuntersuchungsgeräte zum Ermitteln des Brechkraftfehlers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10 bzw. 11.

Bisher wurden zu Messungen des sphärischen und zylindrischen optischen Wertes bei der Verschreibung von Brillen in der Augenheilkunde komplizierte Geräte verwendet (z. B. US-PS 8 86 770 und DE-GM 19 47 716). Grundsätzlich schlossen derartige Geräte in der Augenheilkunde eine große Anzahl von Zylinderoptiken mit verschiedener Brechkraft ein. Diese Optiken wurden zunächst in ein optisches System eingesetzt und danach in die erforderliche Zylinderachslage gedreht, um die Wirkung der zu verschreibenden Brillengläser nachzuahmen. Derartigen Geräten haftet eine Anzahl von Nachteilen an. Erstens steht der sphärische optische Wert bei derartigen Geräten in Wechselbeziehungen mit dem zylinderoptischen Wert. Wenn die Brechkraft des Zylinders geändert wird, muß eine entsprechende Einstellung des sphärischen optischen Werts erfolgen. Es ist eine beträchtliche Kenntnis erforderlich, um derartige in Wechsel­ beziehung stehende zylindrische und sphärische Einstellungen in einem augenheilkundlichen Gerät zu bedienen, was die Verwendung derartiger Geräte durch ungeübte Personen verhindert und eine ausgedehnte Einübung für den Fachmann erfordert, um die Betriebsweise kennenzulernen. Weiterhin werden hunderte derartiger Zylinderlinsen mit unterschiedlicher positiver und negativer Brechkraft üblicherweise bei derartigen augenheilkundlichen Geräten verwendet. Die Herstellung und Wartung von solchen Geräten mit kombinierten sphärischen und zylindrischen Einstellungen ist sehr kompliziert. Schließlich kann bei Verschreibung von zylindrischen Linsen mit niedriger Dioptrienzahl der Winkelfehler der zylindrischen Komponente sehr groß werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Erzeugen veränderbarer astigmatischer Linsenbrechkraft bzw. Augenuntersuchungsgeräte zum Ermitteln des Brechkraftfehlers zu schaffen, mit der bzw. mit denen ein astigmatischer Brechwert nach Größe und Achsenlage ermittelt werden kann, ohne daß hierbei die Achslage als solche separat ermittelt werden muß.

Ausgehend von der eingangs erwähnten Vorrichtung wird diese Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Bezüglich der Augenuntersuchungsgeräte wird die Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 10 bzw. 11 angegebenen Merkmale gelöst.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß durch Auswahl vorher festgelegter Positionen der relativen gegensinnigen Drehung zwischen den paarweisen Linsen­ elementen im wesentlichen alle optisch praktischen zylindrischen Winkel- Brechkraftwerte und Achslagen unabhängig von der Einstellung der sphärischen Brechkraft erzeugt werden können. Vorzugsweise ist eine weitere Einrichtung zur Erzeugung einer veränderbaren sphärischen Brechkraftkomponente entlang des Lichtwegs vorgesehen.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist in Anspruch 3 angegeben, die insbesondere für die Verwendung in einem binokularen Augenuntersuchungsgerät vorteilhaft angewandt werden kann, so daß sowohl sphärisch als auch zylindrisch veränderbare binokulare Optiken mit nur 12 Linsen hergestellt werden können.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist in Anspruch 4 angegeben. Die Ausführungsform gemäß Anspruch 5 führt zu dem Vorteil, daß jedes Zylinderlinsenpaar ohne eine ent­ sprechende Änderung der astigmatischen Einstellung bzw. des astigmatischen Werts des übrigen Zylinderlinsenpaares veränderbar ist, und weiterhin, daß jeder der drei optischen Einstellungen jeweils ohne wechselseitige Abhängigkeit von den übrigen Einstellungen veränderbar sind. Auf diese Weise wird die Verwendung des Augenuntersuchungsgeräts stark vereinfacht.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Ansprüchen 6 bis 9 angegeben.

Die Erfindung läßt sich auch mit anamorphotischen Linsen realisieren, deren astigmatische Brechkraft über die Oberfläche veränderlich ist. Durch seitliches Verschieben solcher Linsen lassen sich ebenfalls alle bei der Brillenglasbestimmung vorkommenden Zylinderbrechkräfte und Achslagen erzeugen. Die Verwendung solcher Linsen mit veränderlicher astigmatischer Brechkraft hat den Vorteil, daß die astigmatische Brechkraftkomponente, entweder in Polarkoordinaten oder in cartesischen Koordinaten ausgedrückt, durch einfaches Verschieben der Linsen quer zum Strahlengang eingestellt werden kann, und daß die Größe dieser Verschiebung direkt proportional zur astigmatischen Brechkraftkomponente ist. Bei einer solchen Anordnung muß also nicht eine Sinusbeziehung korrigiert werden, wie sie zwischen dem Drehwinkel gekreuzter Zylinderlinsen und deren gemeinsamer Zylinderwirkung besteht.

Das erfindungsgemäße Augenuntersuchungsgerät gemäß den Ansprüchen 10 und 11 kann auch von vollständig ungeübten Personen und selbst vom Patienten bedient werden. Es ist nur die Anweisung erforderlich, aufeinanderfolgend jede der Einstellungen zu betätigen, damit eine vom Patienten durchgeführte Sehkraftmessung möglich ist. Damit ist das Instrument ideal für die schnellen Reihen­ untersuchungen von Patienten für die Brillenglasbestimmung.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 11 ergibt sich aus Anspruch 12.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung in Form eines üblichen galiläischen Fernrohrs in Kombination mit zwei Paaren von gegensinnig verdrehbaren negativen und positiven Zylinderlinsen, wobei die Linsen hier in ihrer neutralen Stellung gezeigt sind, wobei die jeweiligen neutralen Achsen um 45° gegeneinander versetzt sind.

Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, in der die Lin­ senpaare in der Stellung der maximalen gegensinnigen Drehung in nur eine Richtung gezeigt sind, so daß eine maximale astigmatische Korrektur mit den gegensinnig verdrehbaren Zylinderlinsen erzeugt ist.

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Augenuntersuchungsgeräts, das eine Ausführungsform der Vorrichtung zur gegensinnigen Drehung von Zylinderlinsenpaaren zeigt.

Fig. 4 eine grafische Darstellung, die das Meßergebnis des Gerätes in Polarkoordinaten und kartesischen Koordinaten zeigt, wobei die resultierende Gleichförmigkeit des Instru­ mentenfehlers durch die Verwendung der kartesischen Koordinaten erläutert ist.

Fig. 5 eine auseinandergezogene schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Augenuntersuchungsgeräts mit zwei Linsenelementen.

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht zweier übereinander­ liegender Linsenelemente mit veränderlicher astigmatischer Brechkraft.

Fig. 7 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Augenuntersuchungsgeräts unter Verwendung der Linsenelemente nach Fig. 6 zusammen mit einer veränderbaren sphärischen Optik.

Fig. 8 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform des Augenuntersuchungsgeräts im praktischen Gebrauch mit angefügter Leseprobentafel.

Fig. 9 eine Ansicht einer Skala, die zur Ablesung der sphärischen Brechkraftkorrektur verwendet wird, und die in den Fig. 7 und 8 nicht gezeigt ist.

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar­ gestellt. Im einzelnen ist ein galiläisches Fernrohr A in Kombination mit einem ersten Paar von gegensinnig verdrehbaren negativen und positiven Zylinderlinsen B und einem zweiten Paar von gegensinnig verdrehbaren negativen und positiven Zylinderlinsen C gezeigt. Das galiläische Fernrohr A ist von üblicher Bauart; es schließt eine negative konkave sphärische Linse 14 und eine positive konvexe sphärische Linse 16 ein. Es ist für den Fachmann zu erkennen, daß durch Änderung des Abstands entlang der optischen Achse 18 zwischen den Linsenelementen 14 und 16 eine sphärische Brechkraftkomponente einstellbar ist.

