DE2541875C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und Vorrichtungen zur subjektiven Bestimmung des Brechkraftfehlers eines Auges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. der Ansprüche 4 und 7.

Die subjektive Messung des Astigmatismus wurde bisher mit der Fokussierung einer radialen Anordnung speicherartiger Linien durch den Patienten durchgeführt. Die beste sphärische Linsenkorrektur wird bestimmt. Eine zusätzliche sphärische Optik wird zugefügt. Die speichenartige Linie, die am schärfsten erscheint, ist diejenige, die einer der erforderlichen Astigmatismus-Achsen am nächsten ist. Ein negativer Zylinder kann unter 90° zur Richtung der schärferen Linie zugefügt werden, bis alle Linien gleiche Schärfe haben. Der Vorgang kann mit dem Fachmann bekannten Änderungen wiederholt werden. Wenn schließlich die astigmatische Korrektur eine ausreichende Genauigkeit erreicht, können andere Optimierungstechniken wie die Verwendung eines Jackson-Kreuzzylinders eingeführt werden.

Diese bekannten Techniken haben jedoch einige Nachteile. Zuerst muß der Patient von dem Augenprüfer ausreichend instruiert werden, auf das speichenförmige oder anderslinige Testbild zu achten, das die optimale visuelle Erscheinung hat. Der Vorgang der Instruktion des Patienten, so daß er die Instruktionen versteht, ist zeitraubend und für die Teile der Bevölkerung äußerst schwierig. Dies ist auf das Vorhandensein visueller Aberrationen, den Mangel an visueller Koordination oder das Fehlen von Grundintelligenz und Erfahrung (wie z. B. in Falle von kleinen Kindern) zurückzuführen.

Ein zusätzlicher Fehler kann insbesondere bei einer Zylinderbrennweite geringer Dioptrie auftreten.

Schließlich wird der Patient durch seine eigenen erwarteten Vorstellungen hinsichtlich Größe und Form daran gehindert, auf solche üblichen Tests anzusprechen. Die sphärische Einstellung führt zu einer Änderung der Größe, und der Patient, der nicht an die sich ergebende Größenänderung gewöhnt ist, verwechselt die gewünschte optische Klarheit mit dem Verhindern einer unerwünschten Größenänderung. Es kann sich eine fehlerhafte sphärische Brech- oder Sehkraftbestimmung ergeben.

In ähnlicher Weise führen die Zylindereinstellungen zu einer Änderung der Testbildgeometrie. Der Patient, der nicht an die sich ergebende Änderung der Testbildgeometrie gewöhnt ist, verwechselt die gewünschte optische Klarheit mit dem Verhindern einer unerwünschten Änderung der Testbildgeometrie. Fehlerhafte zylindrische Sehkraftbestimmungen können sich ergeben.

Aus der US-PS 37 85 723 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der astigmatischen Linsenbrechkraft bekannt, bei der zunächst ein Hauptmeridian bestimmt werden muß. Danach müssen das Testbild und das optische System bezüglich wenigstens einem Meridian des zu untersuchenden optischen Systems, d. h. des Auges, ausgerichtet werden. D. h. also, daß einem Patienten, der einen Astigmatismus aufweist, eine der beiden astigmatischen Achsen oder Hauptmeridiane bestimmt werden muß. Wenn diese Ausrichtungen auf eine der astigmatischen Achsen oder Hauptmeridiane vorgenommen wurden, wird die astigmatische Korrektur durch Veränderung der astigmatischen Brechkraft vorgenommen. Die sphärische Brechkraft wird hierbei nicht erfaßt.

Aus der US-PS 38 22 932 ist eine Anordnung sowie ein Verfahren bekannt, um den Astigmatismus und die sphärische Brechkraft eines zu untersuchenden optischen Systems, etwa des menschlichen Auges, unabhängig voneinander zu bestimmen. Dazu sind im Strahlengang hintereinander voneinander unabhängig zu betätigende optische Baugruppen mit veränderbarer sphärischer und veränderbarer astigmatischer Brechkraft angeordnet. Im Falle, daß das zu untersuchende optische System das Auge ist, schaut der Patient durch das optometrische Gerät auf eine Buchstabentafel. Zunächst wird mittels der Baugruppe mit veränderbarer sphärischer Brechkraft durch optimale sphärische Korrektur des Auges die sphärische Korrektur bestimmt. Unabhängig von der Ermittlung der sphärischen Brechkraft wird danach die astigmatische Brechkraft durch Einstellung der beiden in einem Winkel zueinander angeordneten Kreuzzylinderpaare ermittelt. Das Testbild, hier eine Buchstabentafel, weist bei dieser Ermittlung die verschiedensten Buchstaben auf, die durch Einstellen der besagten optischen Baugruppen für den Benutzer jeweils auf optimale Schärfe gebracht werden. Die bekannte Vorrichtung ist zwar sehr vorteilhaft, weil die sphärische Brechkraft unabhängig von der astigmatischen Brechkraft auf sehr einfache bequeme Weise bestimmt werden kann. Ein gewisser Nachteil besteht jedoch darin, daß der Patient gleichzeitig die optimale Schärfe für Linien unterschiedlicher Richtung auf dem Anzeigefeld einstellen muß, was für Patienten, insbesondere Kinder, schwierig ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und Vorrichtungen zur Feststellung der Refraktionswerte zu schaffen, bei dem bzw. bei der nicht nur die sphärische Brechkraft unabhängig von der astigmatischen Brechkraft, sondern auch die Komponenten der astigmatischen Brechkraft unabhängig voneinander ermittelt werden können, wobei das Verfahren und die Vorrichtung sowohl hinsichtlich der Funktions- und Bedienungsweise als auch hinsichtliche des apparativen Aufwands bequem bzw. begrenzt sein soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit den Maßnahmen bzw. Merkmalen, die jeweils im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 bzw. der Ansprüche 4 und 7 angegeben sind.

Durch die Erfindung werden ein Verfahren und Vorrichtungen zur subjektiven astigmatischen und sphärischen Sehkraftbestimmung geschaffen. Ein Testbild, das aus einer geraden Linie besteht, wird für maximale Klarheit durch Einstellung einer sphärischen Optik fokussiert, die bewirkt, daß die Linie der Netzhautbetrachtungsebene des Auges nahekommt. Eine Änderung der astigmatischen Korrektur wird längs wenigstens einer Achse diagonal zu der Linie durchgeführt, bis sich die maximale Schärfe der Linie ergibt, und zwar ohne sich ergebende sphärische Änderung und ohne sich ergebende Bewegung des Bildes aus der Netzhautebene des Auges, das geprüft wird. Ein zweites Testbild, das wiederum aus einer geraden Linie besteht, wird zugefügt. Die Zweite Linie ist zu der ersten Linie vorzugsweise unter einem Winkel von 45° geneigt. Es wird eine sphärische Einstellung durchgeführt, um die subjektive Linienschärfe zu erhalten. Eine Änderung der astigmatischen Korrektur wird längs wenigstens einer Achse diagonal zu der Linie durchgeführt, bis sich die maximale Schärfe der Linie ergibt, und zwar ohne sich ergebende sphärische Änderung und ohne sich ergebende Bewegung des Bildes aus der Netzhautebene des Auges. Mittels der Vektoranalyse der beiden astigmatischen Komponenten kann die astigmatische Korrektur entweder auf Cartesischen Koordinaten dargestellt werden (entsprechend einer vor kurzem entwickelten Technik) oder es kann eine Umwandlung in die üblicheren Polarangaben des Astigmatismus unter Verwendung der Zylinderbrennweite und -drehung durchgeführt werden.

