DE2713330C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur subjektiven Bestimmung des Brechkraftfehlers eines Auges nach Patent 25 41 875, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben ist.

Die Vorrichtung nach dem Hauptpatent ist im einzelnen in der Figurenbeschreibung anhand der Fig. 1 bis 12 dargestellt, da sie die Grundlage der vorliegenden Zusatzerfindung bildet.

Aufgabe der vorliegenden Zusatzerfindung ist es, bei einer solchen Vorrichtung eine Feineinstellung des astigmatischen Fehlers für die Brechkraft-Korrektur des Auges zu ermöglichen, wobei die Verbesserung der astigmatischen Brechkraft-Korrektur schrittweise erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der optische Verzerrungszylinder ist derart angeordnet, daß seine optische Achse, in der die Verzerrung erfolgt, parallel zu einer der geraden Linien des Testbildes liegt. Dabei steht die körperliche Achse des Verzerrungszylinders senkrecht zu seiner optischen Achse. Die konstante Brechkraft des Zylinders für jedes Testbild liegt im Bereich zwischen 1 und 6 Dioptrien.

Durch die Kombination eines mehrlinigen Testbilds und eines Verzerrungszylinders ist eine Feineinstellung des astigmatischen Fehlers möglich. Dabei wird ein mehrliniges Testbild mit kleinen Divergenzwinkeln zwischen benachbarten Linien verwendet. Das Testbild wird durch die im Patent 25 41 875 beschriebene astigmatische Einstelloptik in Verbindung mit einem kleinen Verzerrungszylinder mit etwa 2 Dioptrien betrachtet. Durch Auswahl der Linie, die scharf gesehen wird, kann der Patient der Prüfperson erstens die Brennweite der erforderlichen astigmatischen Korrektur und zweitens die Richtung der ggf. noch erforderlichen astigmatischen Korrektur angeben.

Ein Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß die Prüfperson die optimale astigmatische Sehkraftbestimmung in diskreten Schritten einengen kann. Bei jedem diskreten Schritt erhält die Prüfperson eine Angabe über die Änderung und Richtung der Korrektur, die zur weiteren Einengung und schließlichen Optimierung der Sehkraftbestimmung erforderlich ist.

Von Vorteil ist dabei, daß die restlichen astigmatischen Brechkraftfehler schrittweise und systematisch bis auf Genauigkeiten von etwa ¹/₁₆ Dioptrien verringert werden kann.

Ein weiterer Vorteil dieser Feineinstellungstechnik liegt darin, daß ein Verzerrungszylinder mit geringer Brennweite verwendet wird. Der Grad der Genauigkeit, die zur Einstellung der Drehlage des Verzerrungszylinders erforderlich ist, wird gegenüber Verzerrungszylindern mit hoher Brennweite, die genau ausgerichtet werden müssen, verringert.

Ein weiterer Vorteil der Linienzielanordnung besteht darin, daß sie einen erheblichen Vorteil bei der Analyse von Sehfehlern bei Hornhaut-Unregelmäßigkeiten hat. Wenn Hornhaut-Unregelmäßigkeiten vorhanden sind, können Linienziele, die aus verzerrten Punktlichtquellen bestehen, für den Patienten anscheinend gekrümmte Linie hervorrufen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Augenlinse einschließlich der Hornhaut-Unregelmäßigkeit der Augen Bestandteile eines Abbildungssystems sind, die zusammen die verzerrte Linie erzeugen. Durch Ersatz der Punktlichtquelle aus einem Ausführungsbeispiel des Hauptpatents (vgl. Fig. 6 und 9) durch eine Linienlichtquelle kann auch eine Hornhaut-Unregelmäßigkeit bei einer optimalen astigmatischen Sehkraftbestimmung ausgeglichen werden.

Das mehrlinige Testbild, das vorzugsweise aus drei Linien besteht, die alle eine geringe Winkeldivergenz (in der Größenordnung von 7,5°) haben, kann zur Feinkorrektur der astigmatischen Komponenten verwendet werden, die durch das hier beschriebene Verfahren ermittelt werden. Durch Anwendung eines Verzerrungszylinders bestimmter Orientierung, vorzugsweise mit 2 Dioptrien, erhält man eine Verzerrung der divergierenden Linien. Die Linie in Richtung der Verzerrung erscheint jedoch für eine Person mit normaler Sehkraft stets scharf. Da eine der divergierenden Linien wahrscheinlich in Richtung des Astigmatismus des Patienten in Verbindung mit dem Astigmatismus des Verzerrungszylinders liegt, erscheint diese Linie mit optimaler Klarheit.