Das gegensinnig verdrehbare erste zylindrische Linsenpaar B, das entlang der optischen Achse 18 angeordnet ist, schließt eine positive Zylinderlinse 20 und eine negative Zylinderlinse 22 ein. Wenn diese Linsen so ausgerichtet sind, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, können verschiedene Betrachtungen über die positiven und negativen Zylinderlinsen 20 und 22 angestellt werden.

Zunächst weisen diese Linsen vorzugsweise eine gleiche und entgegengesetzte Brechkraft auf; d. h. die positive Zylinderwirkung der Linse 20 ist entgegengesetzt gleich zu der negativen Zylinderlinsenwirkung der Linse 22. Daher ist, wenn die Linsen so ausgerichtet sind, daß ihre zylindrischen Lin­ senachsen 24 und 26 zusammenfallen, die kombinierte zylindrische Brechkraft gleich null, weil die positive Zylinderlinsenwirkung der Linse 20 genau von der negativen Zylinderlinsenwirkung der Linse 22 aufgehoben wird.

Weiterhin treten, wenn die Linsen gegensinnig gedreht werden, zwei Effekte auf. Erstens ändert sich der kombinierte zylindrische Effekt der beiden Linsen entlang der Achsen 44 und 46 und 45° zu den Achsen 24, 26. Zweitens ist der kombinierte zylindrische Effekt an den Achsen 24 und 26 und bei 90°-Intervallen von den Achsen 24, 26 gleich null. Schließlich bleibt die gesamte sphärische Brechkraftkomponente des gali­ läischen Fernrohrs A unabhängig von allen Positionen der gegensinnigen Drehung zwischen den Linsenpaaren ungeändert. Dies ist aus der Tatsache zu ersehen, daß für jeden in das Linsensystem eingeführten positiven Zylinder ein entgegengesetzter negativer Zylinder in das Linsensystem durch die kombinierte Wirkung der Zylinderlinsen 20 und 22 eingefügt wird. Der Beitrag der Zylinderlinsen 20 und 22 zur sphärischen Korrektur hebt sich somit auf. Es ist wichtig zu bemerken, daß diese Wirkungen für alle Positionen der relativen gegensinnigen Drehung zwischen den jeweiligen Linsenelementen 20 und 22 zutreffen.

Das gegensinnig verdrehbare zweite Linsenpaar C, das aus der positiven Zylinderlinse 30 und der negativen Zylinderlinse 32 besteht, ist entlang der optischen Achse 18 ausgerichtet. Diese beiden Linsen 30 und 32 von gleicher und entgegengesetzter positiver und negativer Zylinderbrechkraft sind mit ihren je­ weiligen Zylinderachsen 34 und 36 vertikal im Bezug auf die Achsen nach Fig. 1 dargestellt. Diese vertikale Ausrichtung der Achsen 34 und 36 der Zylinderlinsen mit gleicher und ent­ gegengesetzter Brechkraft erzeugt eine kombinierte neutrale Linsenbrechkraft. Genau wie im Fall der positiven und negativen gegensinnig verdrehbaren Zylinderlinsen B sind die gegensinnig verdrehbaren positiven und negativen Zylinderlinsen C in Fig. 1 derart ausgerichtet dargestellt, daß sie keine zylindrische Gesamtwirkung an der optischen Achse 18 aufweisen.

Wenn eine gegensinnige relative Drehung zwischen den Linsen­ elementen 30 und 32 in gleichen und entgegengesetzten Werten erfolgt, treten zwei Effekte auf. Erstens wird ein Zylinder mit veränderbarer Brechkraft an den Achsen 54 und 56 erzeugt, die unter 45° gegenüber den Achsen 34 und 36 verdreht angeordnet sind. Im Ergebnis wird keine Zylinderwirkung entlang Achsen parallel zu den Achsen 34, 36 oder unter 90°-Schritten zu den Achsen 34, 36 erzeugt. Schließlich bleibt die gesamte sphärische Wirkung des Linsensystems unverändert. Selbst bei einer Änderung der gegensinnigen relativen Drehung der Linsen 30 und 32 ergibt sich keine Änderung der sphärischen Brechkraftkomponente, die mit dem galiläischen Fernrohr A zu korrigieren wäre.

Es ist wichtig zu bemerken, daß die Zylinderlinsenachse 24 der Linse 20 und die Zylinderlinsenachse 26 der Linse 22 winkelmäßig gegenüber den zylindrischen Linsenachsen 34 der Linse 30 und der Zylinderlinsenachse 35 der Linse 32 versetzt sind. Diese Versetzung ist hier unter einem Winkel von genau 45° dargestellt. Es hat sich herausgestellt, daß dadurch, daß die neutralen Stellungen der paarweisen gegensinnigen verdrehbaren Zylinderlinsen mit entgegengesetzter Brechkraft um einen Winkel von genau 45° versetzt werden, praktisch alle Zylinder mit vorgegebener Brechkraft und vorgegebener Achslage in zweckmäßiger Weise erzeugt werden können.

In Fig. 2 ist die gegensinnige relative Drehung der Linsenpaare dargestellt. Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, ist die ge­ gensinnige relative Drehung in einem Extremfall dargestellt; jede Zylinderlinse wurde in einer Richtung um 45° gedreht. Obwohl eine derartige Drehung bei der Bestimmung von Brechkraftfehlern des Auges praktisch nicht brauchbar ist und auch üblicherweise nicht auftritt, ist sie hier zur Erläuterung der relativen Drehung der Zylinderlinsenelemente zum besseren Verständnis der Erfindung verwendet.

Aus Fig. 2 ist zu erkennen, daß das Linsenelement 20 im Gegenuhrzeigersinn um 45° bezogen auf das Auge eines Be­ trachters O gedreht wurde. Somit hat sich die Zylinderachse des Zylinderlinsenelementes 20, ausgehend von der früheren Stellung 24, über einen Winkel von 45° in eine neue Stellung 44 gedreht.

Die Zylinderdrehung des Linsenelementes 22 war entgegengesetzt gleich. Diese Drehung erfolgte um 45° im Uhrzeigersinn in bezug auf das Auge eines Betrachters O. Somit wurde die Achse des zylindrischen Linsenelementes ausgehend von der früheren Winkelstellung 26 in die neue Winkelstellung 46 gedreht.

Es ist zu erkennen, daß die positive Zylinderlinse 20 und die negative Zylinderlinse 22 jeweils so neu ausgerichtet sind, daß ihre jeweiligen Achsen 44 und 46 einen Winkelabstand von 90° voneinander aufweisen. In dieser Ausrichtung erzeugt das Linsenpaar einen maximalen positiven Zylinder parallel zur Achse 44 und einen entsprechenden negativen Zylinder parallel zur Achse 46.

Die gegensinnig relative Drehung des negativen und positiven Zylinderlinsenpaares C ist analog. Das Linsenelement 30 wurde im Uhrzeigersinn in bezug auf das Auge eines Be­ trachters O um einen Winkel von 45° gedreht. Somit ist die neue Zylinderachse der positiven Zylinderlinse 54 um 45° gegenüber der alten Zylinderlinsenachse 34 versetzt.

In gleicher Weise wurde das Linsenelement 32 um 45° im Gegenuhrzeigersinn bezüglich des Auges eines Betrachters O gedreht. Die neue Achse 56 ist um 45° gegenüber der alten Achse 36 versetzt. Es wird ein maximaler positiver Zylinder durch das Linsenpaar parallel zur Achse 54 erzeugt.

Eine Untersuchung der relativen gegensinnigen Drehung der positiven und negativen Zylinderlinsen zeigt, daß jede der gegensinnig verdrehbaren Linsen so bewegt werden kann, daß entlang um 90° gegeneinander versetzter Achsen veränderbare positive und negative Zylinder erzeugt werden. Im Fall der positiven Zylinderlinse 20 und der negativen Zylin­ derlinse 22 erzeugt eine der in Fig. 2 dargestellten entge­ gengesetzte relative Drehung einen maximalen negativen Zylinder entlang der Achse 44 und einen maximalen positiven Zylinder entlang der Achse 46. In gleicher Weise erzeugt eine der für das gepaarte Linsenelement C dargestellten entgegen­ gesetzte Drehung einen maximalen negativen Zylinder entlang der Achse 54 und einen maximalen positiven Zylinder entlang der Achse 56.