Es wurde gezeigt, daß die Messung des Astigmatismus auf zwei Komponenten unter 45° zueinander bestimmt und dargestellt werden kann. Durch Darstellung dieser Komponenten auf einem 360°-Diagramm, kann die Drehung und Brennweite des Zylinders (insbesondere bei einem Zylinder mit geringer Brennweite) leicht bestimmt werden, wie sich aus der US-PS 38 22 932 ergibt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird also als Testbild eine z. B. aus der DE-PS 7 19 075 an sich bekannte, gerade Linie verwendet. Mittels der Baugruppe für die sphärische Korrektur wird die sphärische Brechkraft festgestellt. Danach wird eine von zwei optischen Baugruppen mit veränderbarer astigmatischer Brechkraft so eingestellt, daß der Patient für diese Gerade in dieser bestimmten Richtung die optimale Schärfe sieht. Damit ist die erste von zwei Komponenten der astigmatischen, zu verschreibenden Linsenbrechkraft ermittelt. Wichtig ist dabei, daß diese Einstellung sich nicht auf die andere Astigmatismus-Komponente auswirkt, sondern nur diese erste Komponente ermittelt.

Nachdem die erste Komponente der astigmatischen Korrektur ermittelt wurde, wird eine andere gerade Linie als Testbild genommen, wobei diese neue gerade Linie um einen Winkel gegenüber der ersten Testbild-Geraden gedreht ist.

Zunächst wird auch hier wiederum die sphärische Korrektur dieser neuen Testbildlinie vorgenommen. Wie überraschend festgestellt werden konnte, ist diese sphärische Korrektur die endgültige sphärische Brechkraft-Korrektur für das Brillenglas. Obwohl also noch die zweite Komponente für die astigmetische Korrektur ermittelt werden muß, ist überraschenderweise jetzt schon die sphärische Korrektur endgültig ermittelt.

Danach wird die zweite Komponente für die astigmatische Korrektur mit der zweiten optischen Baugruppe mit veränderbarer astigmatischer Brechkraft ermittelt. Damit sind die gewünschten Brillenwerte ermittelt.

Die Erfindung ermöglicht es also, nicht nur die sphärische Brechkraft unabhängig von der astigmatischen Brechkraft, sondern auch die beiden zur Ermittlung der astigmatischen Brechkraft erforderlichen Komponenten jeweils unabhängig voneinander zu bestimmen, wodurch die Ermittlung des Brechkraftfehlers noch genauer, präziser und schneller erfolgen kann. Für jedes der Testbilder, die jeweils aus geraden Linien bestehen, sind nur zwei optische Komponenten einzustellen, d. h. jeweils die sphärische Komponente und eine von zwei Komponenten zur Ermittlung der astigmatischen Korrektur. Die optimale Einstellung der Schärfe einer geraden Linie ist dabei für den Patienten einfacher, als wenn Buchstaben oder Linien mit unterschiedlicher Orientierung scharf eingestellt werden müssen. Es ist weiterhin von Vorteil, daß man bei der Bestimmung der Brillenstärke das Blickziel nicht auf die Hauptachse des Auges ausrichten oder einjustieren muß.

Ein Vorteil der Bestimmung des Astigmatismus in zwei getrennten Komponenten in Übereinstimmung mit der Vorrichtung und dem Verfahren der Erfindung besteht darin, daß die Einstellung einer Komponente des Astigmatismus die Einstellung der anderen Komponente des Astigmatismus nicht beeinträchtigt.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Einstellung der sphärischen Komponente unabhängig von den beiden astigmatischen Komponenten ist. Die Änderung der sphärischen Sehkraftbestimmung erfordert keine entsprechenden Änderung der beiden ermittelten astigmatischen Komponenten.

Es ist zu beachten, daß die sphärische Sehkraftbestimmung an einer unerwarteten Stelle dieses Tests vollständig festgelegt ist. Unmittelbar vor der Ermittlung der zweiten astigmatischen Komponente wird die sphärische Sehkraftbestimmung festgelegt. Somit besteht die unerwartete Folge der Sehkraftbestimmung dieses Tests darin, daß erstens eine astigmatische Komponente der Korrektur für ein Auge eines Patienten bestimmt wird, zweitens die gesamte sphärische Komponente bestimmt wird, die für die Korrektur des Auges des Patienten notwendig ist und schließlich die restliche astigmatische Komponente für die Korrektur eines Auges des Patienten bestimmt wird.

Zu beachten ist weiterhin, daß jedes Linientestbild eine Einstellung von nur zwei und nicht drei optischen Komponenten erfordert. Jedes Linientestbild erfordert die Einstellung der sphärischen Komponente und derjenigen astigmatischen Komponente, die den Astigmatismus diagonal zu der Richtung des geradlinigen Ziels ändert. Die Einstellung der astigmatischen Komponente, die den Astigmatismus parallel und senkrecht zur Richtung des Linientestbildes ändert, wird nicht durchgeführt.

Ein Vorteil eines jeden Linientestbildes besteht darin, daß es eine Einstellung nur seiner entsprechenden veränderbaren astigmatischen Komponente und der veränderbaren sphärischen Komponente erfordert. Überraschenderweise können diese Einstellungen in beliebiger Reihenfolge durchgeführt werden.

Durch die Erfindung wird auch die Instruktion an den Patienten weitgehend vereinfacht. Der Patient wird nur angewiesen, die Betrachtung einer geraden Linie unter Verwendung diskreter sphärischer und astigmatischer Steuerungen zu optimieren. Die Möglichkeit der Verwechslung mit anderen Abbildungserscheinungen wie Änderungen in Form und Größe ist vollständig beseitigt.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist nicht nur das Ergebnis weitgehend vereinfachter Instruktionen für den Patienten, sondern zusätzlich das Ergebnis der diskreten und unabhängig sphärischen und astigmatischen Einstellungen. Die Einstellung jeder der drei optischen Baugruppen (eine sphärische und zwei astigmatische Baugruppen) ist vollständig unabhängig von den übrigen optischen Einstellungen. Keine in Wechselbeziehung stehende Einstellung ist erforderlich.

Außerdem sollen in Zusammenhang mit der Erfindung vereinfachte geradlinige Testbilder zur Betrachtung durch den Patienten geschaffen werden, wobei die Testbilder stets aus wenigstens einer geraden Linie bestehen.

Ein Vorteil der Verwendung eines geradlinigen Testbilds besteht darin, daß mit einer sphärischen Brennweitenänderung keine störende Vergrößerungsänderung bei Patienten auftritt. Der Patient kann seine Schärfe bezüglich einer geraden Linie ohne störende Größenänderungen durchführen, durch die sein subjektives Ansprechen auf den optischen Test behindert werden könnte.

Ein weiterer Vorteil des geradlinigen Testbilds, das bei der Erfindung verwendet wird, besteht darin, daß bei astigmatischen Korrekturen keine störenden Größenänderungen für den Patienten auftreten. Bei der Betrachtung einer geraden Linie sieht der Patient ein ungeändertes Testbild mit der Ausnahme der Klarheit, mit der das Testbild gesehen wird.

Durch die Erfindung wird ein Instrument mit einem Testbild geschaffen, das zur Messung des Astigmatismus in nur zwei getrennten Komponenten geignet ist.

Ein Vorteil dieses Testbildes besteht darin, daß, während der Astigmatismus in einer Komponente gemessen wird, der Astigmatismusfehler in der übrigen Astigmatismuskomponente vollständig unterdrückt wird. Das Testbild das nur auf eine Komponente des Astigmatismus anspricht, kann diese Komponente des Astigmatismus mit einem hohen Grad an Genauigkeit und mit einem Minimum an Verwechslung bestimmen, da der Test für die jeweilige Astigmatismuskomponente selektiv ist.

