DE2937891C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Augenrefraktometer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einem derartigen Augenrefraktometer, wie es in der DE- OS 24 49 910 gezeigt ist, wird auf den Fundus eines zu untersuchenden Auges ein Meßstrahlbündel gerichtet, das dort reflektiert und einer Lichterfassungsvorrichtung zugeleitet wird. In Abhängigkeit von der die Lichterfassungsvorrichtung erreichenden Lichtintensität ist mittels einer Verarbeitungseinrichtung die Brechkraft des untersuchten Auges ermittelbar. Um das Augenrefraktometer und insbesondere die optische Achse des Meßsystems mit der Pupillenachse des zu untersuchenden Auges in Fluchtung bringen zu können, ist ein Ausrichtsystem vorgesehen, mittels dessen die Pupille des zu untersuchenden Auges betrachtet werden kann.

Bei der Brechkraftbestimmung mittels eines Augenrefraktometers gemäß der DE-OS 24 49 910 kann es sehr leicht zu fehlerhaften Messungen kommen, wenn der Patient während der Messung mit den Augen blinzelt bzw. zwinkert oder sich bzw. seine Augen bewegt. Eine derartige fehlerhafte Messung ist mit einem derartigen Augenrefraktometer nur schwer feststellbar, so daß die Meßgenauigkeit in vielen Fällen sehr gering ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Augenrefraktometer zu schaffen, bei dem fehlerhafte Messungen infolge von Bewegungen des Patienten zuverlässig festgestellt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist es einem Untersuchenden möglich, das zu untersuchende Auge sowohl vor, während als auch nach der Messung über eine Anzeigevorrichtung, beispielsweise einen Bildschirm, zu beobachten. Er kann somit während der Messung überprüfen, ob das zu untersuchende Auge korrekt auf das Fixationsobjekt blickt und ob ein Zwinkern, d. h. ein sogenannter Lidschlag, erfolgt. Dies trägt in hohem Maße zur Erhöhung der Meßgenauigkeit bei. Des weiteren kann der Untersuchende mit dem erfindungsgemäßen Augenrefraktometer eine zentralisierte Beobachtung durchführen, da das Ergebnis der Messung ebenfalls auf der Anzeigevorrichtung dargestellt wird. Der Untersuchende kann dabei das zu untersuchende Auge beobachten und dessen Zustand während der Messung mit dem Meßergebnis vergleichen, wodurch es möglich ist, unmittelbar zu entscheiden, ob eine weitere Messung durchgeführt werden muß oder nicht.

Mit Hilfe des Lidschlagdetektors kann ein Zwinkern des Auges, das zu einer Lichtintensitätsschwankung führt, automatisch festgestellt und somit eine fehlerhafte Messung zuverlässig angezeigt werden.

Vorteilhafte Weiterbildung des Augenrefraktometers sind Gegenstand der Unteransprüche.

Sowohl aus der JP-OS 54-12 193 als auch aus der DE-AS 12 99 907 ist es an sich bekannt, einen Fundus eines Auges bzw. eine auf den Fundus projizierte Testmarke mittels einer Videokamera auf einem Bildschirm abzubilden. Weitergehende Anregungen bezüglich des Erfindungsgegenstandes sind diesen beiden Druckschriften jedoch nicht zu entnehmen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung

Fig. 2 und 3 Ansichten von Bauteilen des Ausführungsbeispiels,

Fig. 4 und 5 Vorderansichten einer Anzeigevorrichtung,

Fig. 6 die Meßeinrichtung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1,

Fig. 7 bis 12 Ansichten von Bauteilen des Ausführungsbeispiels,

Fig. 13 und 14 Durchlaßkurven von im Ausführungsbeispiel benutzten Spiegeln,

Fig. 15 eine Ansicht eines Bauteils des Ausführungsbeispiels,

Fig. 16 eine Seitenansicht des Bauteils gemäß Fig. 15,

Fig. 17 die elektrische Schaltung, die im Ausführungsbeispiel benutzt wird, und

Fig. 18 Verläufe von elektrischen Signalen der Schaltung gemäß Fig. 17.