Nachdem eine mögliche Drehung der gegensinnig verdrehbaren Linsenelemente B und C in Fig. 2 erläutert wurde, dürfte die allgemeine Drehung des Linsenelementes zumindest teilweise verständlich sein. Allgemein gesagt werden die Linsenelemente B so ausgerichtet, daß sie entweder eine positive oder negative Zylinderkorrektur entlang der orthogonalen Achsen 44 und 46 im Bezug auf den optischen Weg 18 ergeben. In gleicher Weise ist das gegensinnig verdrehbare Element C so ausgerichtet, daß es eine entweder positive oder negative Zylinderkorrektur entlang der Achsen 54 und 56 senkrecht zur optischen Achse 18 ergibt.

Wenn eine imaginäre Ebene längs der optischen Achse 18 gelegt wird, die die Achsen 44 einschließt, so ist zu erkennen, daß diese Ebene weder die Achsen 54 noch die Achsen 56 einschließt. Vielmehr sind die Achse 54 und die Achse 56 hier so dargestellt, daß sie durch ein genaues Intervall von 45° von einer derartigen imaginären Ebene unter Einschluß der Achse 44 und der optischen Achse 18 getrennt sind.

Dasselbe kann für die winkelmäßige Trennung der Achsen 44, 46 einerseits und der Achsen 54, 56 andererseits gesagt werden. Eine die optische Achse 18 und die Achsen 46 einschließende imaginäre Ebene ist, wenn sie entlang der optischen Achse projiziert wird, genau durch den Winkel vom 45° von den Achsen 54 und 56 getrennt.

Bei der Ausführung der Erfindung ist es erforderlich, daß eine gewisse Trennung zwischen den jeweiligen Ebenen besteht, die durch die Achsen 44, 46 entlang des optischen Pfades und den entsprechenden Achsen 54, 56 definiert sind. Diese Trennung muß nicht 45° betragen. Es kann irgendeine andere winkelmäßige Trennung gegeben sein.

Es ist verständlich, daß die genaue 45°-Trennung, die hier dargestellt ist, einen Vorteil hat. Grundsätzlich ist bei einer genauen Trennung von 45° die astigmatische Komponente eines Paares der gegensinnig Zylinder B getrennt und unabhängig von der astigmatischen Komponente des übrigen Paares der gegensinnig verdrehbaren Zylinderlinsen C.

Es sei daran erinnert, daß die Achslage von Zylinderlinsen nur über einen Drehbereich von 180° eindeutig definiert ist. Wird ein beliebiger Drehwinkel um 180° vergrößert, so tritt wieder die gleiche optische Wirkung auf. Weiterhin ist bei der gegensinnigen Drehung gleicher und entgegengesetzter positiver und negativer Zylinderlinsenpaare zu erkennen, daß die gegensinnige relative Drehung jeder der Linsen gegenüber der anderen Linse über 90° hinaus eine Lösung ergibt, die sich auch schon vorher bei den ersten 90° der relativen gegensinnigen Drehung fand. Somit ergäbe es keinen praktischen Sinn, wenn ein größerer Drehwinkel als 90° für die relative gegensinnige Drehung der verdrehbaren Linsenelemente vorgesehen wäre.

Es wurde festgestellt, daß praktisch alle optisch brauchbaren Zylinderbrechkraftwerte und Achslagen erzeugt werden können, wenn die neutralen Positionen der gegensinnig verdrehbaren Zylinderlinsenpaare gegeneinander um einen Winkel verdreht sind, der von 90° abweicht und vorzugsweise 45° beträgt. Es sei darauf hingewiesen, daß bei der Erzeugung dieser Brechkraftwerte jedes der Linsenpaare B und C über vorher ausgewählte Werte gegenüber dem anderen bewegt wird, um den Brechkraftfehler des untersuchten Auges festzustellen. Die Werte der gegensinnigen relativen Drehung zwischen den gepaarten Elementen B sind nicht notwendigerweise und in der Praxis üblicherweise nicht gleich den Werten der gegensinnigen relativen Drehung zwischen den gepaarten Linsenelementen C. Vielmehr werden die Werte der relativen Drehung individuell entweder durch den Patienten oder durch die Bedienungsperson, den Augenarzt oder andere Personen gewählt, die die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung verwenden.

Nachdem die theoretischen Erwägungen angegeben wurden, die sich auf die Betriebsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung beziehen, sei zum weiteren Verständnis der Erfindung auf den bekannten Stand der Technik verwiesen. Speziell sei auf die US-Patentschrift 34 28 398 hingewiesen. Diese Patentschrift bezieht sich auf ein anamorphotisches Linsensystem. Grund­ sätzlich weist eine sphärische Fixfocuslinse in einem Träger zwei identische Paare von gegensinnig rotierenden Zylinderlinsen auf, die auf dem Träger auf jeder Seite der sphärischen Linsen und mit diesen ausgerichtet befestigt sind. Diese beiden Zylinderlinsen mit gleicher und entgegengesetzter Brechkraft werden in gleichen und entgegengesetzten Richtungen gedreht.

Es ist wichtig, die Unterschiede zwischen der vorliegenden Erfindung und dem Gegenstand der vorstehend genannten Patentschrift zu erkennen. Hierbei ist es besonders wichtig, daß bei der angegebenen US-Patentschrift die horizontalen und vertikalen Änderungen der Zylinderlinsen jeweils entlang koinzidenter horizontaler und vertikaler Achsen erfolgen. Dies heißt mit anderen Worten, daß wenn eine Ebene entlang der optischen Achse des Linsensystems und durch eine der horizontalen und vertikalen Zylinderänderungen eines der verdrehbaren Linsenpaare gelegt wird, diese Ebene mit der Achse der horizontalen oder vertikalen Zylinderänderung des übrigen Linsenpaares zusammenfällt.

Schließlich und vom praktischen Grundgedanken her sei darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung auf die Nachbildung gekreuzter zylinderoptischer Effekte mit irgendwelchen Ausrichtungen gerichtet ist. Im Gegensatz zur vor­ liegenden Anmeldung ist die gegensinnige relative Drehung in der vorstehend angegebenen US-Patentschrift nur dazu bestimmt, die horizontale oder die vertikale oder beide Richtungen anzupassen, wie dies durch die sich ändernden Abmessungen von horizontal und vertikal projizierten Bildern er­ forderlich ist.

Zur weiteren Erläuterung der vorliegenden Erfindung wird auf die Fig. 3 Bezug genommen, die in perspektivischer teilweise weggebrochener Darstellung ein praktisches Augenunter­ suchungsgerät gemäß der Erfindung zeigt. Danach wird auf die Fig. 4 Bezug genommen, um zu zeigen, wie die relative gegensinnige Drehung der Linsenelemente in eine einzige zylindrische Korrekturkomponente bezüglich der Brechkraft und der Drehausrichtung umgewandelt wird.

Bevor zur Erläuterung der Fig. 3 übergegangen wird, sollen einige Bemerkungen zu den Fig. 1 und 2 gemacht werden. Zunächst wurden in Fig. 1 und 2 die Zylinderlinsen in recht­ eckiger Form dargestellt. Diese rechteckige Form erleichtert, obwohl sie nicht besonders optisch nützlich ist, weitgehend das Verständnis der Drehwirkung der Linsenelemente gemäß der vorliegenden Erfindung. Zweitens wurde der Mechanismus zur Durchführung der gegensinnigen relativen Drehung der Linsenelemente fortgelassen, um das Verständnis der optischen Anordnung und Ausrichtung zu erleichtern. Schließlich wurden die Formen der Zylinderlinsen stark vergrößert, in der Hoffnung, daß diese Vergrößerung das Verständnis der Linsenanordnung und der vorliegenden Erfindung erleichtert.

