DE2935116C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erzeugen und Darstellen von Sehschärfe-Prüfzeichen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Typische klinische Verfahren zur Messung der Sehschärfe stützen sich auf Wandtafeln, die eine bestimmte Anordnung von sog. Snellen-Buchstaben oder -Symbolen enthalten, Dreh- bzw. Taumel-E-Prüfzeichen oder andere, bewährte Sehschärfenbestimmungshilfen. Der Patient betrachtet die Tafeln normalerweise aus einer festgelegten Entfernung (üblicherweise etwa 6 m). Bei einem anderen, gebräuchlichen Verfahren werden die Prüfzeichen mittels eines optischen Systems auf in einer festen Entfernung angeordnete Bildschirme o. dgl. projiziert. Ebenso sind andere Methoden bekannt, beispielsweise von der Rückseite her beleuchtete, feste Betrachtungsflächen und motorgetriebene Projektoren mit einer festgelegten Reihe von Prüfzeichen-Diapositiven.

Die Bestimmung der Sehschärfe stellt einen wesentlichen Teil jeder Augenuntersuchung dar. Im Verlauf einer solchen Untersuchung kann die Sehschärfe wiederholt gemessen werden, um das Auflösungsvermögen beider Augen einzeln oder gemeinsam zu ermitteln. Die Untersuchung kann auch die getrennte und gemeinsame Prüfung der Augen mit Hilfe von Korrekturlinsen umfassen. Tatsächlich stellt die wiederholte Bestimmung der Sehschärfe einen wesentlichen Teil der Brechungsmessung bzw. der Bestimmung der optimalen Korrekturlinsen zur Behebung von Fehlsichtigkeit oder eine Möglichkeit zur Bewertung des Fortschritts von Augenheilungsmaßnahmen dar.

Die erwähnten, derzeit gebräuchlichen Vorrichtungen sind jeweils mit bestimmten Mängeln und Unzulänglichkeiten behaftet, welche die Gültigkeit der Meßdaten und die Leistung des Untersuchenden beeinträchtigen.

Beispielsweise ist es bekannt, daß die Bestimmung der Sehschärfe dadurch beeinträchtigt wird, daß sich der Patient an die Prüfzeichen erinnert und gewöhnt. Sehschärfe-Meßvorrichtungen, die eine feste Anordnung von Prüfzeichen bieten, prägen sich bewußt oder unbewußt leicht dem Gedächtnis ein.

Obgleich dies nicht als kritisch angesehen wird, stellt das Unvermögen, die Sehschärfe in kleinen Schritten zwischen genormten Prüfzeichen bestimmen zu können, für die meisten derzeit gebräuchlichen Untersuchungsmethoden eine Einschränkung dar.

Der Einfluß des Umgebungslichts auf Leuchtkraft und Kontrast der Projektionsbilder wird ebenfalls als Einschränkung angesehen, weil er die Prüfung der Sehschärfe bei gedämpfter Beleuchtung erforderlich macht. Aus diesen Gründen kann die in der Klinik gemessene Sehschärfe mancher Patienten erheblich von ihrer Sehschärfe unter anderen Umgebungsbedingungen abweichen.

Nachteilig ist auch, daß bisherige Vorrichtungen nicht weiße Prüfzeichen auf schwarzem Hintergrund sowie auch schwarze Prüfzeichen auf weißem Hintergrund wiedergeben können, um damit schwachsichtige Patienten genauer untersuchen zu können. Ebenso nachteilig ist es, daß mit derartigen Geräten nicht einzelne und mehrfache Prüfzeichen dargeboten werden können, um das Sehvermögen für zahlreiche Objekte mit demjenigen für Einzelobjekte zur Erkennung beginnender Sehschwäche vergleichen zu können.

Auch befindet sich der behandelnde Arzt meist unter Zeitdruck. Für die Anweisung des Patienten bezüglich der Betrachtung der Prüfzeichen oder für das Heraussuchen, Einsetzen und Einstellen des erforderlichen Prüfzeichens im Fall von Projektionsgeräten steht dem Arzt bei starkem Patientenandrang immer weniger Zeit zur Verfügung.

Aus der US-PS 39 69 020 ist eine Vorrichtung zur Erzeugung und Darstellung von Sehschärfe-Prüfzeichen mit einer elektronischen Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der Sehschärfe-Prüfzeichen, einem elektronischen Speicher, einer ersten Einrichtung zum Verändern der Größe der auf der Anzeigeeinrichtung wiedergegebenen Sehschärfe-Prüfzeichen, einer zweiten Einrichtung zum Wiedergeben der Sehschärfe- Prüfzeichen in verschiedenen Orientierungen und einer Steuereinrichtung bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung werden zwar Größe und Orientierung der Sehschärfe-Prüfzeichen verändert. Der Patient sieht aber die Sehschärfe-Prüfzeichen durch ein Linsensystem, das abhängig von den vorgenommenen Einstellungen verändert wird. Das Sehschärfe-Prüfzeichen wird so auf dem Schirm abwechselnd an zwei verschiedenen Stellen durch einen Projektor wiedergegeben, der eine Drehscheibe mit Symbolen unterschiedlicher Abmessungen enthält.

Weiterhin ist es aus einem Aufsatz von Hughes, A. und Snow, G.R.: "A Visual Stimulator employing a T.V. Raster Display", in "Vision Research", Vol. 13, 1973, Seiten 1187 bis 1193, Pergamon Press, GB, bekannt, zur Untersuchung des Sehens Streifenmuster in unterschiedlicher Orientierung, auch in Form von Quadraten, oder einzelne Balken auf dem Bildschirm einer Anzeigeeinrichtung zu erzeugen.

Mit einer aus einem Aufsatz von Arnett, David: "Optical pattern generator for visual research", in: "Medical and Biological Engineering", September 1976, Seiten 532 bis 537, bekannten Vorrichtung können aufwendige Zeichen zur Erforschung des Sehens ebenfalls auf dem Bildschirm einer Anzeigeeinrichtung erzeugt werden, wobei auch eine Veränderung der Größe und der Drehlage der Zeichen möglich ist und Verschiebungen auf der Bildschirmfläche vorgenommen werden können.

Schließlich sind aus einem Aufsatz von Patrick, R. H. und Major, R. P.: "Universeller Zeichengenerator für Schrift- und Zeicheneinblendung", in "Fernseh- und Kino-Technik", 30. Jahrgang, 1976, Nr. 4, Seiten 113 bis 116 und aus der US-PS 39 38 130 und der DE-OS 27 01 328 Zeichengeneratoren bekannt, mit denen beispielsweise mit Hilfe einer Eingabeeinheit Zeichen beliebiger Größe und Lage erzeugt werden können.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß auch bei einer Änderung der horizontalen und vertikalen Abmessungen eines Prüfzeichens ein Patient seine Blickrichtung beibehalten kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnenden Teil enthaltenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ändert sich die Prüfzeichen-Position bei Änderung von Größe und Orientierung der Prüfzeichen nicht. Die für den Übergang von einem Prüfzeichen auf das nächste Prüfzeichen nötige Zeit schränkt in keiner Weise die Geschwindigkeit der Gewinnung klinischer Sehschärfedaten ein.

Größe und Relativposition der Prüfzeichen lassen sich so variieren, daß die Prüfzeichengeometrie stets dieselbe ist, wenn sich eine Prüfzeichenreihe dem Patienten nähert oder sich von ihm entfernt.

Die Untersuchungsperson kann dem Patienten sowohl eine Schwarz-auf-Weiß- als auch eine Weiß-auf-Schwarz- Darstellung bieten, so daß eine bessere Untersuchung von schwachsichtigen Patienten möglich wird.

Ein einziges Zeichen oder mehrere Zeichen, können selektiv wiedergegeben werden, um damit die Sehschärfenschwellen für Einzelzeichen- und Vielzeichenbetrachtung vergleichen zu können, was für die Erkennung beginnender Sehschwäche von Bedeutung ist.

Die Wiedergabe der Prüfzeichen kann derart zufallsmäßig erfolgen, daß der Patient Art, Lage und andere kritische Merkmale der Prüfzeichen nicht vorherbestimmen kann. Durch die Ausschaltung der Möglichkeit, sich die Zeichenfolge zu merken, werden die Untersuchungsergebnisse eindeutiger.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann der Untersuchungsperson zudem die Möglichkeit geben, die Zeichengröße in kleinsten Schritten und mit vorbestimmten Geschwindigkeiten über den gesamten, verfügbaren Zeichengrößenbereich hinweg quasikontinuierlich bzw. "zoomartig" zu vergrößern oder zu verkleinern, wobei die jeweilige Zeichengröße digital angezeigt werden kann. Auf diese Weise kann ein Zeichen mit einer Größe unterhalb der Erkennbarkeitsschwelle bis zu voller Bildschirmgröße wiedergegeben werden, wodurch die mit den genormten Zeichengrößen verbundenen Einschränkungen ausgeräumt werden.