Durch Beantwortung der Fragen der Prüfperson und Bezeichnung der Linie optimaler Klarheit kann der Patient der Prüfperson die Richtung und die Grobkorrektur, die zur vollständigen Beseitigung des astigmatischen Fehlers notwendig ist, angeben. Durch geeignete Einstellung der Brennweite des Verzerrungszylinders und der Linienkonvergenz können optimale Darstellungen verschiedener Linien in der Anordnung der Brennweite und der Korrekturrichtung, die erforderlich sind, angeglichen werden. Wenn z. B. der Verzerrungszylinder zwei Dioptrien hat und die Liniendivergenz 7,5° beträgt, ergibt die Bevorzugung durch den Patienten einer Linie in der Anordnung mit drei Linien gegenüber einer unmittelbar benachbarten eine angezeigte astigmatische Korrektur von etwa 0,5 Dioptrien, während die Lage der schärferen Linie oder Linien die Richtung der erforderlichen Korrektur angibt.

Die Vorrichtung nach dem Hauptpatent wird anhand der Fig. 1-12 dargestellt, die Erfindung wird anschließend anhand der Fig. 13 bis 16 beispielsweise erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung der Vorrichtung nach dem Hauptpatent, aus der ein Blickziel, das Auge eines Patienten, das das Ziel betrachtet und die Korrekturoptiken zwischen dem Blickziel 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°) geneigten neuen Ziel, nach der zweiten sphärischen Brennweiteneinstellung,

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

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

Fig. 7 eine Abbildung, die das Auge des Patienten bei der Ausführungsform nach Fig. 6 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 um 45° gedrehtem Unschärfezylinder zum Testen der übrigen Komponenten des Astigmatismus des Patienten nach dem Hauptpatent,

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

Fig. 11 eine Abbildung desselben Blickziels, 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 nach dem Hauptpatent;

Fig. 13 eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung nach der Erfindung zur Feinkorrektur der astigmatischen Sehkraft bei einer astigmatischen Komponente von 45° bis 135° durch Verwendung eines Testbilds mit divergierenden Linien und eines Verzerrungszylinders mit geringer Brennweite,

Fig. 14a eine Abbildung, die das Auge des Patienten vor dem Ziel mit divergierenden Linien der Fig. 13 zeigt, wenn die optimale Feinkorrektur des Astigmatismus noch nicht durchgeführt worden ist und ein Fehler in der Größenordnung von 0,5 Dioptrien der astigmatischen Komponente bei 45° zur Mitte der drei Linien vorhanden ist,

Fig. 14b eine Abbildung, die das Auge des Patienten vom Testbild mit divergierenden Linien sieht, wenn die optimale Feinkorrektur der ersten Komponente des Astigmatismus durchgeführt worden ist,

Fig. 15 eine Darstellung der Vorrichtung der Fig. 13 zur Feinkorrektur der restlichen astigmatischen Komponente von 0° bis 90° durch Zufügung einer zweiten Testbildanordnung mit divergierenden Linien und eines zweiten Verzerrungszylinders, wobei die Zielanordnung und der Zylinder vorzugsweise unter 45° in Fig. 13 angeordnet sind,

Fig. 16a eine Abbildung, die das Auge des Patienten von der Testbildanordnung mit divergierenden Linien der Fig. 13 sieht, wenn die optimale Feinkorrektur des Astigmatismus noch nicht durchgeführt worden ist, und ein Fehler in der Größenordnung von 0,5 Dioptrien der astigmatischen Komponente bei 45° zur Mitte der drei Linien auftritt, und

Fig. 16b eine Abbildung, die das Auge des Patienten vom Testbild mit divergierenden Linien sieht, wenn die optimale Feinkorrektur der zweiten und letzten Komponente des Astigmatismus durchgeführt worden ist.