In Fig. 3 ist ein Augenuntersuchungsgerät mit einem galiläischen Fernrohr A, einem ersten Paar von gegensinnig ver­ drehbaren positiven und negativen Zylinderlinsen B und einem zweiten Paar von gegensinnig verdrehbaren positiven und negativen Zylinderlinsen C dargestellt. Die positive Zylinderlinse 20, die hier in üblicher kreisförmiger Form dargestellt ist, ist innerhalb eines kreisförmigen Zahnkranzes 21 be­ festigt. In gleicher Weise ist die negative Zylinderlinse 22 innerhalb eines kreisförmigen Zahnkranzes 23 be­ festigt. Mit Hilfe eines zwischen den Zahnkränzen 21 und 23 angeordneten Ritzels 25 kann eine gegensinnige relative Drehung der positiven Zylinderlinse 20 gegenüber der negativen Zylin­ derlinse 22 hervorgerufen werden. Dadurch, daß ein identisches Zahnverhältnis zwischen dem Ritzel 25 und dem Zahnkranz 21 einerseits und dem Ritzel 25 und dem Zahnkranz 23 andererseits vorgesehen wird, ist zu erkennen, daß die relative Drehung des Lin­ senelementes 20 gegenüber dem Linsenelement 22 bei einer Drehung des Ritzels 25 gleich, aber entgegengesetzt ist.

Die relative gegensinnige Drehung der Linsenelemente 30, 32 ist genau analog. Typischerweise ist das Linsenelement 30 innerhalb eines kreisförmigen Zahnkranzes 33 befestigt. Ein Ritzel 35 steht sowohl mit dem Zahnkranz 31, als auch dem Zahnkranz 33 im Eingriff und bewirkt eine gegensinnige relative Drehung zwischen den Zahnkränzen, die ein identisches Zahnverhältnis aufweisen.

Die mechanischen Einrichtungen zur Änderung der sphärischen Brechkraft des üblichen galiläischen Fernrohres A sind nicht gezeigt. Derartige mechanische Einrichtungen sind bekannt und müssen hier nicht erläutert werden. Es dürfte ausreichend sein, festzustellen, daß das dargestellte galiläische Fernrohr an sich nicht neu ist, daß es jedoch eine neuartige und nützliche Verwendung in der Kombination des hier gezeigten Augenunter­ suchungsgerätes findet.

Im Gebrauch wird der Patient so angeordnet, wie es durch das Auge des Betrachters O angedeutet ist, das sich auf der optischen Achse 18 befindet. Zunächst wird die sphärische Optik A so eingestellt, daß sich eine optimale sphärische Korrektur für das Auge ergibt. Dies kann typischerweise einfach dadurch erreicht werden, daß der Patient die sphärische Optik des galiläischen Fernrohres A in üblicher Weise einstellt. Danach wird das Ritzel 25 gedreht, bis der betrachtete Gegenstand optimal sichtbar wird. Schließlich wird das Ritzel 35 gedreht, bis die Sicht auf den betrachteten Gegenstand nochmals optimal wird.

Nach einer Einstellung des Fernrohres A und der Ritzel 25 und 35 kann eine darauf folgende erneute Einstellung erfolgen. Diese erneute Einstellung wird nicht durch eine wechselseitige Abhängigkeit zwischen den sphärischen und zylindrischen Optiken erforderlich. Vielmehr ergibt die Durchführung der astigmatischen Korrektur für das Auge des Betrachters O eine verbesserte Sehkraft in Bezug auf den Astig­ matismus, die das Auge des Betrachters O in die Lage versetzt, kleinere Verbesserungen der sphärischen Korrektur festzustellen. In gleicher Weise machen kleinere Verbesserungen der sphärischen Korrektur das Auge in Bezug auf den Astig­ matismus empfindlicher für höhere Werte der astigmatischen Korrektur. Alles in allem hat es sich herausgestellt, daß zwei aufeinanderfolgende Einstellungen des Fernrohres und danach der astigmatischen Korrektur normalerweise vollständig genügen, um das Gerät auf die endgültige optische Einstellung zu bringen.

Wenn eine optische Einstellung erfolgt, ist es notwendig, die relative gegensinnige Drehung der Linsenelemente abzulesen. Dies kann dadurch erfolgen, daß ein Zeiger 61 an dem kreisförmigen Zahnkranz 23 und ein Zeiger 63 an dem kreisförmigen Zahnkranz 31 befestigt wird, die so gerichtet sind, daß die Zeigerstellung auf einer dazwischenliegenden Skala D abgelesen werden kann.

Bei Betrachtung der Skala D, die auf dem Gehäuse des Instrumentes nach Fig. 3 dargestellt ist, ist zu erkennen, daß ein Linsensystem mit einer gesamten Brechkraft von 5 Zylinder- Dioptrien dargestellt ist. Eine nähere Betrachtung zeigt, daß der Zeiger 61 von den gepaarten gegensinnig ver­ drehbaren Linsenelementen B und der Zeiger 63 von den gepaarten gegensinnig verdrehbaren Linsenelementen C auf der gleichen Skala abzulesen sind. Typischerweise ist die Skala so ausgelegt, daß sie die Dioptrien-Brechkraft von 0 bis 5 für positive und negative Werte für jeden Markierungsstellring unter Korrektur der natürlicherweise auftretenden Sinus- Verzerrung anzeigt.

In Fig. 3 ist der Zeiger 61, der an dem kreisförmigen Zahnkranz 23 befestigt ist, so dargestellt, daß er auf die Position für minus vier Dioptrien auf der Skala D zeigt. In gleicher Weise ist der Zeiger 63 so dargestellt, daß er auf die +2-Dioptrien-Stellung auf der Skala D seiner festgelegten Position auf dem kreisförmigen Zahnkranz 31 zeigt.

Nachdem die Anzeige auf der Skala D erläutert wurde, müssen nunmehr die erfindungsgemäß erzielten Anzeigen auf einer in cartesischen Koordinaten dargestellten astigmatischen Dar­ stellungen nach Fig. 4 dargestellt werden. Danach wird die Umsetzung der cartesischen Koordinatendarstellung in eine übliche Polarkoordinatendarstellung zur Darlegung der astig­ matischen Korrektur für das Auge erläutert.

Bei Betrachtung der Fig. 4 sei daran erinnert, daß der Zeiger 61 auf eine Stellung für minus 4 Dioptrien zeigte. Der Zeiger 61 zeigt die relative gegensinnige Drehung der Linsenelemente B auf eine negative Dioptrien- Einstellung an. Diese negative Dioptrienanzeige zeigt eine negative Zylinderkorrektur in der vertikalen Richtung in der Darstellung nach Fig. 4 an. Dies entspricht einem Wert von -4 Dioptrien in der negativen X-Achsen-Richtung der Dar­ stellung nach Fig. 4.

In gleicher Weise wurde der Zeiger 63, der an dem relativ rotierenden Linsenelement C befestigt ist, auf eine positiven Einstellung von 2 Dioptrien bewegt. Weil die astigmatische Komponente der Linsenelemente C entlang der 45°-135°-Achse liegt, ist dies einer positiven Einstellung von p in der Y-Achsenrichtung der cartesischen Koordinaten­ darstellung nach Fig. 4 äquivalent, wobei daran erinnert wird, daß der Winkel der Zylinderdarstellung um den Faktor 2 gedehnt wurde.

Die cartesische Koordinatendarstellung wird in den üblichen Zylinderlinsenwinkel umgewandelt. Der Zylinderlinsenwinkel wurde jedoch um den Faktor 2 verdoppelt oder mit diesem multipliziert. Somit erscheint in der in Fig. 4 gezeigten Darstellung ein Winkel von 180° der zylindrischen Linsendrehung über einem Winkel von 360° der tatsächlichen Polar­ koordinatendarstellung.

Aus Fig. 4 ist zu erkennen, daß die Einstellung von minus 4 Dioptrien der gegensinnig verdrehbaren zylindrischen Linsen­ elemente B und die Einstellung von 2 Dioptrien der Zylinder­ linsenelemente C zu einer Zylinderlinseneinstellung von 4,5 Dioptrien unter einem Winkel von angenähert 76° geführt hat.

Diese spezielle Linseneinstellung ist eine extreme Linsen­ einstellung. Es sind nur sehr wenige optische Korrekturen erforderlich, die so stark sein müssen. Diese spezielle Darstellung ist hier angegeben, damit die Polarkoordinatendarstellung nach der Erfindung erläutert und verstanden werden kann.