Die Fig. 1 zeigt ein zu untersuchendes Auge E, den Fundus bzw. Augenhintergrund Ec, insbesondere die Netzhaut des Auges, die Pupille Ep und die Hornhaut Ec. Ein Fixationsobjekt 1, das eine flimmernde Lichtquelle sein kann, ist ein entfernt vom Auge angebrachtes Symbol oder Bild. Ein dichroitischer Spiegel 2 hat eine Durchlaßkurve T gemäß der Fig. 13. Der dichroitische Spiegel 2 reflektiert jene Lichtstrahlen, deren Wellenlänge größer ist als die nah-infraroter Lichtstrahlen, und läßt solche Lichtstrahlen mit kürzerer Wellenlänge durch. Da der dichroitische Spiegel 2 relativ zum Betrachtungsstrahlengang des auf das Fixationsobjekt 1 blickenden Auges E schräg angebracht ist, kann die Person, deren Auge untersucht wird, das Fixationsobjekt 1 durch den Spiegel 2 sehen. Die Größe und der Aufbau des Spiegels 2 sind so vorgegeben, daß die Untersuchungsperson während der Messung das Fixationsobjekt 1 mit beiden Augen durch den Spiegel 2 sehen kann. Die Konstruktion eines solchen dichroitischen Spiegels 2 ist an sich bekannt.

Ein Objektiv 3 ist in einer Weise angebracht, daß die optische Achse des Objektivs 3 mit dem vom dichroitischen Spiegel 2 geteilten Betrachtungsstrahlengang des Auges E zusammenfällt. Der Spiegel 2 und das Objektiv 3 bilden zusammen ein optisches Objektivsystem. Eine Meßeinrichtung 4 dient zum Projizieren und Erfassen einer Teststruktur für die Messung und wird später mit Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben.

Ein zweiter dichroitischer Spiegel 5 hat eine Durchlaßkurve T gemäß Fig. 14, die erkennen läßt, daß der zweite dichroitische Spiegel 5 infrarote Lichtstrahlen reflektiert und solche Lichtstrahlen, deren Wellenlänge kürzer ist als die infraroten Lichts, durchläßt. Mit 6 wird ein Strahlenteiler und mit 7 eine Öffnungslinse bezeichnet. Wie die Fig. 2 zeigt, hat die Öffnungslinse 7 ein Loch 7 a, das mit der optischen Achse ausgerichtet ist. Die Funktion des Loches 7 a wird später beschrieben werden.

Eine Testbildplatte 8 hat eine Testbildmarke 8 a gemäß Fig. 3. Darüber hinaus sind eine Relaislinse 9, eine Bildaufnahmeröhre oder eine Anordnung von Bildaufnahmeelementen, wie z. B. ein Vidicon, 10 und eine rotes Licht emittierende Diode 11 zum Beleuchten des zu untersuchenden Auges E vorgesehen. Die Diode 11 ist außerhalb des Gehäuses des Augenrefraktometers angebracht.

Die Konjugation der beschriebenen verschiedenen Teile wird in der Zeichnung durch gestrichelte Linien angedeutet. Der Vorderteil des Auges E, z. B. die Oberfläche der Hornhaut Ec und die Testbildplatte 8 sind über die reflektierende Fläche des Spiegels 2, das Objektiv 3 und die Öffnungslinse 7 konjugiert, während die Testbildplatte 8 und die lichtempfangende Fläche der Bildaufnahmeröhre 10 über die Relaislinse 9 konjugiert sind. Mit dieser Anordnung nimmt die Bildaufnahmeröhre 10 die Abbildungen der Testbildmarke 8 a und des Vorderteils des Auges E einander überlappend auf.