Fig. 1 zeigt eine teilweise perspektivische schematische Darstellung einer Vorrichtung nach dem Hauptpatent, das für die Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung verwendet werden kann. Betrachtet man die Darstellung von links nach rechts, so ist ein Testbild T mit 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 Ziele ebenfalls zweckdienlich sein können. Das Ziel T kann auf irgendeine übliche Art, sei es in Form einer Augenprüftafel oder mit Hilfe eines Sehzeichenprojektors o. ä., erzeugt werden.

Der Patient P, der schematisch durch das Auge 15 dargestellt ist, sieht das Ziel T durch einstellbare Korrekturoptiken 16, 18, 20. In aufeinanderfolgenden Schritten wird, jeweils auf bestmögliche Sehschärfe bezüglich des Testbildes T, zuerst das sphärische Optiklinsenpaar 16 mit als erste, veränderbarer sphärischer Brechkraft eingestellt, dann das erste astigmatische Linsenpaar 18 mit veränderbarer kreuzzylindrischer Brechkraft, dann bezüglich des zweiten Testbildes T (Fig. 4) mit vorzugsweise um 45° gedrehter Linie 34 ein zweites Mal das sphärische Optiklinsenpaar 16 und schließlich das zweite astigmatische Linsenpaar 20 mit veränderbarer kreuzzylindrischer Brechkraft.

Sphärische Optiklinsenpaare 16 sind an sich 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 Testbilds T relativ verstellt. Die sphärische Optik wird 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.

Eine astigmatische Optik (18 und 20) mit veränderbarer kreuzzylindrischer Brechkraft ist ebenfalls bekannt (US-PS 37 51 138).

Bezüglich der Linsenpaare 16, 18 und 20 ist zu berücksichtigen, daß diese extrem komplexe optische Flächen aufweisen. 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.

Die veränderbaren Astigmatiklinsenpaare 18 und 20 sind von der Art, daß sie rechtwinklig gekreuzte positive und negative Astigmatiklinsenbrennweiten längs zueinander normaler Achsen erzeugen. Obwohl die in Fig. 1 bis 5 schematisch 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.

Im folgenden wird die Arbeitsweise dieser Vorrichtung nach dem Hauptpatent erläutert.

Zuerst wird erläutert, weshalb zur Bestimmung des Brechkraftfehlers nur geradlinige Testbilder, 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 übertriebener Breite gezeigt, die sich in der vertikalen Richtung erstreckt. Eine imaginäre zweite Linie 24, die sich in unterbrochenen horizontalen Linien erstreckt, ist strichpunktliniert 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 astigmatische Aberration habe. 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 Linienziele 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 ein geradliniges Testbild 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 dieser grundsätzlichen Erläuterung kann der grundlegende Handhabungsvorgang der Vorrichtung nach dem Hauptpatent 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 werden die sphärischen Linsenelemente 16 so gegeneinander verschoben, daß der Patient die Linie 14 mit bestmöglicher Schärfe sieht. Hierbei verlagert sich die Abbildung der Linie 14 in die Netzhautebene 26 des Patienten P wie es in Fig. 2 dargestellt ist.

Wie außen rechts in Fig. 2 gezeigt ist, erscheint die Linie 14 noch nicht mit ihrer vollen optischen Klarheit. Dies ist so, weil der Nebenastigmatismus des Patienten P längs Diagonalen relativ zu der geraden Linie 14 bewirkt, daß deren Ränder unscharf werden. Es ist daher erforderlich, diese astigmatischen Aberrationen so zu korrigieren, daß sich die Linie 14 nicht wieder aus der Netzhautebene 26 entfernt.

Wie Fig. 3 zeigt, wird das erste astigmatische Linsenpaar 18 relativ verstellt, um die optimale visuelle Schärfe des Patienten P zu erzielen. Da das zweite astigmatische Linsenpaar eine entsprechende negative und positive oder positive und negative astigmatische Linsenbrennweite längs zueinander senkrechter Achsen erzeugt, von denen jede diagonal zum vertikalen geradlinigen Ziel 14 ist, ergibt sich die subjektive Verbesserung der visuellen Schärfe des Linienziels 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 Linienziel 34 zur Betrachtung dargeboten. Vorzugsweise sollte dieses Linienziel auf einer geänderten Richtung von 45° bezüglich des Ziels 14 liegen. Es ist jedoch zu beachten, daß eine genaue 45°-Änderung des Ziels nicht erforderlich ist. Änderungen der Zielrichtung 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 das neue Linienziel 34 eine unterschiedliche Brennweite bezüglich der imaginären Netzhautbrennebene 26 des Auges 15 hat. Daher wird eine zweite sphärische Korrektur an dem sphärischen Linsenpaar 16 durchgeführt. Diese Einstellung erfolgt wiederum so, daß sich für den Patienten eine maximale visuelle Schärfe bezüglich der neuen Linien 34 ergibt, wodurch diese Linie 34 auf die Netzhautebene 26 fällt.