Ein weiterer Vorteil der Messung des Astigmatismus in getrennten Komponenten besteht darin, daß ein Diagramm der Komponenten zur Festlegung der endgültigen astigmatischen Sehkraftbestimmung nach Zylinderbrennweite und -drehung leichter und mit einem höheren Grad an Genauigkeit als bisher üblich durchgeführt werden kann.

Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung und des Verfahrens der Erfindung besteht darin, daß leicht ein Handinstrument oder stattdessen ein Instrument, das leicht in ein vorhandenes optisches Testgerät eingesetzt und mit diesem verwendbar ist, geschaffen werden kann.

Eine alternative Lösungsform der gestellten Aufgabe ist im Anspruch 7 angegeben. Ein mehrliniges Testbild, das durch die Zylinderunschärfe von 4 bis 20 Dioptrien erzeugt wird, besteht also aus Punktquellen, die beispielsweise an den drei Spitzen eines Dreiecks angeordnet sind. Durch Verwendung des Zylinders, um die Punktquelle normal zur Basis des Dreiecks unscharf zu machen, und durch Messung des Astigmatismus längs wenigstens einer diagonalen Komponente der Messung, die bezüglich der Achse des unscharfen Zylinders geneigt ist, wird eine Anordnung von beispielsweise drei Linien erzeugt. Da die astigmatische Beobachtung, wenn sie längs einer Komponente der astigmatischen Messung korrigiert wird, dazu führt, daß alle drei unscharfen Linien abstandsgleich voneinander werden, ergibt sich ein astigmatischer Test, der es dem Patienten ermöglicht, eine zentrale unscharfe Linie von den restlichen unscharfen Linien abstandsgleich anzuordnen. Die Fähigkeit, Liniensegmente zu zentrieren bzw. auszurichten, was allgemein als Nonius-Sehschärfe bekannt ist, besitzt ein großer Teil der Bevölkerung.

Die letztgenannte alternative erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe wird also durch ein durch einen Zylinder unscharf gemachtes Linien-Testbild geschaffen, das die Messung des Astigmatismus mit der Nonius-Sehschärfe des Patienten verbindet.

Ein Vorteil der Verwendung der Nonius-Sehschärfe des Patienten für subjektive Messungen des Astigmatismus besteht darin, daß große Teile der Bevölkerung einen hohen Grad an Nonius-Sehschärfe besitzen, und daß die Linienzentrierung eine Information darüber enthält, in welcher Richtung zusätzliche Einstellschritte durchgeführt werden müssen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 bis 12 beispielsweise erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung der Vorrichtung nach der Erfindung, aus der ein Testbild, das Auge eines Patienten, das das Testbild betrachtet und die Korrekturoptiken zwischen dem Testbild und dem Auge des Patienten sowie in ebener Form eine Darstellung der Netzhautebene des Auges des Patienten hervorgehen,

Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung nach der ersten sphärischen Brennweiteneinstellung,

Fig. 3 eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung nach der Bestimmung der ersten Komponente der astigmatischen Korrektur,

Fig. 4 eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung mit einem (vorzugsweise um 45°) gedrehten neuen Testbild, nach der zweiten sphärischen Brennweiteneinstellung,

Fig. 5 eine der Fig. 4 ähnliche Darstellung nach der Bestimmung der astigmatischen Komponente bei Beendigung des Verfahrens,

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform unter Anwendung eines Unschärfezylinders für Punktlichtquellen zum Messen einer Komponente des Astigmatismus des Patienten,

Fig. 7 eine Abbildung, die das Auge des Patienten bei der Ausführungsform nach Fig. 1 sieht, wenn die optimale astigmatische Korrektur erreicht wurde,

Fig. 8 eine der Fig. 7 entsprechende Abbildung, wenn die optimale astigmatische Sehkraftbestimmung nicht erreicht wurde,

Fig. 9 eine Darstellung entsprechend der Vorrichtung der Fig. 6, mit 45° gedrehtem Unschärfezylinder zum Testen der übrigen Komponenten des Astigmatismus des Patienten,

Fig. 10 eine Abbildung, die das Auge des Patienten von dem Testbild durch die Vorrichtung nach Fig. 9 bei astigmatischer Korrektur sieht,

Fig. 11 eine Abbildung desselben Testbildes, wenn die richtige astigmatische Korrektur nicht bestimmt wurde, und

Fig. 12 ein Diagramm zum Ermitteln der erforderlichen zylindrischen Gesamtbrechkraft und Achslage aus den beiden astigmatischen Meßwerten.

Fig. 1 zeigt ein teilweise perspektivisches schematisches Diagramm, aus dem ein Gerät hervorgeht, das für die Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung verwendet werden kann. Betrachtet man die perspektivische und schematische Darstellung von links nach rechts, so ist ein Testbild T, bestehend aus einer geraden Linie 14, als erstes dargestellt. Typischerweise ist die gerade Linie 14 eine Linie von einer Bogenminute oder weniger für das Auge des Patienten (diese Abmessung liegt bei dem Maximum der visuellen Schärfe des Auges), obwohl gröbere Testbilder ebenfalls zweckdienlich sein können. Das Testbild T kann auf irgendeine übliche Art, von dem üblichen Augendiagramm bis zu Projektoren und dergleichen, erzeugt werden.

Der Patient P, der schematisch durch das Auge 15 dargestellt ist, sieht das Testbild T durch Korrekturoptiken. In Abhängigkeit von seiner visuellen Klarheit des Ziel T, das er betrachtet, werden aufeinanderfolgend das sphärische Optiklinsenpaar 16 (als erstes), das erste astigmatische Linsenpaar 18, das sphärische Optiklinsenpaar 16 (als zweites) und schließlich das zweite astigmatische Linsenpaar 20 eingestellt.

Sphärische Optiklinsenpaare 16 sind bekannt (US-PS 33 05 294, US-PS 35 07 565).

Das sphärische Optiklinsenpaar 16 wird in Abhängigkeit von den subjektiven Anweisungen des Patienten über die visuelle Schärfe des Testbildes T relativ verstellt. Die sphärischen Optiken werden schrittweise kontinuierlich verstellt, um durch die relative Verstellung eines Linsenelements 16 zu dem anderen Linsenelement 16 entweder eine positive sphärische oder eine negative sphärische Brennweite zu erzielen.

Astigmatische Optiken 18 und 20 sind an sich bekannt (US-PS 37 51 138).

Bezüglich der Linsenpaare 16, 18 und 20 ist zu berücksichtigen, daß diese extrem komplexe optische Flächen sind. Diese extrem komplexen Flächen sind hier schematisch als flache Glasstücke gezeigt. Ihre komplexen Flächen sind aus den US-PS 33 05 294, 35 07 565 und 37 51 138 ersichtlich.

Das erste astigmatische optische Linsenpaar 18 wird in Abhängigkeit von den subjektiven Anweisungen des Patienten hinsichtlich der Schärfe des Testbildes T relativ verstellt. Das erste astigmatische Linsenpaar 18 ändert die astigmatische Brennweite von positiv nach negativ längs der einen Diagonalen und gleichzeitig die astigmatische Linsenbrennweite von negativ nach positiv längs der anderen Diagonalen. Eine entgegengesetzte relative horizontale Bewegung ruft entgegengesetzte astigmatische Einstellungen hervor.

Es sollte hierbei erwähnt werden, daß ein großer Teil der mechanischen Ausrüstung, die verwendet werden kann, um den Betrieb dieser Ausführungsform der Erfindung zu unterstützen, an anderer Stelle offenbart ist. Z. B. ist das Gerät zur Durchführung einer gleichen und entgegengesetzten Bewegung der Linsenpaare 16, 18 und 20 in der US-PS 38 74 932 beschrieben.