Es ist für den Fachmann zu erkennen, daß die hier verwendete spezielle Form der cartesischen Koordinaten einen zu­ sätzlichen Vorteil aufweist. Speziell bei einer Brechkraft mit kleiner Dioptrienzahl wird die übliche Polarkoordinaten­ system-Verschreibung von astigmatischen Linsen unzweckmäßig. Ihr Nachteil beruht auf dem Fehlerbereich und der Tatsache, daß der Fehler in Bezug auf die Winkeldrehung ansteigt, wenn Zylinderlinsenkorrekturen mit kleinem Dioptrienwert erforderlich sind.

Ein Beispiel für diesen Fehler, der bei diesen Koordinaten aufgezeichnet wird, kann hilfreich sein.

Es sei angenommen, daß die Zeiger 61 und 63 der gegensinnig rotierenden Linsenelemente B und C jeweils auf eine Korrektur von einem positiven Dioptrienwert von 1/2 eingestellt wurden. Es sei weiterhin angenommen, daß die Meßunsicherheit plus oder minus 1/2 Dioptrie betragen würde.

Aus Fig. 4 ist zu erkennen, daß die gegensinnige Dreh­ stellung für die Linsenelemente B und C von einer halben Dioptrie bei 70 eingezeichnet wurde. Weiterhin wurde der Bereich des möglichen Fehlers bei diesem Wert von 1/2 Dioptrie bei 72 eingezeichnet. Unter der Annahme, daß der Sichtfehler des Patienten bei der astigmatischen Korrektur an irgendeine Stelle innerhalb des Kreises 72 fallen könnte, ist zu erkennen, daß die Polarkoordinatendarstellung große Fehler bei der Win­ kelverschreibung hervorruft. Wenn beispielsweise angenommen wird, daß der Wert des Instrumentes irgendwo in den Kreis 72 fällt, so könnte der Winkel dieses Kreises irgendwo in dem Bereich zwischen 11,2° und 33,7° liegen.

Es wird weiterhin daran erinnert, daß in der tatsächlichen physi­ kalischen Praxis bei einer Drehung des zylindrischen Linsen­ elementes zur Erzeugung einer Einstellung von 1/2 Dioptrie der Ablauf der Bestimmung, wann die Sehkraft des Auges tatsächlich verbessert ist, sehr schwer wird. In der Praxis hat es sich herausgestellt, daß relativ große Drehbewegungen über eine große Anzahl von Graden erforderlich sind, um die ge­ wünschte visuelle Korrektur in Bezug auf den astigmatischen Eingang einzugrenzen.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist zu erkennen, daß die hier beschriebene Erfindung einen Synergismus aufweist, der nicht unmittelbar ersichtlich ist. Zunächst ist, wie es her­ vorgehoben wurde, der astigmatische Wert der gegensinnig verdrehbaren positiven und negativen Zylinderlinsen B und C jeweils unabhängig von der in der Kombination verwendeten sphärischen Optik. Zweitens wurde, was zumindest genauso wichtig ist, ein neues Verschreibungssystem, das grafisch in Fig. 4 dargestellt ist, entwickelt. Durch Zusammenfassen der unabhängigen optischen Komponenten der gegensinnig verdrehbaren Zylinderlinsen B und der gegensinnig verdrehbaren Zylinderlinsen C auf Achsen mit einem Abstand von 90° wird die bisher verwendete Polarkoordinatenvereinbarung in ein cartesisches Koordinatensystem umgewandelt. Dieses cartesische Koordina­ tensystem ist nicht nur in einfacher Weise in die ältere und üblichere zylinderoptische Beschreibung des Drehwinkels und der Dioptrinbrechkraft umwandelbar, sondern es kann außerdem als Verfahren an sich verwendet werden, um die astigmatische optische Korrektur zu beschreiben. Weiterhin, wie es in der Darstellung des Punktes 70 und des Fehlerkreises 72 dargestellt wurde, hat die Drehung einer Zylinderlinse mit niedriger Brechkraft eine potentielle Unsicherheit in dem groben Wert, der durch die Darstellungen bei 11,2° und 33,7° in Fig. 4 dargestellt wurde, während die cartesischen Koordinaten eine gleichförmige Unsicherheit für alle Korrekturwerte aufweisen.

Es wurde in Bezug auf die Fig. 1 bis 3 darauf hingewiesen, daß die gegensinnig verdrehbaren Zylinderlinsenpaare lediglich eine Möglichkeit zur Ausführung der Erfindung darstellen. Al­ ternativ kann die Erfindung mit anderen veränderbaren sphärischen Optiken und veränderbaren astigmatischen Optiken ausgeführt werden. Insbesondere kann die Erfindung, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, mit zwei Linsen ausgeführt werden, und zwar einer veränderlichen sphärischen Linse und einer weiteren veränderlichen astigmatischen Linse. In gleicher Weise ist in den Fig. 6 bis 8 die Ausführung der Erfindung mit gepaarten veränderlichen sphärischen Linsen und gepaarten veränderlichen astigmatischen Linsen dargestellt.

In Fig. 5 ist eine optische Achse 80 dargestellt, die durch ein veränderliches sphärisches Linsenelement F und ein verän­ derliches astigmatisches Linsenelement G hindurchläuft.

Das spezielle hier dargestellte veränderliche sphärische optische Linsenelement ist in der US-Patentschrift 33 05 294 und in der US-Patentschrift 35 07 565 beschrieben. Aus Gründen der Kürze sollen diese langen Beschreibungen hier nicht wiederholt werden. Es dürfte genügen, anzugeben, daß durch Bewegen des veränderbaren sphärischen Linsenelementes F entlang der Achse 82 die sphärische Brechkraft sich von einer veränderlichen positiven Brechkraft in der unteren linken Ecke des Linsenelementes zu einer veränderlichen negativen Brechkraft in dem oberen rechten Teil des Linsenelementes ändert. Es ist verständlich, daß ein Sichtweg 84 hier durch ein neutrales Segment gezeigt ist, das im Mittelpunkt der Linse entlang der Achse y = 0 liegt. Wenn sich der Abstand zwischen dem ausgewählten durch das Linsenelement gewählten Blickpunkt und dem neutralen Segment vergrößert, und zwar entweder in der positiven oder negativen Richtung, so wächst die Brechkraft des sphärischen Linsenelementes mit veränderlicher Brechkraft entsprechend entweder in positiver oder negativer Brechkraft an.

Wie es insbesondere in der US-Patentschrift 35 07 565 aus­ geführt ist, können zwei wichtige Feststellungen über diese Linse getroffen werden. Erstens sollte der Blickweg auf ein kleines diskretes Linsenelement durch die Linse beschränkt werden. Anderenfalls erfolgt die Änderung innerhalb des ver­ wendeten Linsensegmentes mit sich daraus ergebenden Verzerrungen.

Zweitens sollte der Verschiebungsweg lediglich entlang der Achse 82 oder entlang der Achse y = 0 gewählt werden. Ande­ renfalls würde sich eine unerwünschte astigmatische Nebenwirkung durch die sphärische Optik ergeben.

Das Linsenelement G ist ausführlicher in der Deutschen Offenlegungsschrift 23 13 223 beschrieben.

Eine anamorphotische Linse G erzeugt eine veränderbare Zylinderlinsenbrechkraft und eine veränderbare Zylinder­ linsendrehung, abhängig vom gewählten Durchblickpunkt. Die Zylinderbrechkraft und -drehung ist eine Funktion des Verschiebungsabstandes und des Winkels eines Blickpunkt-Segmentes auf der Linse, ausgehend von einem neutralen Blickpunkt-Segment auf der Linse.