Wie schon im Hauptpatent dargelegt ist, ist mit der zweiten sphärischen Einstellung, die sphärische Komponente des Brechkraftfehlers bekannt. Dies tritt selbst dann ein, wenn die astigmatische Endkomponente noch nicht bekannt ist. Außerdem beeinträchtigt die Bestimmung der astigmatischen Endkomponente die sphärische Endeinstellung des gezeigten Instrumentariums nicht.

Bezugnehmend auf Fig. 4 wird daran erinnert, daß mit der sphärischen Optimierung bei der Betrachtung der Linie 34 die volle visuelle astigmatische Bildschärfe noch nicht erreicht ist. Der Patient P hat wegen des Vorhandenseins der unkorrigierten astigmatischen horizontalen und vertikalen Astigmatikkomponenten noch nicht die optimale Klarheit seiner Betrachtungslinie 34.

Gemäß Fig. 5 wird deshalb auch noch das zweite astigmatische optische Linsenpaar 20 so verstellt, daß sich die maximale visuelle Schärfe ergibt. Damit ist auch die Endkomponente des Astigmatismus ermittelt. Da wiederum die jeweiligen negativen und positiven oder positiven und negativen Achsen der astigmatischen Brennweiteneinstellung auf einem Winkel von im wesentlichen 45° zu dem geradlinigen Ziel 34 liegen, kann sich keine Abweichung des Bildes von der Netzhautebene 26 ergeben. Vielmehr ist diese Einstellung die Endeinstellung bei dem Verfahren der Erfindung und ergibt die Endkoordinate der gewünschten astigmatischen Sehkraftbestimmung.

Die Folge der hier durchgeführten Schritte kann ggf. wiederholt werden, um die erhaltene Bestimmung zu optimieren oder um die Genauigkeit der Bestimmung zu kontrollieren.

In dem Hauptpatent ist auch bereits eine Ausführungsform mit mehreren parallelen Linien als Testbild vorgeschlagen, was vor allem die Einstellung der astigmatischen Optik erleichtern soll.

Gemäß Fig. 6 schaut ein Patient P an einer Patientenbeobachtungsstation 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 eingestellt, 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 wie in Fig. 7 gezeigt erscheint, kann eine Komponente des Astigmatismus gemessen werden. Die restliche Komponente der Messung wird durch die gleiche Vorrichtung gemessen, aber in neuer Ausrichtung nach Fig. 9. Typischerweise betrachtet der Patient P das neu ausgerichtete Ziel T durch die einstellbare sphärische Optik S, eine einstellbare astigmatische Optik A′ und durch den neu eingestellten konstanten optischen Zylinder C′. Der Patient sieht das Testbild T mit korrigierten astigmatischen Brillenwerten längs der restlichen Komponente so, wie es in Fig. 10 gezeigt ist.

Mit Hilfe des in Fig. 12 gezeigten Diagramms kann aus den beiden gemessenen astigmatischen Komponenten die zylindrische Brechkraft und die zylindrische Achslage ermittelt werden, wie es im Hauptpatent erläutert ist.

In den Fig. 6 und 9 ist der Patient P 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 Ziel 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 besteht aus drei Punktquellen 48, 49 und 50.

In Fig. 6 ist die konstante zylindrische Optik C horizontal ausgerichtet und hat in der vertikalen Richtung eine Brechkraft von etwa zwölf Dioptrien.

Zylinderbrechkräfte von 4 bis 20 Dioptrien können verwendet werden.

Die veränderbaren astigmatischen Linsen A sind wiederum von der in der US-PS 37 51 138 gezeigten und beschriebenen Art.