Weiterhin kann die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Steuer- oder Schaltpult aufweisen, das Drucktastensteuerungen für alle Verrichtungsfunktionen, eine Anzeige für die Untersuchungsperson und eine getrennte Anzeige zur Betrachtung durch den Patienten enthält. Die Untersuchungsperson stellt das Gerät auf ihrem Schaltpult ein und prüft die Antworten des Patienten auf ihrer eigenen Anzeige.

Lichtstärke und Kontrast können am Patienten-Bildschirm so geregelt werden, daß die Sehschärfenbestimmung von äußeren Faktoren, wie Beleuchtung im Untersuchungsraum, unbeeinflußt bleibt. Der Patienten- Bildschirm kann hinter einer Abschirmblende in einer Haubenanordnung montiert sein, um Umgebungslicht- und Reflexionseinflüsse weitgehend auszuschalten.

Bei der Vorrichtung kann innerhalb eines einzigen Video-Bildfelds ein weiter Größenbereich von Prüfzeichen wiedergegeben werden, und zwar nur begrenzt durch den Bereich der Mindestzahl von Rasterzeilen zur Bildung des Prüfzeichens und die Gesamtzahl der auf dem Patienten-Bildschirm selbst sichtbaren Rasterzeilen. Es ist eine Einrichtung vorgesehen, um diese Zeichen einzeln oder in waagrechten Gruppen wiederzugeben, wobei die Größe der Zeichen auf dem Bildschirm veränderbar ist. Ein Zugriff zu den Prüfzeichen wird durch Drucktasten ermöglicht, welche die typischerweise in der klinischen Praxis benutzten Zeichen fester Größe abrufen; weiterhin ist eine Varioeinstellung vorhanden, mit welcher die Zeichen unter Steuerung durch die Vorrichtungselektronik in kleinsten Abstufungen größer oder kleiner dargestellt werden können. Die Geschwindigkeit der Zeichengrößenänderung ist an einer anderen Steuerung einstellbar.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ein Schaltbild der Takt- und Synchrongeneratorschaltungen der Vorrichtung,

Fig. 3 ein Schaltbild der Größenwähl-Drucktastensteuerungen und der zugeordneten logischen Maßstabswählschaltungen,

Fig. 4 ein Schaltbild der Schaltung für die Geschwindigkeitseinstellung bei der Größen-Varioeinstellung,

Fig. 5 ein Schaltbild der restlichen Regler oder Steuerelemente für die Untersuchungsperson,

Fig. 6 ein Schaltbild der Maßstabs-Vervielfacherschaltungen, welche die mittels der Schalttafelschalter gemäß Fig. 3 gewählten Zeichengrößen liefern,

Fig. 7 ein Schaltbild eines weiteren Abschnitts der Vorrichtung zur digitalen Anzeige der Zeichengröße,

Fig. 8 ein Schaltbild der Vertikalverzögerung-Zählkreise zur Steuerung der Vertikalkomponente der Zeichengröße,

Fig. 9 ein Schaltbild der Vertikalmaßstabs-Vervielfacherschaltungen,

Fig. 9A eine Funktionstabelle zur Darstellung der Verteilung der Rasterzeilen des Prüfzeichens zwischen gerad- und ungeradzahligen Feldern der Zeilensprungabtastung für die einzelnen Zeichengrößen (Maßstabsfaktoren),

Fig. 10 ein Schaltbild eines Horizontal-Zeichenmultiplexers zur Steuerung der Position der Zeichen, wenn mehrere Zeichen auf einer horizontalen Zeile wiedergegeben werden (Zeilenbetriebsart),

Fig. 11 ein Schaltbild einer Horizontal-Maßstabsvervielfacherschaltung,

Fig. 12 ein Schaltbild der Videomultiplexerschaltungen, welche die verschiedenen Signale zu Videoimpulsen kombinieren,

Fig. 13 ein Schaltbild der Horizontal-Mittenwählschaltungen, welche die Information zur Einstellung der Horizontalposition jedes Zeichens in der Zeilenbetriebsart für die verschiedenen Zeichengrößen enthalten,

Fig. 14 ein Schaltbild der fünf in der Vorrichtung vorgesehenen Horizontal-Verzögerungszähler, von denen je einer für jedes Zeichen in der Zeilendarstellungsbetriebsart vorgesehen ist,

Fig. 15 ein Schaltbild einer Zeichenorientierungs-Zufallssteuerschaltung,

Fig. 15A eine Funktionstabelle der logischen Beziehung der Schaltung nach Fig. 15 zur Durchführung der Änderungsfunktion,

Fig. 16 ein Schaltbild herkömmlicher Videotreiberschaltungen zur Lieferung von zusammengesetzten bzw. Misch- Videosignalen zu den Videoanzeigen bzw. -bildschirmen,

Fig. 17 ein detailliertes Schaltbild zur Veranschaulichung der Verbindungen zwischen den verschiedenen Schaltungen und

Fig. 18 eine perspektivische Darstellung einer speziellen Ausführungsform der physikalischen Bauteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die jedoch nicht in ihren relativen Betriebsstellungen angeordnet sind.

Eine in Fig. 18 als Ganzes dargestellte Vorrichtung 40 gemäß der Erfindung umfaßt im wesentlichen einen Patienten- Videobildschirm 50 einer Größe, die für einen Betrachtungsabstand von etwa 6 m geeignet ist, einen die Stromversorgung und die Schaltungen enthaltenden Logikbaustein 60 sowie ein Steuer- oder Schaltpult 70 für die Untersuchungsperson, welches einen Videobildschirm 80 sowie die noch zu beschreibenden Steuerungen bzw. Regler und Schalter enthält. Die Bildschirme 50 und 70 verwenden Kathodenstrahlröhren, doch können auch andere geeignete, elektrooptische Anzeigevorrichtungen verwendet werden, z. B. Flüssigkristall-, Matrix-, Plasma-, Gasentladungs-, Leuchtdioden- und Abtastanzeigen mit einer Laserlichtquelle. Obgleich der Bildschirm 80 auch weggelassen werden könnte, wird er vorzugsweise neben dem Patienten angeordnet, weil dessen Bildschirm 50 sich in einer bestimmten Entfernung von ihm befindet und es aus Verständigungsgründen vorteilhaft ist, wenn sich Untersuchungsperson und Schaltpult in der Nähe des Patienten befinden. Obgleich an sich beliebige Augenuntersuchungs-Prüfzeichen verwendet werden können, werden bei der dargestellten Ausführungsform auf den Bildschirmen 84 und 80 fünf "Dreh-" oder "Taumel-E"-Prüfzeichen wiedergegeben, die jeweils dasselbe Höhen/Breitenverhältnis besitzen, wobei die Zeichenstrichbreite und der Abstand zwischen den Strichen einem Fünftel der Prüfzeichengröße entsprechen. Jedes Prüfzeichen kann somit in jeder Orientierung durch eine 5 × 5-Matrix aus hellen und dunklen Bereichen wiedergegeben werden. Der Patientenbildschirm enthält geeignete Mittel zur weitgehenden Ausschaltung eines Umgebungslicht- und Reflexionseinflusses, etwa einen Strahlteiler 82 aus einem durchsichtigen oder lichtabsorbierenden Material, der in einem haubenförmigen Gehäuse 85 vor dem Bildschirm 84 und unter einem Winkel von 45° zu ihm angeordnet ist. Es können jedoch auch andere, Umgebungslichteinflüsse ausschaltende Einrichtungen verwendet werden, z. B. reflexfreie Beschichtungen, polarisierende Filter und Blendschutzfolien. Durch die Unterdrückung des Umgebungslichteinflusses kann der Bildschirm 50 in Räumen mit normalem Beleuchtungspegel benutzt werden, so daß die Untersuchungsperson die Sehschärfenuntersuchung unter Bedingungen durchführen kann, die für außerklinische Sichtverhältnisse typischer ist.