Das Linsenelement G kann in Form einer Dickengleichung definiert werden. Es ist ein transparentes Linsenmedium gewählt, das zwei im wesentlichen parallele optische Grenz­ schichten auf jeder Seite aufweist, zwischen denen das trans­ parente optische Medium der Linse liegt. Es wird eine willkürliche "optische" Achse gewählt, die sich durch die optischen Grenzschichten und durch das transparente optische Medium im wesentlichen senkrecht zur Ebene der optischen Grenzschichten erstreckt. Unter Verwendung eines orthogonalen Systems von X-, Y- und Z-Achsen wird die optische Achse der Linse als die Z-Achse gewählt und die effektive optische Dickenänderung t wird parallel zu dieser Achse gemessen. Die optische Dicke des Linsenelementes ändert sich über seine Oberfläche. Diese Dickenänderung schließt eine effektive optische Dickenänderung (t) ein, die durch die Linsengleichung in cartesischen X- und Y-Koordinaten definiert ist und in der die charakteri­ sierenden Ausdrücke wie folgt sind:

Dabei ist:

X der Abstand entlang der X-Achse, Y der Abstand entlang der Y-Achse, A eine Konstante, die den Wert der Linsen- Brechkraftänderung über die Linsenoberfläche darstellt und t die optische Dicke als die effektive Linsendicke parallel zur optischen Achse,

wobei sowohl die geometrische Dicke des Linsenelementes in der mittleren Richtung der durch die Linse hindurchlaufenden Lichtstrahlen, als auch der Brechungsindex des Materials, aus dem das Linsenelement geformt ist, berücksichtigt ist.

In bezug auf die optische Dicke kann, wenn das Linsen­ material einen gleichförmigen Brechungsindex aufweist, t (optische Dicke) als das Produkt der geometrischen Dicke multipliziert mit dem Brechungsindex angenommen werden. Ent­ sprechend müssen bei Änderungen des Brechungsindex kompensierende Änderungen der geometrischen Dicke gegeben sein.

Es sei darauf hingewiesen, daß die hier definierte Linsendicke eine Dickenänderung ist, die sich von Stelle zu Stelle über die gesamte Linse ändert. Diese Änderung hängt von der X- Y-Verschiebung eines Punktes auf der Linse gegenüber einem Bezugs-Nullpunkt ab.

Es dürfte verständlich sein, daß die hier beschriebene Linse in Bezug auf praktisch irgendeine bekannte Oberfläche erzeugt werden kann. Diese Oberfläche muß nicht die Form einer Stirnfläche einer Linse aufweisen. Vielmehr kann die Oberfläche eine imaginären Oberfläche entweder innerhalb des Materials der Linse, außerhalb des Materials der Linse, oder teilweise innerhalb und teilweise außerhalb des Materials der Linse sein. Selbstverständlich ist es erforderlich, daß eine Dickenänderung in dem optischen Element vorhanden ist, die der richtigen Dimensionsbeziehung der vorstehenden Gleichung folgt.

Zusätzlich zu den angegebenen Ausdrücken der Gleichung der Linse kann die Dickengleichung der Linse andere optische Ausdrücke aufweisen, vorausgesetzt, daß diese optischen Ausdrücke keine Potenz von X oder Y, die höher als die zweite Potenz ist, oder keine Potenz von XY höher als die erste Potenz enthalten, die einen Koeffizienten aufweisen, der Dickenänderungen von beträchtlicher Größe gegenüber denen aufweist, die von der Konstante A hervorgerufen werden. Somit kann die vollständige Linsengleichung wie folgt geschrieben werden:

wobei B, C, D, E, F und G Konstanten sind, die irgendeinen praktischen Wert unter Einschluß von 0 aufweisen können.

In den Fällen (wie z. B. in den Fig. 6, 7 und 8) in denen die beiden veränderlichen Linsenelemente zusammen verwendet werden, müssen die Werte von B, C, D, E, F und G in der Dicken­ gleichung für die beiden Elemente nicht gleich sein. Die Größe von A sollte in beiden Gleichungen gleich sein, doch kann ein Element mit dem gleichen Vorzeichen umgedreht verwendet werden.

Es ist außerdem möglich, die erfindungsgemäße Gleichung in Polarkoordinaten auszudrücken. Ein derartiger Ausdruck hat den Wert:

wobei t die vorstehend beschriebene optische Dicke, A eine Konstante, die den Wert der Linsenbrechkraftänderung über die Linsenoberfläche darstellt, und r und R Polarkoordinaten eines speziellen Elementes des Bereiches sind.

Durch Auswahl eines vorher ausgewählten Betrachtungs-Segmentes durch die veränderliche astigmatische Linse G können gegensinnig rotierende Zylinder nachgebildet werden. Speziell kann durch Verschieben der Linse entlang der Achse 87 der Astigmatismus entlang der vertikalen und horizontalen Richtungen geändert werden, wie dies durch die in Fig. 7 beschriebene Achse an­ gedeutet ist. Eine derartige Verschiebung ist genau analog zur gegensinnigen Drehung der Linsenelemente B nach den Fig. 1 und 2. In gleicher Weise kann durch Verschieben der Linse entlang der Achse 88 ein Astigmatismus unter einem Winkel von 45° gegenüber der horizontalen und der vertikalen Richtung nachgebildet werden. Dies ist genau analog zur gegensinnigen Drehung der Linsenelemente C nach den Fig. 1 und 2.

Wie im Fall des veränderbaren sphärischen Linsenelementes F erfordert das veränderbare astigmatische Linsenelement G, daß lediglich ein kleines und diskretes Segment seiner Betrachtungs­ oberfläche für einen Blickweg verwendet wird. Andernfalls ergibt sich eine unerwünschte Verzerrung von erheblichem und veränderlichem Astigmatismus in dem Betrachtungsbereich.

Es dürfte verständlich sein, daß die Verschiebung des Betrach­ tungssegmentes 84 entlang der Achse 82 des veränderlichen sphärischen Linsenelementes F direkt proportional zur gewünschten sphärischen Korrektur ist.

In gleicher Weise ist die Verschiebung des Betrachtungssegmentes 86 entlang der Achse 87 oder der Achse 88 oder einer Komponente dieser Richtungen direkt proportional zu dem zu erzielenden astigmatischen Eingang. Eine derartige Verschiebung entlang der Achsen 87 und 86 kann direkt in eine Darstellung wie in Fig. 4 dargestellt entlang der X- bzw. Y-Achse umgewandelt werden, um die resultierende Dioptrien-Brechkraft und den Winkel der erzielten astigmatischen Korrektur darzustellen.

In der Praxis hat es sich herausgestellt, daß relativ große Linsenelemente erforderlich sind, wenn das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 verwendet wird. Dies ergibt sich daraus, daß kleinere Linsenelemente einen stärker veränderlichen Oberflächenbereich in dem Betrachtungssegment aufweisen, was soweit geht, daß erhebliche unerwünschte sphärische oder astigmatische Verzerrungen auftreten. Entsprechend hat es sich, wie es in den US-Patentschriften 33 05 294 und 35 07 565 sowie der Deutschen Offenlegungsschrift 23 13 223 angegeben ist, als wünschenswert herausgestellt, die veränderlichen sphärischen Linsen und die veränderlichen astigmatischen Linsen aneinander zu legen, um ein kompakteres optisches Gerät zu schaffen. Ein derartiges Gerät ist in Fig. 7 dargestellt.

In der auseinandergezogenen Darstellung nach Fig. 7 ist ein Okular 90 an einer optischen Abschirmung 92 befestigt, wobei Ska­ lenablesungsschlitze 93 und 94 in die Seiten und die Oberseite der Abschirmung eingeschnitten sind, wie dies dargestellt ist. Typi­ scherweise betrachtet ein Patient durch das Okular 90 eine Lesetafel R (siehe Einzelheit nach Fig. 8).

Innerhalb des Gehäuses 95 ist eine veränderbare sphärische Optik A befestigt. Typischerweise sind zwei veränderliche sphärische Linsenelemente aneinandergelegt und werden relativ zueinander bewegt, wie dies in der US-Patentschrift 33 05 204 beschrieben ist. Ein Element ist an einer Zahnstange 96 befestigt, während das andere Element an einer Zahnstange 98 befestigt ist. Durch Gegenüberstellung der Zahnstangen und durch Drehen eines Ritzels 100 kann eine relative gleiche entgegengesetzte Auf- und Abbewegung zwischen den beiden aneinanderliegenden sphärischen Linsenelementen mit veränderlicher Brechkraft erfolgen.