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 Ziels 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 zuvor anhand Fig. 2 erläutert. 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.

Es sei nun angenommen, daß das Auge des Patienten P einen astigmatischen Brechkraftfehler aufweist. Insbesondere habe dieser astigmatische Brechkraftfehler eine Komponente bei 45° relativ zu der Achse des Zylinders C von +1 Dioptrie und eine hierzu rechtwinklige Komponente von -1 Dioptrie. Das Testbild T würde dann dem Patienten P wie in Fig. 8 erscheinen: die Linie 59′ erscheint nahe der Linie 60′ und weiter entfernt von der Linie 58′.

Als nächstes werden in Abhängigkeit von der visuellen Nonius-Sehschärfe des Patienten bezüglich des Testbildes T die paarweise veränderbaren astigmatischen Elemente A um 2-Dioptrien bei einer Drehlage von 45° gegenüber der Drehlage des Zylinders C verstellt. Die vom Patienten gesehenen Linien 58′, 59′ und 60′, die in Fig. 8 gezeigt sind, bewegen sich bei Erreichen der richtigen astigmatischen Korrektur in die Position 58, 59 und 60 gemäß Fig. 7. Die Linie 59 ist dann abstandsgleich zu den Linien 58 und 60.

Unter Bezugnahme auf die Testbilder 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, z. B. drei Linien mit hohem Grad an Genauigkeit auf gleichen Abstand voneinander zu bringen.

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

Der Patient P und sphärische Optik S, bleiben hierbei unverändert.

Der Zylinder C wird dagegen in eine neue Position C′ gebracht, in der seine Achse vorzugsweise um 45° gegenüber der ursprünglichen, in Fig. 6 gezeigten Anordnung geneigt ist (obwohl Drehwinkeländerungen bis zu 30° wiederum zulässige Ergebnisse bringen). In dieser Stellung übertrifft die größere Brennweite des Zylinders C alle Komponenten des Astigmatismus senkrecht zu seiner gedrehten Anordnung, wodurch die Komponenten des Astigmatismus, die ursprünglich gemessen wurden, bei dem zweiten Test ausgeschaltet werden.

Das Testbild T′ wird in gleicher Weise gedreht, wodurch die Punktquellen 48, 49 und 50 relativ zueinander unter einem neuen Winkel von 45° gegenüber der Anordnung des Ziels T in Fig. 6 erscheinen. Das Testbild T hat also dieselbe Ausrichtung wie der Zylinder C′. Die Punktquellen 48, 49 und 50 liegen jetzt 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.

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 Ziels T′ in eine Reihe von jeweils geraden Linien 58 bis 60. Zunächst wird erneut die sphärische Korrektur durchgeführt, um die optimale Betrachtung der Ränder der Linien 58, 59 und 60 sicherzustellen. Nimmt man für den Zweck der grundlegenden Beschreibung an, daß keine astigmatische Komponente längs einer horizontalen oder vertikalen Komponente, die unter 45° bezüglich der Achse des Zylinders C′ liegt, erforderlich ist, erscheinen 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.

Es sei nun angenommen, daß das Auge des Patienten P einen astigmatischen Brechkraftfehler aufweist, mit einer horizontalen Komponente bei 45° relativ zur Achse C von -2 Dioptrien der Zylinderbrennweite und eine vertikale Komponente von +2 Dioptrien der Zylinderbrennweite. Das Ziel T würde dann bei neutraler 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′ weiter entfernt.

Jetzt wird die veränderbare astigmatische Optik A′ in Abhängigkeit von der Nonius-Sehschärfe des Patienten bezüglich des Testbildes T′ betätigt. Dabei werden die paarweisen veränderbaren astigmatischen Elemente A′ vertikal relativ zueinander so verstellt, daß sich ein 4-Dioptrien-Kreuzzylinder von ±2 Dioptrien längs orthogonaler Achsen bei einer Winkellage von 45° bezüglich der Stellung des Zylinders C′ ergibt. Die Linien 58′, 59′ und 60′ in Fig. 11 bewegen sich dabei in die Stellung 58, 49 und 60 in Fig. 10. Die Linie 59 ist nun von den Linien 58 und 60 abstandsgleich.