Bei der dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 40 können die Prüfzeichen einzeln oder in einer waagerechten Zeile von bis zu 5 Prüfzeichen verschiedener Größe wiedergegeben werden, wobei die Größe in einem Bereich von 1 : 40 variabel ist, beispielsweise von 20/10 bis 20/400 (Snellen-Setzung), und zwar in jeder der vier möglichen Orientierungen bzw. Ausrichtungen (Schenkel des "E" nach oben, nach unten, nach rechts oder nach links). Die Prüfzeichen werden auf den Bildschirmen 84 und 80 auf zwei verschiedene Arten wiedergegeben: Zum einen können die Drucktasten 122 gedrückt werden, so daß Prüfzeichen fester Snellen-Größen von 20/10 bis 20/400 erscheinen, und zum anderen kann die Größe eines oder mehrerer Prüfzeichen, die bereits auf dem Bildschirm erscheinen, durch Betätigung einer mit GROSS/KLEIN bezeichneten Drucktaste 501 stufenlos in der gewünschten Richtung verändert werden. In der zuletzt genannten Betriebsart reicht der verfügbare Zeichengrößenbereich von 20/10 bis 20/400. Mittels eines Schalters 401 kann die Geschwindigkeit der quasikontinuierlichen bzw. Vario-Einstellung beliebig geändert werden. Ein LÖSCH-Schalter 510 am Schaltpult 70 dient zum Löschen aller Prüfzeichen auf den Bildschirmen 80 und 84, wenn sich die Untersuchungsperson ohne Ablenkung mit dem Patienten zu unterhalten wünscht. Ein ÄNDERN-Schalter 318 dient zur Änderung der Orientierung der Prüfzeichen auf den Bildschirmen 80 und 84 ohne Veränderung ihrer Größe. Bei Betätigung eines der Schalter 122 für feste Zeichengröße ändert sich außerdem die Orientierung der wiedergegebenen Prüfzeichen auf Zufallsbasis. Ein Schalter 509 dient zum Invertieren der Videodarstellung auf den Bildschirmen 80 und 84, so daß entweder die üblichen schwarzen Prüfzeichen auf weißem Hintergrund oder aber weiße Prüfzeichen auf schwarzem Hintergrund wiedergegeben werden, wobei die letztere Wiedergabeart für die Sehschärfenprüfung besonders vorteilhaft ist. Ein Schalter 506 besitzt eine ZEILE-Position für die Wiedergabe von fünf Prüfzeichen oder eine EINZEL-Position für die Darstellung eines einzigen Prüfzeichens, so daß die Sehschärfenschwelle des Patienten mittels eines Vergleichs des Sehvermögens für Mehrfachdarstellung und Einzeldarstellung überprüft werden kann. Bei Änderung der Zeichengröße bleiben die einzelnen Prüfzeichen mit konstantem Seitenverhältnis und proportionalem Zeichenabstand vertikal zentriert. Am Schaltpunkt 70 ist weiterhin eine Digital- Sichtanzeige 90 zur Angabe der Größe der auf den Bildschirmen 80 und 84 wiedergegebenen Prüfzeichen vorgesehen. Dieses Merkmal ist besonders vorteilhaft für die Untersuchung mit Varioeinstellung, weil dabei die Untersuchungsperson die Sehschärfenuntersuchung zweckmäßig mit Zeichengrößen vornehmen kann, die zwischen den mittels der Schalter 122 gewählten, festen Zeichengrößen liegen.

Typischerweise kann die Vorrichtung im Fall eines Patienten mit unbekannter Sehschärfe wie folgt benutzt werden: Durch Umlegen des Schalters 506 in die EINZEL-Position wird ein einzelnes Prüfzeichen mit einer unter dem Schwellenwert liegenden Größe von z. B. 20/10 wiedergegeben, worauf die Untersuchungsperson durch Betätigung der Schalter 401 und 501 das Prüfzeichen mit passender Geschwindigkeit stufenlos vergrößert, bis der Patient die Prüfzeichenorientierung richtig zu erkennen im Stande ist. Nachdem die Einstellung hierbei schnell in der Nähe der Sehschärfenschwelle des Patienten angelangt ist, läßt die Untersuchungsperson sodann durch Betätigung des Schalters 506 in die ZEILE-Position mehrere Prüfzeichen mit einer Größe etwa entsprechend derjenigen erscheinen, bei welcher der Patient das erste Prüfzeichen richtig erkannt hat. Sodann werden durch Betätigung der Schalter 122 nacheinander Zeilen kleinerer Prüfzeichen gewählt, bis der Patient nach Ansicht der Untersuchungsperson nicht mehr in der Lage ist, die Prüfzeichenorientierung richtig zu erfassen. Die ständige Digitalanzeige der Prüfzeichengröße ermöglicht dabei beträchtliche Zeiteinsparungen bei der Untersuchung.

Mit der Vorrichtung 40 kann die Qualität der Untersuchungsdaten in verschiedener Hinsicht verbessert werden. Zum ersten kann die Untersuchungsperson bei Anwendung der halbautomatischen Untersuchung ihr Untersuchungsprogramm standardisieren, wodurch die Veränderlichkeit oder Vielfalt der Untersuchungsmaßnahmen eingeschränkt wird. Da die Vorrichtung zum zweiten zufallsmäßig orientierte Prüfzeichen wiedergibt, wird verhindert, daß sich der Patient an die jeweilige Prüfzeichenanordnung erinnert, wodurch eine wesentliche Fehlerquelle ausgeschaltet wird. Zum dritten machen der Strahlenteiler und die Haubenanordnung 85 Beleuchtung und Kontrast (zwei wesentliche Prüfveränderliche) der Prüfzeichen von der Umgebungsbeleuchtung im wesentlichen unabhängig, so daß die Untersuchung in der Klinik unter Bedingungen durchgeführt werden kann, die mehr den Bedingungen außerhalb der Klinik entsprechen. Zum vierten kann aufgrund der Möglichkeit einer Vergrößerung und Verkleinerung der Prüfzeichengröße in kleinen Einzelschritten mittels der Varioeinstellung eine größere Auflösung der Sehschärfenschwelle erzielt werden, so daß die gewonnenen Daten besser der Sehschärfe des Patienten entsprechen als bei den in großen Schritten erfolgenden Prüfzeichenänderungen bei den bisherigen Untersuchungsvorrichtungen. Weiterhin bietet die Vorrichtung 40 verschiedene Funktionen, die bei den meisten bisherigen Vorrichtungen dieser Art nicht typisch sind. Da sowohl einzelne Prüfzeichen als auch Prüfzeichenreihen oder -zeilen wiedergegeben werden können, kann die Untersuchungsperson die Sehschärfenschwellen für beide Bedingungen miteinander vergleichen. Die Möglichkeit einer Umkehrung der Bildschirmdarstellung gewährleistet eine zweckmäßigere Untersuchung schwachsichtiger Patienten.

Gemäß Fig. 1 ermöglicht die Vorrichtung auf einem oder beiden Bildschirmen 80 und 84 die Wiedergabe von einem oder mehreren Sehschärfen-Prüfzeichen, die in einem Festkörper- Festwertspeicher (ROM) im Zeichengenerator 101 gespeichert sind. Jedes Zeichen ist im Festwertspeicher in jeder der vier möglichen Orientierungen gespeichert. Signale 102 und 103 dienen zur Adressierung der Spalten und Zeilen der Zeichen, während ein Signal 104 zum Wählen der Orientierung des Zeichens dient. Das gewählte Zeichen wird einem Videomischer und -treiber 105 eingegeben. Das zusammengesetzte Videosignal 106 wird sodann zur Wiedergabe an die Videobildschirme 80 und 84 (Fig. 18) angeschaltet.

Ein Prüfzeichen-Orientierungsmultiplexer 107 liefert das Signal 104 in Abhängigkeit von Signalen, wie die Signale 109, von einer Orientierungs-Zufallsschaltung 108, wenn die Einzelzeichenbetriebsart gewählt ist. In der Zeilenbetriebsart werden vier weitere Signale 110 bis 113 durch das Zeilensignal 114 vom Schalter 506 über den Horizontal-Verzögerungszähler 135, den Horizontal-Prüfzeichenmultiplexer 125 und die Leitung 136 durchgetastet.

Die horizontale Komponente der Größe jedes Prüfzeichens einer Zeile wird durch Horizontal-Verzögerungszählerschaltungen 135 bestimmt, die Signale 115 bis 119 liefern. Die Vertikalkomponente der Zeichengröße wird durch einen Vertikal-Verzögerungszähler 120 bestimmt. Eine Maßstabszähler- und Multiplizierschaltung 121 liefert Signale zu den Verzögerungszählern 120 und 135 in Abhängigkeit von der Betätigung von Schalttafel-Größenwählschaltern 122 über einen Maßstabseingang 137. Die Multiplizierschaltung 121 liefert außerdem Steuersignale zu einem Vertikal- und einer Horizontal- Maßstabsmultiplizierschaltung 123 bzw. 124, welche die Spalten- und Zeilensignale 102 bzw. 103 erzeugen.

Der Horizontal-Multiplexer 125 multiplext die Horizontalkomponente der Zeichengrößensignale und liefert diese Signale zur Horizontal-Maßstabsmultiplizierschaltung 124.

Zur Einstellung von Größe und Position der Prüfzeichen wird ein neuartiges Verfahren angewandt. Die Prüfzeichen werden digital erzeugt und gesteuert bzw. eingestellt. Ein Einzelzeichen oder eine Zeichenzeile wird stets auf der lotrechten Mittellinie des Videobildschirms wiedergegeben. Ein übliches Raster mit 525 Zeilen besteht aus etwa 400 sichtbaren Zeilen. Bei der dargestellten Ausführungsform wird eine Zeilensprungabtastung angewandt, so daß zwei Abtastungen von 240 Zeilen stattfinden. Die Mittellinie des Prüfzeichens befindet sich daher etwa 120 Zeilen von der Oberseite des Bildschirms bei jeder der beiden Abtastungen entfernt. Leitungen für festgespeicherte Standardprogramme zum Zentriermodul 126 liefern diese Daten zur Vertikal-Prüfzeichenverzögerungsschaltung 120. Auf ähnliche Weise bestimmen Festwertspeicher in Horizontalzählern für ein Horizontal- Zentriermodul 138 die waagerechte Mittellinie jedes der fünf Prüfzeichen CH 0, CH 1, CH 2, CH 3 und CH 4 in einer Zeile mittels Signalen 127 bis 131 zum Horizontal-Verzögerungszähler 135.