Wie es ausführlicher in den US-Patentschriften 33 05 294 und 35 07 565 beschrieben ist, werden veränderbare sphärische Brechkraftwerte entlang der optischen Achse 102 des Gerätes bei einer relativen Auf- und Abbewegung zwischen den an Zahnstangen befestigten sphärischen Brechkraft-Linsenelementen erzeugt. Die sphärische Brechkraftkomponente kann an einer Skala abgelesen werden, wie sie beispielsweise im einzelnen in Fig. 9 dargestellt ist (der Blick auf diese Skala ist in den Fig. 7 und 8 verdeckt).

Genauso wie die relative Bewegung zwischen den Linsen­ elementen mit veränderlicher sphärischer Brechkraft eine veränderliche sphärische Brechkraft ergibt, ergibt eine relative Bewegung zwischen den gegenüberliegenden anein­ anderliegenden Segmenten einer veränderlichen anamorphotischen Linse eine veränderliche anamorphotische Brechkraft. Dies wird am besten dadurch verständlich, daß auf die anamorphotischen Einzelheiten der Linsen nach Fig. 6 und danach auf die beiden Linsenelemente 120 und 122 des Gerätes nach Fig. 7 Bezug genommen wird.

In Fig. 6 sind zwei Linsen 106 und 107 mit veränderlicher astigmatischer Brechkraft in Gegenüberstellung gezeigt. Es ist für die Zwecke dieser Beschreibung ausreichend, darzulegen, daß, wenn diese gegenübergelegten Linsenelemente im Strahlengang angeordnet sind und wenn eines dieser Elemente bezüglich des anderen Elementes seitlich verschoben wird, wobei die relative Drehausrichtung beider Linsenelemente 106, 107 aufrechterhalten wird, ein veränderbarer astigmatischer Effekt erzielt wird. Weiterhin ist dieser Effekt über die überlappten Teile beider Linsen gleichförmig.

Es ist wichtig, zu bemerken, daß, genau wie im Fall eines einzigen anamorphotischen Linsenelementes G, die beiden gegen­ übergestellten anamorphotischen Linsen 106 und 107 jeweils Zylindereffekte erzeugen, die identisch zu dem Zylindereffekt sind, der in Bezug auf die gegensinnig rotierenden gleichen und entgegengesetzten Zylinderlinsen B und C nach den Fig. 1 und 2 ist.

Um Abmessungen des Linsenelementes zu verringern, umfaßt das Linsenelement 120 einen horizontalen Streifen, der dem veränderlichen astigmatischen Linsenelement 106 nach Fig. 6 entnommen wurde. In gleicher Weise umfaßt das Linsen­ element 122 einen vertikalen Streifen, der dem veränderlichen astigmatischen Linsenelement 107 entnommen wurde.

In Fig. 7 ist das Linsenelement 122 auf einer vertikalen Zahnstange 125 befestigt, die von einem Ritzel 127 betätigt wird. Eine Skala 128, die an einem Zeiger 129 abgelesen wird, ermöglicht die Messung der Verschiebung der Zahnstange 128 gegenüber der Befestigung für die Zahnstange 130.

Die Befestigung des veränderbaren astigmatischen Linsen­ elementes 120 ist ähnlich. Grundsätzlich wird eine Zahnstange 135 von einem Ritzel 137 betätigt. Eine Skala 138, die an einem Zeiger 139 auf einem Körperteil 140 abgelesen wird, der typischerweise starr an dem Körperteil 130 befestigt ist, zeigt die Größe der Verschiebung des veränderlichen astigmatischen Linsenelementes 120 an.

Eine alternative Ablesung der relativen Verschiebung der veränderlichen astigmatischen Linsenelemente ist mit den be­ schriebenen Linsenelementen möglich. Ein Markierungspfeil 145, der an einem beweglichen Linsenelement befestigt ist, zeigt auf einer an dem anderen Linsenelement befestigten Skala 150 die relative Verschiebung der beiden optischen Elemente an. Durch die Verwendung einer Skala, die mit der in Fig. 4 gezeigten und erläuterten identisch ist, kann die astigmatische Korrektur entweder in cartesischen Koordinaten abgelesen werden, wie dies durch das verbesserte erfindungsgemäße Verfahren angegeben ist, oder alternativ kann diese Korrektur in üblicheren Dioptrien-Brechkraft- und Winkeldrehungs-Koordinaten abgelesen werden, die für eine astigmatische Brillenglas-Verschreibung verwendet werden.

In Fig. 8 ist eine Einzelheit im Seitenaufriß auf das zusammen­ gesetzte Gerät dargestellt. Typischerweise blickt ein in das Okular 90 blickender Patient entlang eines Blickweges 102 auf eine Prüftafel R. Durch aufeinanderfolgendes Betätigen des Ritzels 100, des Ritzels 127 und danach des Ritzels 137 kann eine Augenkorrektur erzielt werden. Wie im Fall des weiter oben erläuterten optischen Gerätes nach Fig. 3 kann eine aufeinanderfolgende erneute Einstellung des Ritzels 100, des Ritzels 127 und des Ritzels 137 erwünscht sein, weil die verbesserte Sehkraft das Auge des Patienten P gegenüber einer verbesserten astigmatischen Sehkraft empfindlicher macht.

Es dürfte verständlich sein, daß das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Gerät und das in den Fig. 7 und 8 dargestellte Gerät jeweils seinen eigenen speziellen Vorteil aufweist. Im Fall des in den Fig. 1 bis 3 darge­ stellten Gerätes kann dieses in einfacher Weise auf ein binokulares Gerät umgestellt werden, wobei 12 Stücke aus Glas praktisch alle vorkommenden sphärischen und astigmatischen Brillenglaswerte nachbilden können. Aufgrund der Tatsache, daß sechs Stück von sich relativ bewegenden Glasbauteilen für jedes Okularsystem erforderlich sind, muß das Gerät nach dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 eine gewisse Länge aufweisen. Das in den Fig. 7 und 8 dargestellte Gerät muß keine verhältnismäßig große Länge aufweisen. Das Gerät nach den Fig. 7 und 8 hat jedoch eine beträchtliche Breite senkrecht zur Blickrichtung 102. Dieses Gerät, wie es hier gezeigt ist, führt jedoch einen optischen Keil in das Blickfeld des Betrachters ein, der von der relativen Verschiebung der Elemente 120 und 122 abhängig ist. Dieses Gerät ist daher nicht besonders für die Einfügung in ein binokulares augenheilkundlisches Gerät wünschenswert.

In der vorliegenden Beschreibung wurden drei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es ist ver­ ständlich, daß andere Ausführungsformen möglich sind, ohne daß der Grundgedanke der Erfindung verlassen wird. Beispielsweise kann praktisch jede Vorrichtung zur Änderung der Zylin­ derbrechkraft von Linsen gegenüber einer Linie im wesentlichen senkrecht zu einem Blickweg anstelle jeder der gegensinnig rotierenden Zylinderlinsen B und C nach den Fig. 1 und 2 eingesetzt werden. In gleicher Weise können verschiedene Kombinationen von veränderbaren sphärischen Optiken verwendet werden. Zusätzlich können verschiedene Prüftafeln und Formen von Prüftafeln, die an sich bekannt sind, entweder durch Befestigung an dem Gerät oder alternativ durch übliche Befestigung an der Wand in einem bestimmten Abstand von dem optischen Gerät verwendet werden.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Erzeugen veränderbarer astigmatischer Linsenbrechkraft mit einer ersten Linsenanordnung (B), die im Lichtweg (optische Achse 18) angeordnet ist und eine veränderbare astigmatische Linsenbrechung in einer ersten Richtung senkrecht zum Lichtweg bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Linsenanordnung (C) vorgesehen ist, die vor oder nach der ersten Linsenanordnung im Lichtweg (18) angeordnet ist und eine veränderbare astigmatische Linsenbrechung in einer zweiten Richtung senkrecht zum Lichtweg (18) bewirkt, und daß die erste Linsenanordnung (B) gegenüber der zweiten Linsenanordnung (C) um den Lichtweg (18) derart gedreht ist, daß eine erste gedachte, durch den Lichtweg (18) und die erste Linsenbrechungsrichtung aufgespannte Ebene und eine zweite gedachte, durch den Lichtweg (18) und die zweite Linsen­ brechungsrichtung aufgespannte Ebene weder zusammenfallen, noch aufeinander senkrecht stehen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Ein­ richtungen (A) zum Erzeugen einer veränderbaren sphärischen Brechkraftkomponente entlang des Lichtwegs (18).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Linsenanordnung (B) positive und negative gegensinnig verdrehbare Zylinderlinsen (20, 22) einschließt, und daß die zweite Linsenanordnung (C) positive und negative gegensinnig verdrehbare Zylinderlinsen (30, 32) einschließt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Linsenanordnung (B) mindestens ein erstes Lin­ senelement (G) aufweist, das im wesentlichen senkrecht zum Lichtweg (18) entlang einer ersten Richtung bewegbar ist, daß das erste Linsenelement (G) zwischen seinen optischen Grenzschichten eine Änderung der effektiven optischen Dicke aufweist, die durch den Ausdruck definiert ist, worin X und Y die Variablen eines cartesischen Koordinatensystems darstellen, das im wesentlichen parallel zu den Grenzschichten und somit im wesentlichen senkrecht zum optischen Lichtweg (18) angeordnet ist, und A eine Konstante darstellt, die den Wert der Linsen- Brechkraftänderung über die Linsenoberfläche darstellt, und daß das erste Linsenelement (G) auch Bestandteil der zweiten Linsenanordnung (C) ist, und entlang einer zweiten Richtung bewegbar ist, die im wesentlichen senkrecht zum Lichtweg (18) und im wesentlichen senkrecht zur ersten Richtung verläuft (Fig. 5).