Wie im Falle der vorherigen Ausführungsform der Vorrichtung nach dem Hauptpatent werden nur zwei und niemals drei optische Komponenten für jedes Ziel 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 astigmatischen Optik A und niemals die horizontale relative Bewegung der veränderbaren astigmatischen Optik A erforderlich.

Aus den beiden Komponenten des Astigmatismus kann nun mit Hilfe des Diagramms nach Fig. 12 die erforderliche zylindrische Korrektur ermittelt werden. Bezugnehmend auf Fig. 12 wandelt das Diagramm die Kartesischen Koordinaten der Komponenten in die übliche Winkelangabe für die Achslage des Zylinders um. Jedoch ist der Zylinderlinsenwinkel verdoppelt. Somit erscheinen in dem Diagramm der Fig. 12 180° der Zylinderlinsendrehung über 360° des tatsächlichen Koordinatendiagramms. Aus Fig. 12 ist ersichtlich, wie beispielsweise als Astigmatismuswert für das eine Testbild gemäß Fig. 9 4-Dioptrien längs der 0°-Richtung (x-Richtung) und für das andere Testbild gemäß Fig. 6 +2- Dioptrien längs der 45°-Richtung (y-Richtung) aufgetragen sind, was zu einer Astigmatismus-Bestimmung führt, die insgesamt 4,5 Dioptrien bei einem Winkel von etwa 77° ergibt.

Diese extremen Werte sind lediglich aus Gründen der Anschaulichkeit gewählt. Bezüglich weiterer Einzelheiten wird auf das Hauptpatent verwiesen.

Im folgenden wird nun ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben, das in Verbindung mit einer der vorstehend dargestellten Vorrichtungen nach dem Hauptpatent zu verwenden ist.

Hierbei werden ein besonderes Testbild und ein Verzerrungszylinder zur Abtrennung des restlichen Astigmatismus und zur schnellen Verringerung desselben benutzt, und zwar vorzugsweise nach der sphärischen und zylindrischen Korrektur auf eine mäßige Schärfe unter Anwendung der gerade beschriebenen Zielanordnungen. Die entsprechende Vorrichtung ist in Fig. 13 und 15 gezeigt. Diese Vorrichtung wird nun beschrieben, und zwar unter gleichzeitiger Bezugnahme auf die dem Auge 44 des Patienten erscheinenden Abbildungen der Fig. 14a, 14b, 16a und 16b.

Wie Fig. 13 zeigt, blickt der Patient P durch eine einstellbare sphärische Optik S, eine einstellbare zylindrische Optik A, eine konstante Zylinderoptik C auf ein Testbild T.

Da die einstellbare Optik S und die einstellbare zylindrische Optik A sich grundsätzlich nicht von den entsprechenden Teilen der Vorrichtung nach Fig. 6 bzw. Fig. 9 unterscheiden, genügt eine detaillierte Beschreibung der konstanten Zylinderoptik C und des Testbildes T. Die konstante Zylinderoptik C hat eine relativ geringe Brennweite von etwa 1 bis 6 Dioptrien, beispielsweise 2 Dioptrien.

Das Testbild T besteht aus einer Anordnung aus divergierenden Linien 101, 102 und 103. Typischerweise ist diese Linienanordnung in einem Bildschirm, einem projizierten realen Bild oder in irgendeiner Vorrichtung enthalten, die ein Bild zur Betrachtung durch das Auge 44 eines Patienten P längs der optischen Achse über den Zylinder C hinaus erzeugt.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Anordnung aus drei Linien 101, 102 und 103 ist gezeigt. Wie ersichtlich ist, divergieren die Linien. Vorzugsweise liegt die Linie 102 auf der 0°-Achse. Die Linien 101 und 103 divergieren unter einem Winkel von 7,5° auf jeder Seite, wobei dieser Divergenzwinkel von 7,5° bevorzugt ist. Divergenzen bis zu 25° zwischen den einzelnen Linien sind anwendbar.

Die Vorrichtung der Fig. 15 ist analog. Der Zylinder C ist anders ausgerichtet. Er liegt auf einer bevorzugten Achse von 45° gegenüber der Richtung der Fig. 13. In gleicher Weise ist das Testbild T neu ausgerichtet. Es liegt ebenfalls auf einer Achse von 45° gegenüber der in Fig. 13 gezeigten Richtung.