Eine Diode 12 emittiert Licht größerer Wellenlänge als Nah-Infrarot. Die Schirmplatte 13 hat eine als Abgleichmarke dienende Öffnung 13 a. Während die Schirmplatte 13 im gezeigten Ausführungsbeispiel nur eine Öffnung 13 a auf der optischen Achse besitzt, ist es jedoch möglich, eine Vielzahl solcher Öffnungen symmetrisch zur optischen Achse anzuordnen. Die Lage der Schirmplatte 13 wird in der folgenden Weise bestimmt:

Befinden sich das zu untersuchende Auge E und das optische Objektivsystem in der richtigen Lage zueinander und wird die Hornhaut Ec als Konvexspiegel betrachtet, so kann das Lichtstrahlenbündel, das aus der Öffnung 13 a hervortritt, von der reflektierenden Fläche des Strahlenteilers 6 zum ersten dichroitischen Spiegel 2 reflektiert werden, indem es den zweiten dichroitischen Spiegel 5 und das Objektiv 3, das das reflektierte Strahlenbündel konvergiert, passiert. Der erste dichroitische Spiegel 2 reflektiert das Strahlenbündel auf die Hornhaut Ec. Von der Hornhaut Ec wird das Lichtstrahlenbündel zum ersten dichroitischen Spiegel 2 spiegelnd reflektiert, der seinerseits das Strahlenbündel zum Objektiv 3 reflektiert. Das Objektiv 3 bündelt die Lichtstrahlen erneut. Das gesammelte Strahlenbündel passiert den zweiten dichroitischen Spiegel 5, den Strahlenteiler 6 und das Loch 7 a der Öffnungslinse 7. Schließlich wird die Öffnung 13 a auf der Testbildplatte 8 abgebildet. Auf diese Weise ist die Öffnung 13 a mit dem Brennfleck des Konvexspiegels, d. h. der Hornhaut (welcher in der Mitte zwischen dem Hornhautscheitel und dem Krümmungszentrum der Hornhautoberfläche liegt) über den Strahlenteiler 6, das Objektiv 3 und den dichroitischen Spiegel 2 konjugiert. Die Testbildplatte 8 befindet sich in der hinteren Brennebene des Objektivs 3. Durch diese Anordnung wird von der Hornhaut reflektiertes Licht durch das Objektiv 3 in parallele Strahlen umgewandelt und auf der Testbildplatte 8 abgebildet. Ebenso wird durch die zusammengesetzte Brechkraft des Objektivs 3 und der Öffnungslinse 7 der Vorderteil des Auges Ec auf der Testbildplatte 8 abgebildet.

Die Funktionsweise des beschriebenen Augenrefraktometers ist folgende:

Werden die Dioden 11 und 12 angeregt, so emittieren sie infrarote und nah-infrarote Strahlen. Die infraroten bzw. nah-infraroten Strahlen, die von der Diode 11 emittiert werden, beleuchten den Vorderteil des untersuchten Auges E, werden von ihm gestreut reflektiert und zum ersten dichroitischen Spiegel 2 geführt. Die von der Fläche des Spiegels 2 reflektierten Strahlen treten in das Objektiv 3 ein, das sie in ein konvergentes Strahlen­ bündel umformt. Nur der nah-infrarote Anteil des konvergenten Strahlenbündels passiert den zweiten dichroitischen Spiegel 5 und den Strahlenteiler 6. Dieses Lichtstrahlenbündel wird infolge der Brechkraft der Öffnungslinse 7 einmal auf der Testbildplatte 8 und ein zweites Mal durch die Relaislinse 9 auf der lichtempfangenden Fläche der Bildaufnahmeröhre 10 abgebildet.