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Linsenanordnung (B, C) gegeneinander so ausgerichtet sind, daß die erste und zweite imaginäre Ebene einen Winkel von genau 45° einschließen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Erzielung gegensinniger Drehungen einer ersten und einer zweiten Zylinderlinse (20, 22) der ersten Linsenanordnung (B) vorgesehen ist, um eine veränderbare positive und negative astigmatische Linsenbrechkraft entlang einer ersten Achse im wesentlichen senkrecht zum Lichtweg (18) und eine ver­ änderbare negative und positive astigmatische Linsenbrechkraft entlang einer zweiten zum Lichtweg (18) und zu der ersten Achse im wesentlichen senkrechten Achse zu erzeugen, daß eine weitere Einrichtung zur Erzielung gegensinniger Drehungen einer dritten und einer vierten Zylin­ derlinse (30, 32) der zweiten Linsenanordnung (C) vorgesehen sind, um eine veränderbare positive und negative astigmatische Linsenbrechkraft entlang einer dritten zum Lichtweg (18) im wesentlichen senkrechten Achse und eine veränderbare negative und positive astigmatische Linsen­ brechkraft entlang einer vierten Achse im wesentlichen senkrecht zum Lichtweg (18) und der dritten Achse zu erzeugen, daß die erste und zweite Zylinderlinse (20, 22) bezüglich ihrer Achslagen zusammen gegenüber der dritten und der vierten Zylinderlinse (30, 32) so angeordnet sind, daß durch die erste bzw. die zweite Achse und jeweils eine dem Lichtweg (18) entsprechende Achse aufgespannte imaginäre erste Ebenen nicht mit zweiten imaginären Ebenen zusammenfallen, die durch die dritten und vierten im wesentlichen senkrechten Achsen der dritten bzw. die vierte Zylinderlinse (30, 32) und jeweils die dem Lichtweg (18) entsprechende Achse aufgespannt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Zylinderlinse (20, 22) so gegenüber der dritten und vierten Zylinderlinse (30, 32) ausgerichtet sind, daß die ersten und zweiten imaginären Ebenen sich entlang der dem Lichtweg (18) entsprechenden Achse unter einem Winkel von 45° schneiden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (A) zum Erzeugen einer veränderbaren sphärischen Brechkraft entlang des Lichtwegs (18).

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch mindestens eine Skala (D) zur Anzeige der gegensinnigen relativen Drehung der ersten und zweiten Zylinderlinse (20, 22) und der dritten und vierten Zylinderlinse (30, 32), einen ersten Zeiger (61) zur Anzeige auf einer Seite der Skala, der in Abhängigkeit von der relativen Bewegung zwischen der ersten und der zweiten Zylinderlinse (20, 22) beweglich ist, um die gegensinnige relative Drehung der Zylinderlinsen (20, 22) anzuzeigen, und einen zweiten Zeiger (63) zur Anzeige auf der anderen Seite der Skala (D), der in Abhängigkeit von der gegensinnigen relativen Drehung der dritten und der vierten Zylinderlinse (30, 32) beweglich ist (Fig. 3).

10. Augenuntersuchungsgerät zum Ermitteln des Brechkraftfehlers, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Linse vorgesehen ist, deren maximale Linsendickenänderung kleiner als der halbe Linsendurchmesser ist, daß die Linsendicke in Richtung der optischen Achse von einer Bezugsoberfläche aus gemessen, durch den Ausdruck: A (XY² + 1/3 X³) + DX + Edefiniert ist, worin X und Y Variable eines cartesischen Koordinatensystems in einer Ebene senkrecht zur optischen Achse darstellen, A eine die Linsenbrechkraftänderung in der X-Richtung darstellende Konstante ist, D eine den Koeffizienten eines Prismas darstellende Konstante ist, die auch einen Wert von 0 aufweisen kann, und E eine Konstante ist, die die Linsendicke an der optischen Achse darstellt, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die ein Betrachtungselement bildet, daß eine erste Verschiebungs­ einrichtung vorgesehen ist, mit der eine seitliche Bewegung der Linse und des Betrachtungssegmentes relativ zu­ einander entlang einer Linie auf der X-Achse durchführbar ist, die durch Y = 0 definiert ist, daß ein zweites Lin­ senelement auf der optischen Achse angeordnet ist, daß das zweite Linsenelement zwischen seinen optischen Grenz­ schichten eine Änderung der effektiven optischen Dicke aufweist, die durch den Ausdruck definiert ist, worin X und Y die Variablen eines cartesischen Koordinatensystems darstellen, das im wesentlichen parallel zu den Grenzschichten und somit im wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse angeordnet ist, und worin B eine Konstante ist, die den Wert der Linsen-Brechkraft- Änderung über die Linsenoberfläche darstellt, und daß eine zweite Verschiebungseinrichtung zum Verschieben des zweiten Linsenelements entlang der optischen Achse vorgesehen ist, um die Linse gegenüber dem Betrachtungssegment zum Fokussieren des zu betrachtenden Gegenstands für das untersuchte Auge zu verschieben.

11. Augenuntersuchungsgerät zum Ermitteln des Brechkraftfehlers mit einer Anordnung zum Erzielen einer sphärischen Linsenbrechkraft, gekennzeichnet durch ein erstes und ein zweites hintereinander entlang der optischen Achse angeordnetes Linsenelement, von denen jedes zwischen seinen optischen Grenzschichten, die im wesentlichen senkrecht zur optischen Achse angeordnet sind, eine Änderung der effektiven optischen Dicke aufweist, die für das zweite Linsensystem durch den Ausdruck: und für das dritte Linsenelement durch den Ausdruck: definiert ist, worin X und Y die Variablen eines carte­ sischen Koordinatensystems im wesentlichen senkrecht zur optischen Achse darstellen, und worin A eine Konstante ist, die die Linsenbrechkraftänderung pro Einheit der Verschiebung über eine Linsenoberfläche darstellt, eine erste Einrichtung zur Verschiebung des ersten Linsen­ elements quer zur optischen Achse und eine zweite Einrichtung zur Verschiebung des zweiten Linsenelements quer zur optischen Achse.

12. Augenuntersuchungsgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung das erste Linsenelement in einer ersten Richtung im wesentlichen senkrecht zu der optischen Achse verschiebt und daß die zweite Einrichtung das zweite Linsenelement entlang einer zweiten Richtung im wesentlichen senkrecht zur optischen Achse verschiebt, die im we­ sentlichen senkrecht zur ersten Richtung verläuft.