Die neue Ausrichtung bei der Vorrichtung der Fig. 15 ist ohne Rücksicht auf irgendeinen vermutlichen Hauptmeridian im Auge eines Patienten ausgewählt. Wie erläutert wurde, liefert die einstellbare astigmatische Optik A einen Korrekturwert, der die astigmatische Sehkraftkomponente ausgleicht, so daß das Testbild T der Fig. 13 und das Testbild T der Fig. 15 abgebildet werden kann. Die Abbildung dieser Testbilder wird unabhängig von irgendeiner vermuteten Astigmatismusachse des Auges 44 des Patienten P erreicht.

Die Wirkungsweise des Feinabstimm-Testbildes T in Verbindung mit dem Verzerrungszylinder C ist leicht verständlich. Zuerst wird unter Anwendung der anhand der Fig. 1 bis 12 erläuterten Vorrichtung nach dem Hauptpatent die sphärische und die Zylinderkorrektur auf eine mäßige Sehschärfe grob eingestellt. Dies geschieht zweckmäßigerweise so, wie es im Hauptpatent beschrieben ist und vorstehend erläutert wurde. Dann wird die Vorrichtung der Fig. 13 zwischengeschaltet. Der Patient P optimiert nun zuerst die Korrektur des restlichen sphärischen Fehlers unter Verwendung der einstellbaren sphärischen Optik S. Danach betrachtet der Patient P das Testbild T, wobei die Astigmatiklinsen A eingestellt werden. Die relative Bewegung des Linsenpaares A bewirkt eine Astigmatismuseinstellung von 45 bis 135°. Der Patient führt die erforderliche Einstellung durch, bis eine der Linien des Testbildes T optimal scharf erscheint. Ein mögliches Beispiel der Erscheinungsform des Ziels ist in Fig. 14a gezeigt.

In Fig. 14a wurden die Linsen A horizontal relativ zueinander bewegt. Der Patient stellte fest, daß die Linie 101′ optimal scharf ist. Die Linie 102′ ist verwischt. Diese Wirkung tritt wegen des Umgebungsastigmatismus im Auge des Patienten in Verbindung mit der astigmatischen Optik A und dem Verzerrungszylinder C₂ die Linien 101, 102 und 103 unscharf machen. Die Linie 101 wird jedoch längs ihrer Achse unscharf gemacht. Sie behält daher für den Patienten P eine scheinbare visuelle lineare Genauigkeit bei.

Die anderen Linien (102′ und 103′) wurden nicht längs ihrer Achsen, sondern unter einem Winkel zu ihren Achsen unscharf gemacht. Diese Linien verschwimmen.

Durch Verwendung des bevorzugten Verzerrungszylinders C mit 2 Dioptrien und Beibehaltung einer Winkeldifferenz von 7,5° zwischen den Linien erhält man ein ungewöhnliches Ergebnis. Der Fehler in der astigmatischen Korrekturkomponente kann nach Richtung und Größe der Korrektur bestimmt werden. Bei dem gezeigten Beispiel zeigt die Bevorzugung der Linie 101′ gegenüber der Linie 102′ durch den Patienten an, daß eine Korrektur der astigmatischen Komponente von 0,5 Dioptrien im Bereich von 45 bis 135° erforderlich ist, und in einer solchen Richtung, daß die Linie 102′ scharf wird, während die Linie 101 unscharf wird. Diese Richtungskorrektur kann empirisch bestimmt oder mit Hilfe von Diagrammen wie in Fig. 12 abgeleitet werden.

Nimmt man an, daß die einstellbare astigmatische Optik A so verstellt wird, daß diese Korrektur bewirkt wird, dann erscheint das Testbild dem Patienten wie in Fig. 14b. Die Linie 102′ wird optimal scharf und die Linien 101′ und 103′ werden unscharf.

Es ist ersichtlich, daß durch Änderung des Divergenzwinkels oder durch Änderung der Brennweite des Verzerrungszylinders C die Abweichung der Brennweite eines gewählten Divergenzlinienziels geändert werden kann. Es wurde z. B. mit sich ändernden Liniendivergenzen eines Testbildes festgestellt, daß die Astigmatismuskomponenten der Erfindung mit einer Genauigkeit bis zu ¹/₁₆ Dioptrien mit wiederholbaren Ergebnissen am Auge 44 eines Patienten P bestimmt werden können.