Ebenso wird später beschrieben, daß die relative Bewegung eines jeden der drei Linsenpaare in der Lage ist, optische Sehkraftbestimmungen durchzuführen. Der Mechanismus zur Fernerzeugung der beiden eingestellten sphärischen und astigmatischen Ausgangssignale ist in der US-PS 38 22 932 beschrieben.

Vor der weiteren Beschreibung der Erfindung wird zunächst ein Gesichtspunkt der ersten Ausführungsform erläutert, die in den Fig. 1 bis 5 gezeigt ist. Die veränderbaren Astigmatiklinsenpaare 18 und 20 sind von der Art, daß sie rechtwinkling gekreuzte positive und negative Astigmatiklinsenbrennweiten längs zueinander normaler Achsen erzeugen (Kreuzzylinder). Obwohl die hier gezeigten Linsenelemente vorzugsweise verwendet werden, ist es offensichtlich, daß andere Linsen und optische Geräte zur Erzeugung dieser Wirkung verwendet werden könnten, vergleiche beispielsweise die US-PS 38 22 932.

Nachdem die sehr einfachen Mechanismen der Erfindung erläutert wurden, kann nun die Arbeitsweise des Verfahrens und der Vorrichtung zur Durchführung des subjektiven Augentest der Erfindung zuerst anhand der sich auf den Astigmatismus beziehenden optischen Grenzen erläutert werden.

Zuerst wird erläutert, weshalb nur geradlinige Testbildfiguren, die vorzugsweise aus einer einzigen geraden Linie oder wenigstens mehreren parallelen geraden Linien bestehen, verwendet werden.

In Fig. 1 ist das Testbild T als eine einzige gerade Linie 14 mit übertriebener Breite gezeigt, die sich in der vertikalen Richtung erstreckt. Eine imaginäre Linie 24, die sich in unterbrochenen horizontalen Linien erstreckt, strichpunktliniert ist ebenfalls dargestellt. Der Brennpunkt dieser Linien relativ zu der imaginären und schematisch gezeigten Netzhautebene 26 des Auges 15 des Patienten P erleichtert das Verständnis der Funktion der veränderbaren astigmatischen Linsenpaare 18 und 20 der Erfindung.

Es sei angenommen, daß das Auge 15 des Patienten P eine merkliche Aberration hat. Es liegt in der Art des Astigmatismus, daß gerade Linien bestimmter Richtungen in unterschiedlichen Abständen relativ zu der Netzhautebene 26 des Auges 15 fokussiert werden. Bei dem hier gezeigten Blickfeld bewirkt die Aberration des Patienten P, daß die imaginäre horizontale Linie 24 hinter der imaginären Netzhautebene 26 und die vertikale gerade Linie 14 vor der imaginären Netzhautebene fokussiert wird.

Wenn das korrigierte astigmatische Blickfeld der beiden Linien 14 oder 24 geschaffen werden soll, sind verschiedene sphärische Korrekturen erforderlich, um beide Linien 14 oder 24 zu fokussieren und ins Blickfeld zu bringen. Daraus ist ersichtlich, daß die speichenartigen, mehrlinigen Ziele des Standes der Technik bei der Erfindung nicht zufriedenstellend verwendet werden können. Da verschiedene Linien verschiedener Winkelorientierung verschiedene Ebenen der besten Fokussierung in der Nähe der Netzhautebene 26 eines Patienten P haben, der Astigmatismus hat, was eine völlig unterschiedliche Betrachtung durch den Patienten erfordert, können nur Linienziele mit parallelen Linien zufriedenstellend verwendet werden.

Wenn eine Linie 14 auf die Brennweite eines Auges 15, das eine astigmatische Aberration hat, fokussiert ist, sollte eine astigmatische Einstellung längs einer Ebene durchgeführt werden, die keine relative Bewegung der Brennweite der betrachteten Linie bezüglich der Netzhautbetrachtungsebene des Auges verursacht. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß die Astigmatismus-Brennweiteneinstellungen längs normal angeordneter Achsen in gleichen positiven und negativen Brennweiten auf jeder jeweiligen Achse durchgeführt werden sollten, wobei diese normal angeordneten Achsen 45° von dem Winkel des Ziels abweichen. Somit kann eine astigmatische Korrektur einer solchen Komponente ohne Beeinträchtigung der Gesamtbrennweite des Astigmatismusziels durchgeführt werden.

Nach der Erläuterung dieser Voraussetzungen kann der grundlegende Handhabungsvorgang der Erfindung unter aufeinanderfolgender Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 5 erläutert werden.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, betrachtet ein Patient P die Linie 14. Danach wird die relative Bewegung der sphärischen Linsenelemente 16 in Abhängigkeit von der maximalen bzw. optimalen visuellen Schärfe der Linie 14 durchgeführt. Die Bewegung der Linie 14, um sie mit der Netzhautebene 26 des Patienten P in Übereinstimmung zu bringen, führt zu dem in Fig. 2 gezeigten Ergebnis.

Wie außen rechts in Fig. 2 gezeigt ist, erscheint die Linie 14 nicht in voller Schärfe, da der Nebenastignatismus des Patienten P längs Diagonalen relativ zu der geraden Linie 14 bewirkt, daß deren Ränder unscharf werden. Es bleibt daher übrig, diese astigmatischen Aberrationen zu korrigieren, ohne die sich ergebende sphärisch bezogene Bewegung der Linie 14 aus der Netzhautebene 26 hervorzurufen.

Wie Fig. 3 zeigt, wurde das zweite astigmatische Linsenpaar 18 relativ verstellt, um die optimale visuelle Schärfe des Patienten P zu erreichen. Da das zweite astigmatische Linsenpaar eine entsprechende negative und positive oder positive und negative astigmatische Linsenbrennweite längs senkrechter Achsen, von denen jede diagonal zur vertikalen Linie 14 ist, erzeugt, ergibt sich die subjektive Verbesserung der visuellen Schärfe der Linie 14 ohne irgendeine Änderung der Brennweite. Diese Einstellung schafft die astigmatische Endbestimmung für eine Komponente des Astigmatismus (die einzige Einschränkung ist diejenige, daß es erwünscht sein kann, die gesamte Folge zu wiederholen, um die optischen Einstellungen zu optimieren).

Gemäß Fig. 4 wird dem Patienten ein neues Testbild mit einer Linie 34 zur Betrachtung dargeboten. Vorzugsweise sollte diese Linie auf einer geänderten Richtung von 45° bezüglich der Linie 14 liegen. Es ist jedoch zu beachten, daß eine genaue 45°-Drehung nicht erforderlich ist. Drehungen von mehr als 30° können zu zulässigen Ergebnissen führen.

Unter Bezugnahme auf Fig. 4 und die Folge der Fig. 1 bis 3 wird daran erinnert, daß die astigmatische Aberration des Auges 15 des Patienten P bewirkt, daß für die neue Linie 34 eine unterschiedliche Brennweite der Augenlinse bezüglich der imaginären Netzhautbrennebene 26 des Auges 15 gilt. Daher wird eine zweite sphärische Korrektur an dem sphärischen Linsenpaar 16 durchgeführt. Diese Einstellung wird in Abhängigkeit von der maximalen visuellen Schärfe des Patienten bezüglich der neuen Linie 34 durchgeführt, wodurch das Linienziel 34 auf die Netzhautebene 26 fällt.