Das Signal 132 bewirkt eine Voreinstellung eines Zählers in der Vertikal-Maßstabsmultiplizierschaltung 123, welche die Zahl der Zeilen bestimmt, die von jedem der fünf vertikalen Segmente des Prüfzeichens eingenommen werden. Diese Zahl hängt von dem mittels der Schalter 122 gewählten Maßstab ab.

Das Signal 134 bewirkt eine Voreinstellung eines Zählers im Vertikal-Verzögerungszähler 120, worauf sich das Videofenster öffnet (d. h. der Oberteil des Zeichens zu erscheinen beginnt) und unter der Steuerung der Multiplizierschaltung 123 offen bleibt, bis die entsprechende Zahl von Zeilen, welche die einzelnen Segmente des Prüfzeichens enthalten, erschienen ist. Eine ähnliche Arbeitsweise erfolgt bezüglich der horizontalen Größe des Prüfzeichens unter dem Einfluß des Multiplexers 125 und der Horizontal-Multiplizierschaltung 124. Die Wirkungsweise dieser Schaltungen wird später noch näher erläutert werden.

Fig. 2 veranschaulicht einen Takt- und Synchrongenerator, der unter der Steuerung eines Kristallschwingers 201 arbeitet. Dessen Frequenz wird auf zweckmäßige Weise durch Frequenzteiler 202 und 203 auf die Standardfrequenz von 1,26 MHz heruntergeteilt. Das Standardfrequenzsignal 204 dient zur Erregung bzw. Aktivierung einer Fernsehkamera und einer Synchrongeneratorschaltung 205.

Die Schaltung 205 ist eine handelsübliche Halbleiterschaltung, wie sie üblicherweise für die Erzeugung der verschiedenen Signale für Videovorrichtungen benutzt wird, beispielsweise für Misch-Synchronstufe 206, Horizontaltreiberstufe 207, Vertikaltreiberstufe 208, Feldindexstufe 209 und Mischaustaststufe 210. Diese Signale erscheinen mit den betreffenden Bezeichnungen in allen restlichen Figuren.

Beim Einschalten der Stromversorgung initialisieren die Signale 211 und 212 die verschiedenen Zähler, Verriegelungsschaltungen usw. des Systems. Durch die Signale 211 und 212 werden alle Schaltungen synchron geschaltet. Diese Signale werden durch Torschaltungen 213 bzw. 216 auf übliche Weise erzeugt. Zunächst wird ein in der Rückkopplungsstrecke eines Horizontaltakt-Oszillatorkomparators 218 liegendes Potentiometer 217 so eingestellt, daß die Größe des auf dem Bildschirm erscheinenden Prüfzeichens der Standardgröße für den betreffenden Betrachtungsabstand entspricht. Das Ausgangssignal eines Verstärkers 218, durch eine Torschaltung 219 gepuffert bzw. zwischengespeichert und invertiert, stellt ein Horizontal-Treibertaktsignal 220 dar. Ein durch eine Torschaltung 221 gepuffertes und invertiertes Signal 222, das auch in den anderen Figuren erscheint, stellt das Komplement des Signals 220 dar.

Die Signale 220 und 222 werden durch das Signal 210 unter der Wirkung eines Univibrators 223 synchronisiert. Die Länge des Ausgangsimpulses des Univibrators 223 wird mittels des Potentiometers 224 eingestellt und ermöglicht die Zentrierung der Prüfzeichen in der waagerechten Ebene.

Fig. 3 zeigt die Maßstabswähl-Logikschaltung zur Erzeugung eines binär verschlüsselten Signals 301, welches die Größe des mittels der Schalttafelschalter 122 gewählten Prüfzeichens angibt.

Mittels der Schalter 122 sind 16 feste Größen der Sehschärfen- Prüfzeichen im Größenbereich von 20/10 bis 20/400 wählbar. Wenn einer der Schalter 122 gedrückt wird, wird ein 4-Bit-Code durch eine Codierschaltung 303 oder 304 erzeugt und durch die Multiplexerschaltung 305 zum Festwertspeicher 306 mehrfach durchgeschaltet, um über Adressenleitungen 307 bis 310 am Festwertspeicher 306 in einem 4-Bit-Binärformat zu erscheinen. Der Festwertspeicher 306 legt daraufhin an eine Signalleitung 301 einen 8-Bit- Code entsprechend dem gewählten Maßstab (Größe des Prüfzeichens) an. Dieser Code wird durch ein Signal 311 in Maßstabszähler 601 und 602 gemäß Fig. 6 geladen.

Je nach der gedrückten Drucktaste wird das Signal 311 durch das Signal 212 oder das Signal 313 über die Torschaltung 314, Entprellungs-Flip-Flops 315 und 316 sowie eine Torschaltung 317 erzeugt. Das Signal 311 wird durch das Signal 208 synchronisiert.

Die Torschaltung 319 spricht auf die Signale von der Orientierungsänderung- Drucktaste 318 und die Signale 212 und 313 so an, daß stets eine Änderung der Zeichenorientierung auftritt, wenn unterschiedliche Zeichengrößen gewählt werden oder die Drucktaste 318 gedrückt wird.

Das Flip-Flop 320 macht das Signal vom Schalter 318 stoßspannungsfrei, und es erzeugt das Orientierungsänderungssignal 321, das durch das Signal 209 synchronisiert wird.

Die automatische Änderung der Zeichenorientierung bei Änderung der Zeichengröße sowie die Möglichkeit für eine willkürliche Änderung der Zeichenorientierung in Verbindung mit einer zufallsmäßigen Zeichenänderung stellen neuartige Maßnahmen dar.

Andere zweckmäßige Merkmale der Vorrichtung liegen in der stufenlosen Varioeinstellung für die Prüfzeichen und in der Wahlmöglichkeit für verschiedene Größenänderungsgeschwindigkeiten sowohl bei Zeichenvergrößerung als auch bei Zeichenverkleinerung.

Fig. 4 veranschaulicht einen Teil der Schaltung zur Durchführung der Varioeinstellung, die einfach durch Vergrößerung oder Verkleinerung der mittels des Signals 301, das in Zählern 601 und 602 gemäß Fig. 6 gespeichert ist, bestimmten Größe realisiert wird. Die Geschwindigkeit der Größenänderung ist mittels eines Drehschalters 401 (Fig. 4 und 18) wählbar. Ein durch die Stellung des Schalters 401 erzeugter 1 aus 8-Code wird in einen 3-Bit- Code umgewandelt, welcher einen Eingang zur Multiplexerschaltung 403 adressiert.

Der Einfachheit halber stellt das Signal 209 die Quelle für das Maßstabsänderungs-Taktsignal 418 dar. Welligkeitszähler 404 und 405 teilen das Signal 209 in acht verschiedene Signalfrequenzen. Jedes der Signale 410 bis 417 dient als Eingangssignal zum Multiplexer 403. Das 3-Bit-Adressensignal am Multiplexer 403 wählt einen der Eingänge, so daß das Ausgangssignal 418 ein mittels des Schalters 401 gewähltes Maßstabsänderungs-Taktsignal ist. Das Signal 418 wird von den Schaltungen gemäß Fig. 6 verarbeitet und ist daher in Verbindung mit Fig. 6 näher erläutert.

Fig. 5 veranschaulicht verschiedene andere Schalttafelschalter. Ein Schalter 501 ermöglicht eine Vergrößerung oder Verkleinerung der Zeichengröße in der Varioeinstellbetriebsart. Dabei erfolgt mittels eines Signals 502 eine Zeichenvergrößerung und mittels eines Signals 503 eine Verkleinerung der Zeichengröße. Flip-Flops 501 und 505 machen das Signal des Schalters 501 stoßspannungsfrei. Das Signal 209 synchronisiert diese Signale.

Mittels eines Schalters 506 kann entweder die Wiedergabe eines einzelnen Prüfzeichens oder die Wiedergabe einer Zeile aus fünf Prüfzeichen gewählt werden. Dabei aktiviert ein Signal 507 die entsprechenden Schaltungen gemäß Fig. 14.

Ein Signal 508 ermöglicht die mittels des Schalters 509 gewählte normale oder schwarz-weiß-invertierte Videowiedergabe. In der normalen Wiedergabeart erscheint ein weißes Prüfzeichen auf einem schwarzen Bildschirm. Das Signal 508 ist der Schaltung gemäß Fig. 12 zugeordnet.

Im Laufe der Untersuchung kann die Bedienungsperson wünschen, die Darstellung auf dem Bildschirm vorübergehend zu löschen und sich mit dem Patienten zu beraten. Mittels des Schalters 510 kann ein durch Flip-Flops 511 und 512 stoßspannungsfrei gemachtes Signal zur Durchführung dieser Funktion geliefert werden. Dieses Signal 513 ist der Schaltung gemäß Fig. 11 zugeordnet.