Es wird daran erinnert, daß die mit der Vorrichtung nach dem Hauptpatent ermittelten Astigmatismuskomponenten voneinander unabhängig sind. Dementsprechend wird die 45 bis 135°-Astigmatismuskomponente entsprechend Fig. 13 bestimmt, worauf entsprechend Fig. 15 die 0 bis 90°-Astigmatismuskomponente bestimmt wird.

Wie in Fig. 16a dargestellt ist, bevorzugt das Auge 44 des Patienten P beim Blick durch die Vorrichtung der Fig. 9 die Linie 103′ gegenüber den Linien 102′ und 101′ (letztere Linien sind durch Verschmieren in einer nicht axialen Richtung unscharf). Führt man eine Korrektur von 0,5 Dioptrien mit der einstellbaren astigmatischen Optik A in einer solchen Richtung durch, daß sich eine erhöhte Klarheit in Richtung der Linie 102′ ergibt, so sieht der Patient ein Bild gemäß Fig. 16b. Die Linie 102′ erscheint jetzt optimal scharf.

Es ist ersichtlich, daß das Testbild T nach Fig. 13 sowohl unter 0°, als auch unter 90° angeordnet werden kann. In gleicher Weise kann in Fig. 15 das Testbild sowohl unter 45°, als auch unter 135° angeordnet werden. Außerdem muß bei der Reihenfolge der Bestimmung der astigmatischen Komponenten nicht zuerst die Vorrichtung der Fig. 13 und dann die der Fig. 15 verwendet werden, sondern es könnte auch in umgekehrter Reihenfolge vorgegangen werden.

Die besonderen gezeigten Divergenzlinienziele können auch andere Muster haben. Z. B. kann eine erste Gruppe paralleler Linien für die Linie 101, eine zweite Gruppe paralleler Linien für die Linie 102 und eine dritte Gruppe paralleler Linien für die Linie 103 verwendet werden. Außerdem kann eine Zielanordnung mit minimal zwei Linien verwendet werden, obwohl drei Linien ein einfaches Ziel ergeben, mit dem vorteilhaft gearbeitet werden kann. Die maximale Anzahl der Linien, die verwendet werden können, ist praktisch nur durch die Anzahl der Linien bestimmt, die ein Patient unterscheiden kann. Außerdem können Linienmuster mit anderem Abstand oder anderer Winkelanordnung oder verschiedenen Farben usw. verwendet werden.

Claims (6)

1. 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 kreuzzylinderischer Brechkraft längs nicht übereinstimmender Paare von Zylinderachsen, und mit einer Testbildanordnung, wobei die Testbildanordnung ein erstes Testbild mit einer Linie in willkürlich gewählter Winkelausrichtung und ein zweites Testbild mit einer Linie aufweist, die zur Linie des ersten Testbilds in einem Winkel zwischen 30° und 60° verläuft, und die zweite Baugruppe so ausgerichtet ist, daß ihre beiden Zylinderachsen im wesentlichen symmetrisch zur Linie des ersten Testbilds liegen, und die dritte Baugruppe so ausgerichtet ist, daß ihre beiden Zylinderachsen symmetrisch zur Linie des zweiten Testbilds liegen, nach Patent 25 41 875, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Testbild ein optischer Verzerrungszylinder zugeordnet ist, dessen optische Zylinderachse der Linie parallel liegt, daß jeder der Verzerrungszylinder eine konstante Brechkraft in einem Bereich zwischen 1 und 6 Dioptrien aufweist, und daß jedes der Testbilder mindestens eine weitere Linie enthält, die mit der ersten Linie einen Divergenzwinkel von maximal 20° einschließt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Divergenzwinkel 7,5° beträgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die konstante zylindrische Brechkraft 2 Dioptrien beträgt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Divergenzwinkel eines Testbildes veränderbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Testbilder drei gerade Linien aufweisen, wovon zwei benachbarte Linien jeweils den gleichen Divergenzwinkel einschließen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß keine zwei Linien der jeweiligen Testbilder parallel sind.