Ein überraschendes Ergebnis zeigt sich an dieser Stelle des Verfahrens der Erfindung. Die zweite sphärische Einstellung, um die Linie 34 mit der Netzhautebene 26 in Übereinstimmung zu bringen, bewirkt, daß die sphärische Endbrennweite bekannt ist. Dies tritt selbst dann ein, wenn die astigmatische Endkomponente nicht bekannt ist. Außerdem beeinträchtigt die Bestimmung der astigmatischen Endkomponente die sphärische Endeinstellung des gezeigten Instrumentariums nicht, obwohl die Umwandlung der hier erhaltenen Brechkraftkomponenten in die geläufigere bekannte Darstellung wegen des Vorhandenseins des Änderungszylinders nur zur sphärischen Einstellung führt.

Bezugnehmend auf Fig. 4 wird daran erinnert, daß die sphärische Optimierung der Betrachtung der Linie 34 den Erhalt der visuellen astigmatischen Klarheit noch übrig läßt. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß der Patient P wegen des Vorhandenseins der unkorrigierten astigmatischen horizontalen und vertikalen Astigmatikkomponenten noch nicht die optimale Schärfe seiner Betrachtungslinie 34 hat.

Gemäß Fig. 5 wird zuletzt das astigmatische optischen Linsenpaar 20 in Abhängigkeit von der maximalen visuellen Schärfe relativ verstellt. Die Endkomponente des Astigmatismus wird erhalten. Da wiederum die jeweiligen negativen und positiven oder positiven und negativen Achsen der astigmatischen Brennweiteneinstellung auf einem Winkel von im wesentlichen 45° zu der Linie 34 liegen, kann sich keine Abweichung von der Netzhautebene 26 ergeben. Vielmehr ist diese Einstellung die Endeinstellung bei dem Verfahren der Erfindung und ergibt die Endkoordinate der gewünschten astigmatischen Sehkraftbestimmung.

Nachdem das Verfahren der Erfindung erläutert wurde, sollte klargemacht werden, daß die Folge der hier durchgeführten Schritte wiederholt werden kann. Dies kann getan werden, um die erhaltene Bestimmung zu optimieren oder statt dessen die Genauigkeit der Bestimmung zu kontrollieren.

Auch sollte verstanden werden, daß die körperliche Lage der Linsenpaare 16, 18 und 20 gewünschtenfalls geändert werden kann, ohne das Verfahren ungültig zu machen.

Es ist zu beachten, daß jede Linie 14 der Fig. 1 bis 3 und die Linie 34 der Fig. 4 und 5 die Einstellung von nur zwei und niemals von drei optischen Komponenten erfordert. Somit werden für die Linie 14 nur die sphärischen Optiken 16 und die ersten astigmatischen Optiken 18 eingestellt; die zweite astigmatischen Optiken 20 werden nicht eingestellt.

In gleicher Weise werden für die Linie 34 nur die sphärischen Optiken 16 und die zweiten astigmatischen Optiken 20 eingestellt; die ersten astigmatischen Optiken 18 werden nicht eingestellt.

Auch sollte berücksichtigt werden, daß es für jede der Linien keinen Unterschied macht, in welcher Reihenfolge die Einstellung erfolgt. Die sphärischen Optiken können vor der Einstellung der anwendbaren astigmatischen Optiken eingestellt werden. Umgekehrt können die anwendbaren astigmatischen Optiken vor der Einstellung der sphärischen Optiken eingestellt werden.

Überraschend ist festzustellen, daß sich nach Einstellung entweder der sphärischen Optiken 16 oder der astigmatischen Optiken 20 für die Linie 34 die Endbestimmung ergibt. Dies gilt unabhängig davon, ob die sphärischen Optiken 16 oder die astigmatischen Optiken 20 zuerst betätigt werden.

Nach der Erläuterung dieser ersten und bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird nun auf eine weitere Ausführungsform eingegangen.

Gemäß Fig. 6 schaut ein Patient P längs eines Lichtpfads durch eine einstellbare sphärische Optik S, eine einstellbare zylindrische Optik A, und eine konstante zylindrische Optik C auf ein Testbild T. Typischerweise wird die einstellbare zylindrische Optik so geändert, daß der Patient P ein Bild des Testbilds T erhält, das ähnlich dem in Fig. 7 gezeigten ist. Durch Vergleich mit der Brennweite der einstellbaren astigmatischen Korrektur, die erforderlich ist, damit das Testbild T dem Patienten als ein Bild ähnlich dem Bild des in Fig. 7 gezeigten Ziels erscheint, kann eine Komponente des Astigmatismus gemessen werden. Die restliche Komponente der Messung wird durch die gleiche Vorrichtung gemessen, die wie in Fig. 9 ausgerichtet ist. Typischerweise betrachtet der Patient P das neu ausgerichtete Testbild T durch die einstellbare sphärische Optik S, die einstellbare astigmatische Optik A′ und durch einen neu eingestellten konstanten optischen Zylinder C′. Das vom Patienten wahrgenommene Bild des Testbilds T mit korrigierter astigmatischer Einstellung längs der restlichen Komponente ist in Fig. 10 gezeigt.

Danach kann unter Bezugnahme auf Fig. 12 ein Diagramm der beiden gemessenen astigmatischen Komponenten hergestellt werden, um die zylindrische Brennweite und die zylindrische Drehung zu ermitteln.

Nachdem nun diese Ausführungsform der Erfindung allgemein erläutert wurde, kann nun auf einige Details eingegangen werden.

Der Patient P ist schematisch durch ein Auge 44 dargestellt. Typischerweise bezieht sich die Messung des Astigmatismus des Patienten auf Unregelmäßigkeiten des Auges des Patienten. Daher ist zu beachten, daß die Winkelausrichtung des Patienten ungeändert bleibt. Der konstante optische Zylinder und das Testbild werden neu ausgerichtet, um eine zweite Komponente des Astigmatismus zu bestimmen.

Die einstellbare sphärische Optik S kann irgendeine übliche Form, ebenso wie die zuvor beschriebene Optik mit veränderbarer Brennweite, haben. Typischerweise kann eine Galilei- Optik verwendet werden.

Das Testbild T ist an dem entfernten Ende des optischen Instruments dargestellt. Es ist als drei Punktquellen 48, 49 und 50 enthaltend gezeigt. Vorzugsweise sind diese Punktquellen Punktlichtquellen, wobei das Licht durch eine Hintergrundbeleuchtung durch das Testbild T geliefert wird (die Hintergrundbeleuchtung ist nicht gezeigt).

Die konstante zylindrische Optik C ist etwas übertrieben gezeigt. Die zylindrische Optik ist hier als horizontal ausgerichtet bezüglich des Patienten P gezeigt und hat in der vertikalen Richtung eine Brechungskraft mit starker Dioptrie. Wie hier erläutert ist, hat die zylindrische Optik C etwa zwölf Dioptrien.

In der tatsächlichen Praxis kann die Zylinderbrennweite des Zylinders C innerhalb weiter Grenzen schwanken. Z. B. können Zylinderbrennweitenbereiche innerhalb von 4 bis 20 Dioptrien verwendet werden.

Die veränderbaren astigmatischen Linsen A sind von der in der US-PS 37 51 138 gezeigten und beschriebenen Art. Wie in dieser Veröffentlichung im einzelnen beschrieben ist, kann eine veränderbare astigmatische Optik dadurch erhalten werden, daß speziell ausgebildete Linsenelemente horizontal und vertikal zueinander bewegt werden. Verwendet man die Linsenformanordnung und relative Bewegung, die in den Fig. 5 und 6 der oben erwähnten Patentschrift gezeigt sind, kann eine Astigmatismuskorrektur bei 45° bezüglich der horizontalen Achse des Zylinders C erhalten werden.