In dieser Löschbetriebsart leuchtet eine Lampe 514 auf. Die Untersuchungsperson kann hierauf durch Drücken des Schalters 510 an derselben Stelle mit der Untersuchung fortfahren, wobei der Löschzustand aufgehoben wird und dieselben Prüfzeichen dargestellt werden, oder es kann unmittelbar auf die Varioeinstellbetriebsart übergegangen werden. Beim Drücken des Schalters 501 betätigt eines der Signale 502 oder 503 die Torschaltung 515 und das Flip-Flop 512, so daß der Löschzustand aufgehoben wird und Prüfzeichen sich ändernder Größe auf dem Bildschirm erscheinen.

Die auf dem Bildschirm wiedergegebenen Prüfzeichen können wahlweise auch in unterschiedlicher Größe dargestellt werden. Bei der Zeichengrößenänderung durch Betätigung eines der Schalter 122 wird dabei ein Signal 311 erzeugt, durch welches auch der Löschzustand aufgehoben wird.

Vor der Erläuterung der verschiedenen Signale gemäß Fig. 6 sollen verschiedene Merkmale bezüglich der festgespeicherten Standardprogramme betrachtet werden.

Die Prüfzeichengröße muß insbesondere in der Varioeinstellbetriebsart sowohl bezüglich ihres kleinsten als auch ihres größten Werts begrenzt werden, um zu gewährleisten, daß ein Prüfzeichen aus einer Mindestzahl von Rasterzeilen besteht und daß zwischen Ober- und Unterseite des sichtbaren Bildschirmfelds eine zweckmäßige Begrenzung vorhanden ist. Für ein Prüfzeichen mit einer Höhe von fünf Segmenten ist die kleinste Prüfzeichengröße, wie erwähnt, auf fünf Rasterzeilen festgelegt. Aus praktischen Gründen ist die maximale Größe auf 400 Rasterzeilen festgelegt. Standardprogramm- Begrenzungsmodule 603 und 604 legen bei der beschriebenen Vorrichtung diese Grenzen fest.

Ein aus acht Bits bestehender Code von der unteren Begrenzervorrichtung 603 wird zu in Kaskade geschalteten Komparatorschaltungen 605 und 606 geliefert, während die codierte oder verschlüsselte obere Grenze auf ähnliche Weise Komparatoren 607 und 608 eingegeben wird.

Da die Zähler 601 und 602 über Zählervoreinstell-Eingangssignale 301 codierte Maßstabsdaten von den Schaltern 122 enthalten, ist ersichtlich, daß ein Vergleich zwischen den Ausgangssignalen der Zähler 601 und 602 bestätigt, daß der gewählte Maßstab zwischen den oberen und unteren Grenzwerten nach Maßgabe der Module 603 und 604 liegt. Infolgedessen werden an die Komparatoren 605 bis 608 Zählerausgangssignale 609 bis 616 angeschaltet. Wenn die Inhalte der Zähler 601 und 602 zwischen den durch die Module 603 und 604 bestimmten Grenzwerten liegen, schalten Signale 617 und 618 Torschaltungen 619 bzw. 620 teilweise durch.

Es sei angenommen, daß in der Varioeinstellbetriebsart das Signal 503 anliegt, d. h. daß sich die Darstellung fortlaufend verkleinert. Das Signal 503 ergänzt das Durchschaltsignal für die Torschaltung 620, wobei jedes Taktsignal 418 vom Inhalt der Zähler 601 und 602 subtrahiert wird. Auf ähnliche Weise schaltet das Signal 502 bei der fortlaufenden Zeichenvergrößerung die Torschaltung 619 durch, so daß die Signalimpulse 418 zum Inhalt des Zählers hinzuaddiert werden.

Beim Erreichen eines Grenzwerts wird in jeder Betriebsart das Signal 617 oder das Signal 618 aufgehoben, wobei die Änderung des Zählerinhalts beendet wird. Zu diesem Zeitpunkt bleibt die Größe des dargestellten Prüfzeichens unverändert.

Die tatsächliche Größe des Prüfzeichens bestimmt sich durch die Zahl der Rasterzeilen, aus denen er besteht. Wenn die Zähler 601 und 602 beispielsweise Daten enthalten, die einen Prüfzeichengrößen-Maßstabsfaktor von 2 verlangen, sind für die Wiedergabe des Prüfzeichens insgesamt 2 × 5 Zeilen erforderlich. Da eine Zeilensprungabtastung durchgeführt wird, muß die Gesamtzahl der Zeilen durch 2 dividiert werden. In diesem Fall liefert jedes Feld zur Bildung des Prüfzeichens 5 Zeilen aus der Gesamtzahl der zur Bildung des Prüfzeichens erforderlichen Rasterzeilen.

Addierwerke 621 und 622 sind zum Multiplizieren von Maßstabsfaktorsignalen 609 bis 619 mit dem Faktor von 2,5 geschaltet, so daß die Ausgangssignale 623 der Addierwerke Daten enthalten, welche die Zeilenzahl vom Anfang des Videofensters bis zur Mittellinie des Prüfzeichens angeben. Beim angenommenen Maßstab von 1 : 2 entspricht das Signal 623 somit 2 × 2,5 bzw. 5 Rasterzeilen. Das Signal 623 erscheint auch in den Spaltungen gemäß Fig. 7, 8 und 14.

Bezüglich der horizontalen Größe der Prüfzeichen wird das Signal 623 zur Steuerung der Zahl der Zählschritte bis zur Mittellinie eines Prüfzeichens benutzt. Die Zahl der Zählschritte entspricht dabei der Zahl der Rasterzeilen.

Die in Fig. 6 mit 624 bezeichneten Maßstabsfaktorsignale 609 bis 616 werden gepuffert bzw. zwischengespeichert und invertiert. Die Signale 624 erscheinen auch in den Schaltungen nach Fig. 9 und 13. Ein Signal 625, welches das niedrigste Bit des Maßstabsfaktorworts darstellt, wird in der Schaltung nach Fig. 9 verwendet.

In Fig. 7 sind herkömmliche Digitalanzeige- und Treiberschaltungen dargestellt. Diese an sich bekannten Schaltungen erfüllen jedoch eine neuartige Funktion. Die Signale 623 werden durch Binär: BCD-Module 701 bis 704 decodiert und wiederum durch BCD-Siebensegmentwandler 705 bis 707 decodiert, um eine Anzeige 90 anzusteuern, welche den Nenner des Sehschärfenprüfzeichens bzw. der Zeichengröße wiedergibt. Beispielsweise kann auf der Anzeige 90 die Zahl "120" erscheinen. Die Zeichengröße entspricht dann "20/120", wobei die Größe "20" in der Anzeige 90 fest verdrahtet ist (vgl. Fig. 18).

In der Varioeinstellbetriebsart kann es wünschenswert sein, die Untersuchungen mit Prüfzeichen einer kleineren Größe als derjenigen zu beginnen, welche der Patient noch erkennen kann. Während die Prüfzeichengröße mittels des Varioeinstellreglers fortlaufend vergrößert wird, erscheint auf der Anzeige 90 ständig die genaue Prüfzeichengröße. Wenn der Patient erkennen läßt, daß er ein Prüfzeichen zu unterscheiden vermag, wird die Varioeinstellung unterbrochen, worauf die Prüfzeichengröße notiert werden kann. Auf diese Weise wird eine quantitative Information erzielt, die bisher wegen der Einschränkungen der mit Standardgröße oder fester Größe arbeitenden Prüfzeichenanzeigen nicht erreichbar war.

Fig. 8 veranschaulicht die Vertikalverzögerungszählerschaltungen, die zur Festlegung des oberen Rands der dargestellten Prüfzeichen dienen. Ein Standardprogramm-Modul 801 enthält die Zahl der Rasterzeilen pro Feld von der Oberkante bis zur Mittellinie des Bildschirms. Das Modul 801 ist dabei an die Voreinstelleingänge von Zählern 802 und 803 angeschlossen. Beim Auftreten des Vertikal-Treiberimpulses 208 wird der Inhalt des Moduls 801 in die Zähler geladen. Letztere zählen sodann von dieser Größe aus in Richtung auf Null abwärts.

Ein Flip-Flop 806 wird durch das Signal 209 gesetzt, welches die Arbeitsweise der Schaltung so synchronisiert, daß sie mit einem geradzahligen Feld (Bildfeld) koinzidiert. Ein Signal 807 bezeichnet ein ungeradzahliges Feld in der Vertikal- Zeilensprungabtastung. Wenn das Flip-Flop 806 durch das Signal 209 gesetzt ist, wird es durch das Signal 208 gekippt. Beim nächsten Auftreten des Signals 208 erfolgt die Abtastung im geradzahligen Bildfeld oder Rahmen, wobei das Signal 209 nicht erscheint. Das Signal 208 bewirkt dann ein Kippen des Flip-Flops 806 in den Setzzustand zur Erzeugung des Signals 807.

Zu den Komparatorschaltungen 808 und 809 ist ein Signal 623 gespeist, welches die Zahl der Zeilen für die halbe Zeichenhöhe angibt. Wie erwähnt, ist diese Zahl eine Funktion des gewählten Maßstabs.