Es ist zu beachten, daß die veränderbaren astigmatischen Linsen A hier schematisch als flache kreisförmige Glasscheiben gezeigt sind. Aus der oben erwähnten US-PS 37 51 138 ist die extrem komplexe Oberfläche dieser Linsen voll ersichtlich. Auch ist zu beachten, daß tatsächlich irgendein Gerät, das zur Erzeugung einer astigmatischen Korrektur mit veränderbarer Brennweite bestimmt ist, für die Erfindung geeignet ist. Z. B. können die gegensinnig gedrehten negativen und positiven zylindrischen Linsen, die in der US-PS 38 22 932 beschrieben und erläutert sind, verwendet werden. Es ist nur erforderlich, daß der veränderbare Astigmatismus bei einem zur Achse des Zylinders C schrägen Winkel erzeugt werden kann. Vorzugsweise liegt der Astigmatismus, der durch die veränderbaren astigmatischen Linsenelemente A erzeugt wird, bei 45° bezüglich des Zylinders C.

Nachdem der einfache Aufbau dieses Gerätes dargelegt wurde, kann nun seine Arbeitsweise erläutert werden.

Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausrichtung des Instruments betrachtet der Patient P das Testbild T durch die starke zylindrische Optik C. Der Zylinder C verwischt die jeweiligen Punktquellen 48 bis 50 des Testbilds T in eine Reihe von jeweils geraden Linien 58 bis 60 (Fig. 7). Zuerst wird die sphärische Korrektur für die Augen des Patienten P durchgeführt, um die optimale Betrachtung der Ränder der Linien 58, 59 und 60 sicherzustellen. Diese sphärische Einstellung bringt die Linien zur Koinzidenz mit der Netzhautebene wie bei der zuvor in Fig. 2 erläuterten Art. Wenn man sich daran erinnert, daß die Punktlichtquellen auf den imaginären Ecken eines gleichschenkligen Dreiecks liegen, und wenn man für die Zwecke der grundlegenden Beschreibung annimmt, daß keine astigmatische Korrektur erforderlich ist, erscheinen die Punktquellen weitgehend so, wie sie in Fig. 7 gezeigt sind. Insbesondere ist die Punktquelle 48 zu einer Linie 58, die Punktquelle 49 zu einer Linie 59 und die Punktquelle 50 zu einer Linie 60 verwischt.

Ändert man die sich auf das Auge 44 des Patienten P beziehende Annahme, kann nun die Arbeitsweise der Vorrichtung zum Erhalt einer Komponente der astigmatischen Korrektur erläutert werden. Es sei angenommen, daß das Auge des Patienten P eine astigmatische Aberration aufweist. Insbesondere hat diese astigmatische Aberration eine Komponente bei 45° relativ zu der Achse des Zylinders C von einer Brennweitendioptrie von +1 und eine Komponente bei rechten Winkeln mit einer Dioptrie von -1. Das Testbild T würde bei neutraler Einstellung der veränderbaren astigmatischen Optik A dem Patienten P wie in Fig. 8 erscheinen: die Linie 59′ erscheint nahe der Linie 60′ und relativ räumlich entfernt von der Linie 58′.

Als nächstes wird die veränderbare Optik A in Abhängigkeit von der Nonius-Sehschärfe des Patienten bezüglich des Testbilds T betätigt. Insbesondere werden die paarweisen veränderbaren astigmatischen Elemente A relativ verstellt, um eine 2-Dioptrien-Astigmatismuskorrektur bei einer Drehlage von 45′ gegenüber der Drehlage des Zylinders C zu erreichen. Die Linien 58′, 59′ und 60′, die in Fig. 8 gezeigt sind, haben das Bestreben, sich bei Erreichen der richtigen astigmatischen Brechkraftkomponente in die Positionen 58, 59 und 60 in Fig. 7 zu bewegen. Die Linie 59 ist abstandsgleich zu den Linien 58 und 60 .

Unter Bezugnahme auf die Testbildanordnungen der Fig. 7 und 8 kann die Nonius-Sehschärfe, die durch die Anordnung des Ziels T geschaffen wird, erläutert werden. Die Nonius-Sehschärfe umfaßt die Fähigkeit des Menschen, die Übereinstimmung bzw. Zentrierung von Linien visuell zu erreichen. Bezüglich Fig. 8 wird daran erinnert, daß der kombinierte Astigmatismus im Auge 44 des Patienten P bei 45° zur Achse des Zylinders C und die Brennweite des Zylinders C die unscharfen Linien 58′, 59′ und 60′ der Punktquellen 48, 49 und 50 neigen. Diese Neigung bewirkt, daß die Linie 59′ sich der Linie 60′ nähert. Gleichzeitig entfernt sich die Linie 58′ weiter von der Linie 59′.

Es könnte erwartet werden, daß das Hinzufügen von Astigmatismus zu dem Beobachtungsweg die Linien unscharf machen würde, was eine häufige Neueinstellung der sphärischen Brennweite erfordern würde, um scharfe Linien aufrecht zu erhalten. Dies ist jedoch nicht der Fall. Das Hinzufügen von Astigmatismus diagonal zu den unscharfen Linien ändert nur die Orientierung der zylindrischen Unschärfe und nicht ihre Stärke bzw. sphärische Komponente, zumindest in guter Näherung für die üblicherweise auftretende Winkeländerung.

Der Patient hat die veränderbare astigmatische Optik A eingestellt, um einen gleichen Abstand zwischen den Linien herzustellen, die durch die unscharfen Punktlichtquellen 48, 49 und 50 erzeugt werden. Nach Einstellung zur Kompensation seiner astigmatischen Komponente bei 45° bezüglich der Achse des Zylinders C haben die Linien der Punktlichtquellen 48, 49 und 50 gleichen Abstand.

Der Mensch mit irgendeiner Art visueller Schärfe kann normalerweise drei Linien mit einem sehr hohen Grad an Genauigkeit voneinander auf gleichen Abstand bringen. Dies wird hier als Nonius-Sehschärfe bezeichnet.

Während der Messung der Zylinderbrennweite bei einem Winkel, der 45° bezüglich der zylindrischen Ausrichtung des Zylinders C ist, verhindert die relativ große Brennweite des Zylinders C einen Astigmatismus senkrecht und parallel zu seiner Erstreckung. Obwohl der Astigmatismus des Patienten in dieser Komponente bewirken kann, daß die unscharfen Linien 58 bis 60 etwas länger oder kürzer werden, ist die Länge dieser Linien von dem Patienten im wesentlichen nicht erfaßbar.

Es wurde festgestellt, daß insbesondere bei jungen Patienten, die ein hohes Ausmaß an visueller Akkommodation haben, große Werte unterbewußter sphärischer Korrektur auftreten können. Folglich und vor allem bei jüngeren Patienten wird die veränderbare sphärische Optik S allmählich zur größten positiven Brennweite verstellt, für die die Linien scharf bleiben. Dies bewirkt die absolute Unterdrückung der unterbewußten Fokussierung und sichert die Zuverlässigkeit des Tests.

Nachdem die Messung des Astigmatismus in einer Komponente erläutert wurde, wird die Messung des Astigmatismus in der restlichen Komponente mit der in Fig. 9 gezeigten Instrumenteneinstellung durchgeführt.

Bei der Geräteeinstellung nach Fig. 9, behält der Patient P seine Stellung bei, die er während der Untersuchungsschritte gemäß Fig. 6 hatte. Auch bleibt die sphärische Optik S, die in Fig. 9 erneut gezeigt ist, ungeändert.