Torschaltungen 804, 811 und 812 lassen das Signal 207 zu Zählern 802 und 803 durch. Die Zähler zählen die Impulse des Signals 207 und subtrahieren diese von den durch das Modul 801 in sie geladenen Zählständen. Die Zählung dauert an, bis der Zählstand der Zähler 802 und 803 der Zahl der Signalimpulse 623 gleich ist, mit welcher der Zählstand durch die Schaltungen 808 und 809 verglichen wird. Wenn Gleichheit zwischen beiden Zahlen festgestellt wird, wird ein Signal 813 geliefert, welches das vertikale Fenster öffnet und bei dem der obere Rand des Prüfzeichens beginnt. Der Zählstand, bei dem Gleichstand erreicht ist, wird durch das Signal 807 um einen Zählschritt eingestellt, wodurch ein Zählschritt in den Komparator 810 eingegeben wird. Dieser Zählschritt wird zu dem im Signal 623 enthaltenen Zählstand hinzuaddiert, wobei er den Zählstand mit den Erfordernissen für die Zeilensprungabtastung vereinbar macht.

Das Signal 814 gemäß Fig. 9 wird durch eine Torschaltung 811 geliefert.

Bei der weiteren Vertikalabtastung werden die Zähler 802 und 803 durch das Signal 815, welches die Torschaltung 812 sperrt, am Weiterzählen gehindert. Das Vertikalfenster bleibt dabei unter der Steuerung der Schaltung nach Fig. 9 offen.

Gemäß Fig. 9 ist das Signal 814 durch die Torschaltung 901 gesperrt worden. Wenn das Vertikalfenstersignal 813 das Flip-Flop 905 setzt, das seinerseits die Torschaltung 901 durchschaltet, wird das Signal 902 für die Taktsteuerung der Zähler 903 und 904 benutzt. Wenn das Flip-Flop 905 gesetzt ist und das Signal 813 anliegt, wird ein Vertikalfenster-Offensignal 906 erzeugt.

Die hauptsächliche Funktion der Schaltung nach Fig. 9 besteht darin, die Zeilenadresse des Festwertspeichers 501 (Fig. 12) zu wählen, in welchem die Sehschärfen-Prüfzeichen gespeichert sind. Bei der sequentiellen Wahl der Zeilenadressen wird das Vertikalfenster für eine Zahl von Zeilen offen gehalten, die mit dem gewählten Maßstab vereinbar ist. Das Signal 624 enthält dabei die Meßstabsdaten.

Wenn beispielsweise die Zeichengröße 20/5 beträgt, ist der Maßstab 1 : 1, wobei die im Signal 624 enthaltenen Daten eine Zeile darstellen. Infolgedessen besteht jedes der fünf vertikalen Segmente des Prüfzeichens aus jeweils einer Zeile, so daß das Prüfzeichens 5 Zeilen hoch wird. Aufgrund der Zeilensprungabtastung erscheint ein Teil der fünf Zeilen im geradzahligen Feld, während der Rest im ungeradzahligen Feld erscheint. Die erforderliche Beziehung entspricht dabei derjenigen nach Fig. 9A. Wenn das Prüfzeichen beispielsweise ein gewöhnliches "Drehen des E" ist, gibt Fig. 9A die Beziehung zwischen ungeradzahligen oder geradzahligen Maßstabsgrößen sowie die ungeradzahligen oder geradzahligen Felder der Zeilensprungabtastung für Maßstabsfaktoren von bis zu 6 an.

Aus der Tabelle gemäß Fig. 9A geht hervor, daß bei einem Maßstabsfaktor von 1 (1 : 1) im geradzahligen Feld drei Zeilen und im ungeradzahligen Feld zwei Zeilen auftreten. Ein Maßstab von 3 besteht aus insgesamt 15 Zeilen, von denen 7 Zeilen im geradzahligen und 8 Zeilen im ungeradzahligen Bildfeld erscheinen usw.

Durch Signale 907, 807, 610, 609 und 913 angesteuerte exklusive ODER-Glieder 910 und 911 sowie ein NAND-Glied 912 liefern Daten zum Flip-Flop 914, welches die Zähler 903 und 904 für einen Zählschritt an einer Zählung hindern.

Die Zähler 903 und 904 zählen die Impulse des Signals 902. Wenn das Flip-Flop 914 durch die kombinierte Wirkung des Ausgangssignals der Torschaltung 912 und des Signals 902 gesetzt ist, ist das Signal 915 niedrig, wobei der nächste Signalimpuls 902 die Flip-Flops 914 und 915 freimacht und hoch ist. Die Zähler 903 und 904 werden aufgrund des niedrigen Signals vor dem Signalimpuls 902 gesperrt, so daß sie einen Signalimpuls 902 auslassen. Ein vertikales Segment enthält daher eine Zählung weniger als die anderen Segmente. Wenn der Maßstabsfaktor eine gerade Zahl ist, enthalten alle Vertikalsegmente gleiche Zeilenzahlen. Ist der Maßstabsfaktor dagegen eine ungerade Zahl, ist zwischen aufeinanderfolgenden Segmenten ein Unterschied von einer Zeilenzahl erforderlich.

Die Zähler 903 und 904 zählen von den durch die Signale 624 in sie geladenen Zählständen aus in Richtung auf Null. Wenn die Zählung die Größe "1" erreicht, bewirkt das Signal 916 eine Taktsteuerung des Zählers 917, wodurch das nächste Segment im Festwertspeicher 1201 adressiert wird. Das Signal 916 lädt außerdem die Maßstabsfaktorzahl wieder in die Zähler 903 und 904, worauf die Zählung wiederum für das eben adressierte Vertikalsegment beginnt. Aufgrund der Sperrung der Zähler 903 und 904 für einen Signalimpuls 902 kann ein weiterer Signalimpuls 902 auftreten, bevor das Signal 916 erzeugt wird.

Wenn die Zählfolge für das letzte Vertikalsegment des Prüfzeichens abgeschlossen ist, bewirken Signale 913 und 909, daß das Ausgangssignal der Torschaltung 918 das Flip-Flop 905 rückstellt und das Vertikalfenster geschlossen wird.

Fig. 10 veranschaulicht die Schaltung zum Multiplexen von Signalen von den Horizontalfensterzählern für jedes der fünf Zeichen in einer Zeilendarstellung. Ein Signal 207 leitet den Betrieb dieser Schaltung ein. Ein Horizontalfensterzähler ist in Fig. 14 dargestellt. Die Zähler zählen vom linken Rand des Bildschirms bis zur Mittellinie jedes Prüfzeichens. Die Zählung hängt davon ab, welches der fünf Prüfzeichen betroffen ist, sowie vom Maßstab bzw. der Zeichengröße. Die Zählung bis zur Mitte des mittleren Prüfzeichens ist unabhängig vom Maßstab selbstverständlich jeweils gleich. Die Arbeitsweise der Zähler wird später noch näher erläutert werden. Ein Ausgangssignal, wie das Signal 1401 vom Zähler für das Prüfzeichen 0 (das am weitesten links befindliche Prüfzeichen) setzt das Flip-Flop 1001 zur Lieferung eines Signals 1002. Ein durch das Vertikalfenster-Offensignal 906 aktivierter Prioritätscodierer 1003 liefert ein Signal 1004, welches das horizontale Fenster in Abhängigkeit vom Signal 1002 öffnet. Der Ausgang des Codierers 1003 liefert Signale 1005, die zum Wählen der Orientierung bzw. Ausrichtung des Zeichens im Festwertspeicher 1201 benutzt werden.

Das für das Zeichen "0" geöffnete horizontale Fenster wird unter der Steuerung einer zu beschreibenden Schaltung offen­ gehalten. Am Ende des Zeichens bewirkt das Signal 1104 eine Rückstellung des Flip-Flops 1001 über eine Wählschaltung 1008 und schließt das Fenster. Anschließend wird das Flip-Flop 1006 zur Lieferung eines Signals 1007 durch ein Signal 1402 gesetzt, und das Fenster wird auf vorstehend beschriebene Weise für das Prüfzeichen "1" geöffnet. Das Signal 1005 leitet das Signal 1104 zum Rückstellen des Flip-Flops 1006 über die Wählschaltung 1008.

Zusammenfassend bewirkt die Schaltung gemäß Fig. 10 ein Multiplexen der Signale von den Horizontalfensterzählern zum Öffnen und Schließen des Horizontalfensters für jedes der fünf Zeichen während des Vertikalfenster-Offensignals 906, wobei diese Schaltung durch das Horizontaltreibersignal 207 synchronisiert ist.

Fig. 11 veranschaulicht die Horizontalmaßstabs-Multiplizierschaltung, welche im Horizontalbereich dieselbe Funktion erfüllt wie die Schaltung gemäß Fig. 9 im Vertikalbereich. Dabei enthalten Signale 609 und 624 die Maßstabsinformation, die in die Zähler 1101 und 1102 geladen wird. Das Signal 1004 setzt ein Flip-Flop 1003. Ein Signal 1105 aktiviert die Zähler, welche die Signalimpulse 222 von dem Zählstand, der in ihnen durch die Signale 624 und 609 voreingestellt worden ist, auf "1" zählen. Wenn die Größe "1" erreicht ist, läßt das Signal 1106 den Zähler 1107 um einen Zählschritt unter Änderung des Signals 1108 hochzählen, um das nächste Segment des Zeichens im Festwertspeicher 1201 zu adressieren und die Zähler 1101 und 1102 mit den Signalen 624 bzw. 609 wieder zu laden. Am Ende des fünften Segments bewirkt das Signal 1106 die Rückstellung des Flip-Flops 1103 unter Schließung des horizontalen Fensters für das erste Zeichen. Beim Auftreten des nächsten Signals 1104 wiederholt sich dieser Vorgang. Das Signal 1104 erscheint in Abhängigkeit von den Signalen 906, 513 und 1004 zur Steuerung des Fensters auf die vorher beschriebene Weise.

Fig. 12 zeigt die Videomultiplexerschaltung. Die Sehschärfen- Prüfzeichen sind im Festwertspeicher 1201 in verschiedenen unterschiedlichen Orientierungen gespeichert. Die Signale 907, 908 und 909 dienen zusammen mit dem Signal 1108 zur Auswahl von Zeile und Spalte der gespeicherten Zeichen. Signale 1202 und 1203 bestimmen die Orientierung bzw. Ausrichtung des gewählten Zeichens durch Erfüllung des Adressiererfordernisses des Festwertspeichers 1201. Signale 1202 und 1203 werden von Datenwählschaltungen 1204 bzw. 1205 geliefert, die auf Signale, wie die Signale 1502 und 1503 ansprechen. Diese letzteren Signale stammen von Zeichenorientierungs- Zufallssteuerschaltungen für jedes der fünf Prüfzeichen. Diese, in Fig. 15 dargestellten Schaltungen werden noch näher erläutert werden. Der Datenwähler 1204 wählt ein Orientierungssignal aus der Signalgruppe 1502, während der Datenwähler 1205 ein Signal aus den Signalen 1503 auswählt. Jeder der fünf Zeichen in der Zeile wird durch Zeichenwählsignale 1005 getrennt gewählt.

Das Videoausgangssignal 1206 wird durch das Signal 1104 durch den Datenwähler 1207 durchgeschaltet. Die Austast- bzw. Löschsteuerung erfolgt durch das Signal 210, während die Normal- oder Umkehrvideosteuerung durch das Signal 508 erfolgt. Eine Datenwählschaltung 1208 wird durch das Signal 508 angesteuert, um entweder das Signal 1209 oder sein Komplement 1210 zur Umkehrung, d. h. Umschaltung der Videodarstellung zu wählen.

Die Schaltung gemäß Fig. 13 enthält fünf Festwertspeicher 1301 bis 1305. Diese Festwertspeicher enthalten die Daten der horizontalen Zählung bis zur Mittellinie für die Prüfzeichen "0", "1", "3" und "4" in der Zeilendarstellung. Die Mittenzählungsdaten für das zweite Prüfzeichen sind festgelegt, weil sich dieses Zeichen nicht mit dem Maßstab verändert. Bei einer Maßstabsänderung ist eine variable Zählung bis zur Zeichenmittellinie für die anderen Prüfzeichen erforderlich.

Im kleinsten Maßstab sind die fünf Zeichen in einer Zeile jeweils in einem Abstand entsprechend einem Zeichen voneinander entfernt. Bei zunehmendem Maßstab verschieben sich die außenseitigen Zeichen in Auswärtsrichtung auf die Ränder der betreffenden Bildschirme 84 und 80, um den Abstand von einem Zeichen aufrechtzuerhalten. Die Festwertspeicher enthalten daher bei jedem Maßstab für jedes Prüfzeichen eine Zählung bis zur Mittellinie. Hierfür ist ein 10-Bit-Code erforderlich, wobei der Festwertspeicher 1305 die beiden höchsten Bits der Daten für jedes Zeichen enthält, während der Festwertspeicher 1301 die Daten für das Zeichen "0" enthält und die Festwertspeicher 1302, 1303 und 1304 die Daten für die Zeichen "1", "3" und "4" enthalten.

Die Ausgangssignale der Festwertspeicher, beispielsweise das Signal 1306 des Speichers 1305, werden an einzelne Horizontal-Verzögerungszähler für jedes Zeichen angelegt.

Bei weiterer Vergrößerung des Maßstabs werden die außenseitigen Prüfzeichen durch die Signale 614, 615 und 616 auf dem Bildschirm gelöscht, bevor sie dessen Rand erreichen. Dabei werden die Zeichen "0" und "4" zuerst gelöscht bzw. unterdrückt. Bei weiterer Verzögerung des Maßstabs erfolgt die Unterdrückung der Zeichen "1" und "3", so daß nur das Zeichen "2" zurückbleibt, das auf den Maßstab 20/400 vergrößert werden kann. Bei diesem Maßstab nimmt dieses Zeichen die gesamte Bildschirmfläche ein. Signale 624 und 614, 615, 616 liefern die Maßstabsdaten zu den Festwertspeichern, die daraufhin dadurch ansprechen, daß sie die Daten für die Zählung bis zur Mittellinie zu jedem der einzelnen Horizontal- Verzögerungsfehler liefern.

Fig. 14 veranschaulicht einen typischen Horizontal-Verzögerungsfehler für ein Prüfzeichen. Die Mittellinienzählungs- Datensignale 1306 werden durch den Horizontaltreiberimpuls 207 in die Zähler 1402, 1403, und 1404 geladen.

Komparatorschaltungen 1405 bis 1407 vergleichen den Inhalt der Zähler mit Datensignalen 623. Diese Signale 623 enthalten die Zählung von der Mittellinie bis zur Zeichenkante bzw. eine Zählung entsprechend der halben Zeichenbreite. Die Zähler 1402 bzw. 1404 zählen die Taktimpulse 220 in Richtung auf "0" herab. Wenn die Zählung so verkleinert worden ist, daß sie dem Signal 623 entspricht, liefern die Komparatoren ein Signal 1401, welches das horizontale Fenster öffnet und bei dem der Rand des Zeichens auf der Bildschirmfläche erscheint. Die Wirkung des Signals 1401 ist vorher bereits anhand von Fig. 10 erläutert worden. Wenn der Zähler die nächste Zählung zählt, nachdem Gleichstand zwischen den Signalen 623 und den Zählerinhalten erreicht worden ist, verhindert ein Signal 1408 ein weiteres Zählen durch Sperren des Taktimpulseingangs zu den Zählern.

Fig. 15 veranschaulicht die Schaltung für die zufallsmäßige Adressierung eines Zeichens im Festwertspeicher zwecks Gewährleistung der zufallsmäßigen Orientierungsdarstellung. Die Vorrichtung enthält dabei fünf derartige Schaltungen, nämlich jeweils eine für jedes Zeichen in der Zeile. Die Funktion des 2-Bit-Random-Adressencodes 1502, 1503 wurde bereits in Verbindung mit Fig. 12 erläutert. Dieser Code erlaubt ersichtlicherweise die Wahl vier verschiedener Orientierungen bzw. Zeichenlagen. Zur Gewährleistung, daß eine Orientierungsänderung stets dann auftritt, wenn sie durch das Signal 321 angefordert wird, ist die Schaltung so ausgelegt, daß sie die Wiedergabe der augenblicklichen oder vorherigen Zeichenlage verhindert. Auf das Signal 321 hin erscheint somit das Zeichen in einer der drei restlichen Orientierungen.

Der Augenblicksorientierungscode 1502 und 1503 ist in Flip- Flops 1501 und 1504 enthalten und dient als Eingangssignal zur Komparatorschaltung 1505.

Das Signal 321 bewirkt eine Taktsteuerung der Flip-Flops zur Speicherung eines neuen Orientierungscodes. Der eingegebene Code kann von einer von zwei Quellen stammen, nämlich von den Flip-Flops 1506 bis 1507 oder von den Flip-Flops 1508 bis 1509. Die Ausgangssignale der Flip-Flops 1506 und 1507 sind Signale 1510 bzw. 1511, die außerdem an den Komparator 1505 angelegt werden. Wenn die beiden Sätze codierter Signale 1502, 1503 und 1510, 1511 identisch sind, wählt das Ausgangssignal 1512 des Komparators 1505 die Ausgänge der Flip-Flops 1508 und 1509 über den Datenwähler 1513. Wenn die beiden codierten Signale nicht gleich sind, lädt der Datenwähler 1513 die Ausgangssignale der Flip-Flops 1506, 1507 in die Flip-Flops 1501 bzw. 1504.

Ein Signal 1409 ist der Horizontaltreiberimpuls zum Taktsteuern der Flip-Flops 1506 und 1507, die zur Bildung eines Schiebebetriebsartzählers geschaltet sind. Ihre Ausgangssignale 1514 bzw. 1515 werden durch einen BCD/Dezimaldecodierer 1516 decodiert, der an die Multiplexerschaltung 1517 angeschlossen ist. Das Ausgangssignal 1518 des Decodierers 1516 dient zur Taktsteuerung der Flip-Flops 1508 und 1509, die als Schiebezähler geschaltet sind und deren jeweilige Ausgangssignale 1519 bzw. 1520 die Eingangssignale zum Datenwähler 1517 adressieren.