Der Zylinder C wird neu positioniert. Typischerweise wird er in einer neue Position C′ angeordnet, in der seine Achse vorzugsweise um 45° bezüglich der ursprünglichen, in Fig. 6 gezeigten Anordnung dreht ist (obwohl Anordnungsänderungen bis zu 30° wiederum zulässige Ergebnisse bringen). In dieser Stellung neutralisiert bzw. überdeckt die größere Brennweite des Zylinders C alle Komponenten des Astigmatismus senkrecht zu seiner Achse. Es ist somit ersichtlich, daß die Komponenten des Astigmatismus, die ursprünglich gemessen wurden, bei dem zweiten Test vollständig neutralisiert werden.

Das Testbild T′ in gleicher Weise gedreht. Die Punktquellen 48, 49 und 50 werden relativ zueinander unter einem neuen Winkel von 45° bezüglich der Anordnung des Testbilds T in Fig. 6 angeordnet. Das Testbild T hat eine Ausrichtung, die mit derjenigen des Zylinders C′ gleich ist. Die Punktquellen 48, 49 und 50 liegen alle an den Ecken eines imaginären Dreiecks, dessen Basis parallel zu der gedrehten Anordnung des Zylinders C′ ist.

Es wird daran erinnert, daß die veränderbaren astigmatischen Linsen A von der in der US-PS 37 51 138 gezeigten und beschriebenen Art sind. Unter Verwendung der Linsenform, Anordnung und relativen Bewegung der Fig. 3 und 4 der oben genannten Patentschrift kann die Astigmatismuskorrektur vertikal und horizontal, d. h. bei 45° bezüglich der Achse des Zylinders C, erhalten werden.

Ebenso wie bei der vorherigen Darstellung des Geräts der Fig. 6 ist tatsächlich jedes Gerät, das zur Erzeugung einer veränderbaren Astigmatismuskorrektur bestimmt ist, für die Erfindung geeignet. Es ist nur erforderlich, daß der veränderbare Astigmatismus unter einem Winkel schräg zur Achse des Zylinders C erzeugt wird. Selbstverständlich wird der Astigmatismus vorzugsweise von den veränderbaren astigmatischen Linsenelementen A′ unter 45° bezüglich der Anordnung des Zylinders C′ erzeugt.

Nachdem das Instrument von der in Fig. 6 gezeigten in die in Fig. 9 gezeigte Anordnung neu ausgerichtet wurde, kann der Vorgang der Messung der restlichen Komponente des Astigmatismus nun beschrieben werden.

Wie im vorherigen Fall betrachtet der Patient P das Testbild T′ durch eine starke zylindrische Optik C′. Der Zylinder C′ verwischt die jeweiligen Punktquellen 48 bis 50 des Testbildes T′ in eine Reihe von jeweils geraden Linien 58 bis 60. Zunächst wird die sphärische Korrektur durchgeführt, um die optimale Betrachtung der Ränder der Linien 58, 59 und 60 sicherzustellen. Es wird daran erinnert, daß die Punktquellen auf den imaginären Ecken eines gleichschenkligen Dreiecks angeordnet sind. Nimmt man für den Zweck der grundlegenden Beschreibung an, daß keine sphärische Korrektur längs einer horizontalen oder vertikalen Komponente, die unter 45° bezüglich der Achse des Zylinders C′ liegt, erforderlich ist, erschienen die Punktquellen weitgehend wie in Fig. 10. Insbesondere ist die Punktquelle 48 zu einer Linie 58, die Punktquelle 49 zu einer Linie 59 und die Punktquelle 50 zu einer Linie 60 verwischt.

Ändert man die Annahme bezüglich des Auges 44 des Patienten P, kann nun die Arbeitsweise der Vorrichtung zum Erhalt der restlichen Komponente des Astigmatismus erläutert werden. Es sei angenommen, daß das Auge des Patienten Peine astigmatische Aberration aufweist. Darüber hinaus hat diese astigmatische Aberration eine horizontale Komponente unter 45° relativ zur Achse C von - 2 Dioptrien der Zylinderbrennweite und eine vertikale Komponente von +2 Dioptrien der Zylinderbrennweite. Das Testbild T würde ohne entsprechende Einstellung der veränderbaren astigmatischen Optik A dem Patienten P wie in Fig. 11 erscheinen. Die Linie 59′ erscheint nahe der Linie 60′ und von der Linie 58′ relativ räumlich entfernt.

Als nächstes wird die veränderbare astigmatische Optik A′ in Abhängigkeit von der Nonius-Sehschärfe des Patienten bezüglich des Testbilds T′ betätigt. Insbesondere werden die paarweise veränderbaren astigmatischen Elemente A′ vertikal relativ verstellt, um einen 4-Dioptrien-Kreuzzylinder von ±2 Dioptrien längs orthogonaler Achsen bei einer Drehanordnung von 45° bezüglich der Drehlage des Zylinders C′ zu erzeugen. Die Linien 58′, 59′ und 60′in Fig. 11 haben das Bestreben, sich in die Stellung 58, 49 und 60 in Fig. 10 bei Erreichen der Korrektur der astigmatischen Vorschrift zu bewegen. Die Linie 59 ist dann von den Linien 58 und 60 abstandsgleich.

Es sollte berücksichtigt werden, daß die zweite, hier gezeigte Ausführungsform der Erfindung eine Anzahl von Änderungen ermöglicht. Z. B. könnte ein Testbild mit zwei Punktquellen zusammen mit dem unscharf machenden Zylinder verwendet werden, die so angeordnet sind, daß sie dem astigmatisch korrigierten Auge eine einzige gerade Linie darbieten. Das astigmatisch unkorrigierte Auge würde mehr als eine gerade Linie sehen. Bei Einführen der astigmatischen Korrektur wäre die Anordnung der Linien zu einer einzigen geraden Linie das einfache subjektive visuelle Bückziel und Restbild für den Patienten. Diese Ausführungsform der Erfindung läßt die Verwendung irgendeiner Anzahl von Testbildern mit mehreren geraden Linien zu, vorausgesetzt, daß die Linien sich zu einer erkennbaren geometrischen Anordnung bei Verstellung der astigmatischen Korrekturoptik bewegen können.

Wie im Falle der vorherigen Ausführungsform werden nur zwei und niemals drei optische Komponenten für jedes Testbild gehandhabt. So ist für das Testbild T und nur bei der Anordnung der Fig. 6 bis 8 die Einstellung der sphärischen Optik und die horizontale relative Bewegung der veränderbaren astigmatischen Optik A und niemals die vertikale relative Bewegung der veränderbaren astigmatischen Optik A erforderlich. In ähnlicher Weise ist für das Testbild T′nur bei der Anordnung der Fig. 9 bis 11 die Einstellung der sphärischen Optik und die vertikale relative Bewegung der veränderbaren astigmatische Optik A und niemals die horizontale Bewegung der veränderbaren astigmatischen Optik A erforderlich.

In gleicher Weise sollte auch für die Anordnung des Testbilds T beachtet werden, daß es keinen Unterschied macht, in welcher Reihenfolge die Einstellung erfolgt. Die sphärische Optik S kann zuerst eingestellt werden. Stattdessen kann die astigmatische Optik A zuerst eingestellt werden.

Außerdem stellt man überraschend fest, daß die erste Betätigung entweder der sphärischen Optik S oder der astigmatischen Optik A für die zweite Anordnung des Testbilds T zu der Endvorschrift führt. Dies gilt unabhängig davon, ob die sphärische Optik S oder die astigmatische Optik A zuerst betätigt wird.