Die Tabelle gemäß Fig. 15A veranschaulicht die Beziehung zwischen den Ausgangssignalen von den Zählern 1506, 1507 und 1508, 1509. Ersichtlicherweise sind die beiden Signalsätze stets unterschiedlich. Es ist somit ersichtlich, daß Koinzidenz zwishen den Flip-Flops 1501, 1504 und den Flip-Flops 1506, 1507 sowie die entsprechende Wahl der Flip-Flops 1508, 1509 als Quelle für die in die Flip-Flops 1501, 1504 zu ladenden Daten sicherstellt, daß sich stets ein anderer Code ergibt.

Das Signal 321 ist allen fünf Schaltungen der in Fig. 15 beispielhaft dargestellten Art gemeinsam zugeordnet. Das Signal 1409 ist typisch für fünf verschiedene Signale, von denen jeweils an einer getrennten Schaltung anliegt. Wenn diese Signale von getrennten, frei schwingenden, nicht zugeordneten Oszillatoren geliefert werden, ergibt sich eine Zufallsbeziehung zwischen den fünf einzelnen Zeichen auf einer Zeile. In der Praxis hat sich eine pseudo-zufällige Beziehung als zufriedenstellend erwiesen. Bei der dargestellten Ausführungsform werden daher durch das Signal 1409 repräsentierte Signale von Horizontaltreiberimpulsen gewonnen. Die Ausbreitungsverzögerungen zwischen den für die fünf Signale gewählten Punkten sind ausreichend, um die erforderliche Pseudozufallsverteilung bzw. -beziehung zu gewährleisten.

Fig. 16 veranschaulicht schließlich eine an sich bekannte Videotreiberstufe, welche die Signale 1206, 206 und 210 zur Erzeugung von Videomischsignalen 1601 vermischt. Das Signal 1601 dient zur Ansteuerung der Videoanzeigen bzw. Bildschirme 80 und 84 für den Patienten bzw. die Untersuchungsperson.

Claims (24)

1. Vorrichtung zum Erzeugen und Darstellen von Sehschärfe-Prüfzeichen, mit:

• - einer elektronischen Anzeigeeinrichtung (105) zum Anzeigen der Sehschärfe-Prüfzeichen,
• - einem elektronischen Speicher (101),
• - einer ersten Einrichtung (121, 137) zum Verändern der Größe der auf der Anzeigeeinrichtung (105) wiedergegebenen Sehschärfe-Prüfzeichen,
• - einer zweiten Einrichtung (123, 124) zum Wiedergeben der Sehschärfe-Prüfzeichen in verschiedenen Orientierungen und
• - einer Steuereinrichtung (311),

dadurch gekennzeichnet, daß

• - der elektronische Speicher (101) mit der Anzeigeeinrichtung (105) verbunden ist und einen Prüfzeichengenerator enthält, der Prüfzeichen für die Wiedergabe auf der Anzeigeeinrichtung (105) erzeugt,
• - die erste und die zweite Einrichtung (121, 137; 123, 124) mit dem elektronischen Speicher (101) verbunden sind,
• - die Steuereinrichtung (311) selektiv die erste und die zweite Einrichtung (121, 137; 123, 124) betätigt, und
• - die erste Einrichtung (121, 137) eine Einheit zum Ändern der vertikalen und horizontalen Abmessungen des Prüfzeichens unter Beibehalt von dessen Mittelpunkt umfaßt, so daß sich die Position des Prüfzeichens bei der Änderung seiner Größe nicht verändert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung Mittel zur quasikontinuierlichen Verstellbarkeit der Größe der auf der Anzeigeeinrichtung (105) wiedergegebenen Prüfzeichen enthält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine an den Speicher (101) angeschlossene dritte Einrichtung zur selektiven Wiedergabe einzelner oder mehrerer Prüfzeichen auf der Anzeigeeinrichtung (105).

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine an den Speicher angeschlossene vierte Einrichtung (509), um selektiv ein Bild normal oder schwarz weiß invertiert auf der Anzeigeeinrichtung (105) wiederzugeben.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Einheit zur Ausrichtung der Mittelpunkte von mehreren Prüfzeichen als Funktion ihrer Größe.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung eine Einheit zur Verhinderung einer Wiedergabe identischer Zeichenorientierungen in aufeinanderfolgenden Wiedergabezyklen aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Steuereinrichtung eine Einheit zur Anzeige der Größe der auf der Anzeigeeinrichtung (105) wiedergegebenen Prüfzeichen angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadudrch gekennzeichnet, daß neben der Steuereinrichtung eine mit dieser verbundene zweite elektronische Anzeigeeinrichtung zur gleichzeitigen identischen Wiedergabe der auf der Anzeigeeinrichtung erscheinenden Wiedergabe angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Anzeigeeinrichtung ein Strahlteiler (82) zur weitgehenden Ausschaltung des Einflusses des Umgebungslichtes angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Einheit zur Aufrechterhaltung proportionaler Abstände zwischen mehreren Prüfzeichen bei der Änderung der Prüfzeichengröße.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch ein Steuer- oder Schaltpult (70) mit einem Videobildschirm (80) und ein elektronisches Modul zur Zusammenstellung verschiedener Prüfzeichen in verschiedenen Orientierungen, wobei das Modul auch den Prüfzeichengenerator enthält.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß Schalter zum Wählen einer von mehreren zur Verfügung stehenden Prüfzeichengrößen, Regler für Prüfzeichenvergrößerung oder -verkleinerung, für Einzelprüfzeichen- oder Prüfzeichenzeilenwahl und normale oder schwarz-weiß-invertierte Darstellung sowie Drucktasten zur Änderung der Prüfzeichenorientierung vorgesehen sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Modul eine Öffnungseinrichtung aufweist, die zur Öffnung eines vertikalen Fensters zwecks Einleitung der Zeichenwiedergabe Daten von der Oberkante des Bildschirms der Anzeigeneinrichtung (105) bis zu dessen Mittellinie subtrahiert, wobei die Subtraktion der Zahl der vertikalen Zeilen bis zur Mittellinie des Zeichens, minus 1/2 Zeichenhöhe, multipliziert mit dem Zeichenmaßstab, entspricht.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungseinrichtung die Zahl der Zeilen in jedem vertikalen Segment des Prüfzeichens nach Maßgabe des gewählten Maßstabs zählt und das vertikale Fenster schließt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählsequenz die Gesamtzahl der Zeilen in die erforderliche Zeilenzahl für jedes von zwei Fenstern bei Vertikal-Zeilensprungabtastung dividiert.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikalkomponente bei der quasikontinuierlichen Verstellung durch kontinuierliche Änderung der Daten für die Zähler eingestellt wird, um die Ränder zu verschieben und die Zahl der Zeilen pro Segment des Vertikalfensters zu ändern.

17. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltpult eine Digitalanzeige zur Angabe der tatsächlichen Größe der Prüfzeichen aufweist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Modul weiterhin eine Subtraktionseinrichtung aufweist, die vom linken Rand des Bildschirms (80) zur Mittellinie des ersten und jedes folgenden Zeichens in einer waagrechten Zeichenzeile subtrahiert, um ein horizontales Fenster zu öffnen und jedes Zeichen an seinem linken Rand beginnen zu lassen, wobei die Subtraktion der Zahl von Zählerschritten zur Mittellinie des Zeichens, abzüglich 1/2 Zeilenbreite, multipliziert mit dem Zeichenmaßstab entspricht.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Subtraktionseinrichtung die Zahl von Zählerschritten eines Horizontal- Treibertakts innerhalb jedes horizontalen Segments nach Maßgabe des gewählten Zeichenmaßstabs zählt und das horizontale Fenster schließt.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Horizontalkomponente bei der quasikontinuierlichen Verstellung durch kontinuierliche Änderung der Daten für die Zähler eingestellt wird, um die Ränder zu verschieben und die Zahl der Zählerschritte pro Segment des horizontalen Fensters zu ändern.

21. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Modul eine Wiedergabeeinrichtung zur Wiedergabe der Zeichen in einer Zeile und in einem gegenseitigen Abstand, der eine Funktion der Zeichengröße darstellt, aufweist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedergabeeinrichtung die äußersten Zeichen bei einem größeren Maßstab unterdrückt, und zwar sowohl bei entsprechender Zeichengrößenwahl als auch in der quasi- kontinuierlichen Verstell-Betriebsart, um unvollständige und verzerrte Zeichen an den Bildschirmrändern zu vermeiden.

23. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Modul eine Änderungseinrichtung zur Änderung der Adresse der Zeichen in Festwertspeichern nach Maßgabe einer Änderung der Zeichenrorientierung aufweist und daß diese Änderungseinrichtung eine Schaltung umfaßt, welche die Wiederholung der augenblicklichen Zeichenorientierung vermeidet und gewährleistet, daß sich die Zeichenorientierung jedesmal ändert.