Nachdem die beiden Komponenten des Astigmatismus unter Verwendung der Testvorrichtung der Erfindung erhalten wurden, kann nun die Verwendung der Vorrichtung für den Erhalt der erforderlichen Brillenglaswerte festgelegt werden. Bezugnehmend auf Fig. 12 wandelt das Diagramm mit Kartesischen Koordinaten in einen üblichen Zylinderlinsenwinkel um. Jedoch ist der Zylinderlinsenwinkel verdoppelt bzw. mit einem Faktor 2 multipliziert. Somit erscheinen in dem Diagramm der Fig. 12 180° der Zylinderlinsendrehung über 360° des tatsächlichen Koordinatendiagramms. Aus Fig. 12 ist ersichtlich, daß die Kompensationsastigmatismuseinstellung des Tests des wie in Fig. 9 angeordneten Gerätes als -4-Dioptrien-Astigmatismus längs der 0°-Richtung (x-Richtung) und die Kompensations-Astigmatismus-Einstellung bei dem wie in Fig. 6 angeordneten Tests als +2-Dioptrien-Astigmatismus längs der 45°-Richtung (y-Richtung) aufgetragen werden sollte, was zu einer Astigmatismus-Bestimmung führt, die insgesamt einen 4,5-Dioptrien-Zylinderlinsenwert mit einer Achslage von etwa 77° für das Brillenrezept erfordert.

Die hier dargestellt Linseneinstellung ist eine extreme Linseneinstellung. In der Praxis sind derart starke Korrekturen nur selten erforderlich.

Dieses besondere Beispiel wurde nur zur Erläuterung des Polarkoordinaten-Diagramms der Erfindung verwendet.

Es ist ersichtlich, daß die besondere Form der hier verwendeten Kartesischen Koordinaten einen zusätzlichen Vorteil hat. Insbesondere bei einer Brennweite mit geringer Dioptrie wird eine Vorschrift für astigmatische Linsen mit einem üblichen Polarkoordinatensystem unhandlich. Dieser Nachteil ist auf den Randfehler und die Tatsache zurückzuführen, daß der Fehler mit der Winkeldrehung zunimmt, wenn Linsenskorrekturen mit geringer Dioptrie erforderlich sind.

Ein Beispiel des in diese Koordinaten eingetragenen Fehlers kann nützlich sein. Es sei angenommen, daß das Testgerät der Fig. 6 und 9 jeweils zu einer positiven Zylinderkorrektur von einer halben Dioptrie geführt hat. Es sei ferner angenommen, daß die Unsicherheit der Messung ± 1/4 Dioptrie beträgt.

Aus Fig. 12 ist ersichtlich, daß die 1/2-Dioptrie-Lage bei 70 aufgetragen wurde. Außerdem wurde der Bereich des möglichen Fehlers in der 1/2-Dioptrie-Vorschrift bei 72 aufgetragen. Nimmt man an, daß der visuelle Fehler des Patienten in der astigmatischen Korrektur irgendwo in den Kreis 72 fallen könnte, ist ersichtlich, daß das Polarkoordinaten-Diagramm einen größeren Fehler in der Winkelangabe hervorruft. Nimmt man z. B. an, daß der von dem Instrument gelieferte Punkt irgendwo in den Kreis 72 fallen soll, könnte der Winkel dieses Kreises von 11,2° bis 33,7° reichen.

Die Umwandlung der Diagramme in ein System mit Cartesischen Koordinaten bietet nicht nur die Möglichkeiten der leichten Umwandelbarkeit in die ältere und üblichere zylinderoptische Angabe der Winkeldrehung und der Brennweiten-Dioptrie, sondern kann auch bei einem Verfahren selbst zur Angabe der astigmatischen optischen Korrektur verwendet werden.

Dieses Verfahren ist in der mathematischen Theorie und als Gerät in der US-PS 38 22 932 beschrieben.

Claims (8)

1. Verfahren zur subjektiven Bestimmung des Brechkraftfehlers eines Auges mittels einer ersten optischen Baugruppe mit veränderbarer sphärischer Brechkraft, einer zweiten und einer dritten optischen Baugruppe mit veränderbarer kreuzzylindrischer Brechkraft längs nicht übereinstimmender Zylinderachsen, und eines Testbilds, wobei zur Ermittlung des Brechkraftfehlers die optische Baugruppen auf optimale Sehschärfe eingestellt werden, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

• a) Einstellen der ersten Baugruppe auf optimale Sehschärfe bezüglich einer geraden Linie mit willkürlich gewählter Winkelausrichtung als erstem Testbild;
• b) Einstellen der zweiten Baugruppe auf optimale Sehschärfe bezüglich des ersten Testbilds;
• c) Einstellen der ersten Baugruppe auf optimale Sehschärfe bezüglich eines zweiten Testbilds, das eine gerade Linie darstellt, die zur Linie des ersten Testbilds einen Winkel von wenigstens 30° aufweist;
• d) Einstellen der dritten Baugruppe auf optimale Sehschärfe bezüglich des zweiten Testbilds.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der zweiten Baugruppe auf optimale Sehschärfe bezüglich des zweiten Testbilds vor der Einstellung der ersten Baugruppe auf optimale Sehschärfe bezüglich des zweiten Testbilds erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der dritten Baugruppe auf optimale Sehschärfe bezüglich des zweiten Testbilds vor der Einstellung der ersten Baugruppe auf optimale Sehschärfe bezüglich des zweiten Testbilds erfolgt.

4. Vorrichtung zur subjektiven Bestimmung des Brechkraftfehlers eines Auges mit einer ersten optischen Baugruppe mit veränderbarer sphärischer Brechkraft, mit einer zweiten und einer dritten optischen Baugruppe mit veränderbarer kreuzzylindrischer Brechkraft längs nicht übereinstimmender Paare von Zylinderachsen, und mit einer Testbildanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Testbildanordnung ein erstes Testbild mit einer geraden Linie in willkürlich gewählter Winkelausrichtung und ein zweites Testbild mit einer geraden Linie aufweist, die zur Linie des ersten Testbilds in einem Winkel zwischen 30° und 60° verläuft, daß die zweite Baugruppe so ausgerichtet ist, daß ihre beiden Zylinderachsen im wesentlichen symmetrisch zur Linie des ersten Testbilds liegen, und daß die dritte Baugruppe so ausgerichtet ist, daß ihre beiden Zylinderachsen symmetrisch zur Linie des zweiten Testbilds liegen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der geraden Linien dadurch erzeugt wird, daß eine Punktlichtquelle durch einen starken Zylinder im Bereich von 4 bis 20 Dioptrien in diese Linien gezogen wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines Testbilder mehrere parallele gerade Linien aufweist.

7. Vorrichtung zur subjektiven Bestimmung des Brechkraftfehlers eines Auges mit einer ersten optischen Baugruppe mit veränderbarer sphärischer Brechkraft, einer zweiten und einer dritten optischen Baugruppe mit veränderbarer kreuzzylindrischer Brechkraft längs nicht übereinstimmender Zylinderachsen, und mit einer Testbildanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Testbildanordnung mehrere Punktlichtquellen aufweist, daß die zweite Baugruppe ein optischer Zylinder konstanter Brennweite mit einer willkürlich gewählten axialen Drehlage ist, daß der Zylinder eine zylindrische Brechkraft im Bereich von 4 bis 20 Dioptrien aufweist und für das Auge Linienbilder aus den Punktlichtquellen erzeugt, und daß die Testbildanordnung, der Zylinder und die dritte Baugruppe jeweils eine erste und eine zweite Drehlage einnehmen können (Fig. 6, 9).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Testbildanordnung drei Punktlichtquellen (48, 49, 50) aufweist, von denen jede an der Spitze eines gleichseitigen Dreiecks liegt, dessen Basis parallel zur Achse des Zylinders (C) verläuft (Fig. 6, 9).