Andererseits treten die von der Diode 12 emittierten infraroten und nah-infraroten Strahlen in den Strahlenteiler 6 ein, der nur den nah-infraroten Anteil passieren läßt. Dieser Anteil wird zum untersuchten Auge E geleitet. Da der dichroitische Spiegel 2 nah-infrarotes Licht reflektiert, wird die Öffnung 13 a auf die lichtempfangende Fläche der Bildaufnahmeröhre 10 abgebildet.

Fig. 4 zeigt eine Anzeigevorrichtung in Form eines Bildempfangsgeräts 14, das mit einer Videokamera, zu der die erwähnte Bildaufnahmeröhre 10 gehört, elektrisch verbunden ist. Auf dem Bildschirm einer Fernsehröhre, z. B. einer Braun'schen Röhre, des Bildempfangsgerätes 14 wird der Vorderteil des untersuchten Auges, ein Bild 8 a′ der Testbildmarke 8 a und ein Bild 13 a′ der Öffnung 13 a abgebildet. Im Fall gemäß der Fig. 4 sind die Pupille Ep des untersuchten Auges E und die Abbildung 8 a′ der Testbildmarke 8 a, die auf dem Bildschirm erscheinen, nicht abgeglichen und die Abbildung 13 a′ der Öffnung 13 a erscheint getrübt auf dem Bildschirm. Dies ist ein Hinweis für den Untersuchenden, daß das untersuchte Auge E und das optische Objektivsystem des Augenrefraktometers nicht aufeinander abgeglichen sind und daß der Abstand zwischen dem Auge und dem optischen Objektivsystem exakter eingestellt werden sollte. Dazu bewegt der Untersuchende oder die Bedienungsperson des Augenrefraktometers senkrecht und horizontal ebenso wie rückwärts und vorwärts, um es in eine Lage zu bringen, die das Bild gemäß der Fig. 5 ergibt.

Gemäß der Fig. 5 sind die auf dem Bildempfangsgerät 14, z. B. einem Bildschirm, erscheinende Abbildung 8 a′ der Testbildmarke und die Pupille des untersuchten Auges konzentrisch zueinander angeordnet und das Bild 13 a′ der Öffnung 13 a liegt im Zentrum der Abbildung der Testbildmarke 8 a′. Die Abbildung 13 a′ der Öffnung 13 a erscheint klar und scharf konturiert auf dem Bildschirm.

In diesem Zusammenhang erscheint es denkbar, die Testbildmarke wegzulassen, solange die Öffnung als Ausrichtmarke benutzt wird. Die Benutzung der Testbildmarke hat jedoch einen besonderen Vorteil. Im allgemeinen besitzt ein solches Meßsystem, das sich der Spiegelreflexion bedient, ein hohes Maß an Empfindlichkeit, weshalb es schwierig ist, die Ausrichtmarke auf dem Bildschirm erscheinen zu lassen, ohne vor der notwendigen Feinabstimmung einen Grobabgleich durchzuführen. Unter diesem Aspekt macht eine Kombination aus Testbildmarke und Öffnung die Abgleicharbeit sehr einfach.

Im folgenden wird die Meßeinrichtung des Augenrefraktometers unter Bezugnahme auf Fig. 6 detailliert beschrieben.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Messung durchgeführt, indem drei Sätze von Teststrukturen, die drei Längsstrichen entsprechen, projiziert werden. Es wird zunächst darauf eingegangen, warum drei Längsstriche ausgewählt wurden.

Nimmt man an, daß das untersuchte Auge einen Astigmatismus besitzt und daß die Dioptrie des astigmatischen Auges sich in Längsrichtung in der Weise einer Sinuswelle ändert, dann ist die Dioptrie eine Funktion des Längswinkels und kann durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt werden:

D = A sin (2R + α) + B (1)

Dabei bezeichnen D und R die Dioptrie und der Winkel in Längsrichtung und die Konstanten A, B und α sind Astigmatismus, Durchschnittsdioptrie und Richtung der Astigmatismusachse.

Die Gleichung (1) erhält drei unbekannte Werte. Somit können die gewünschten Werte des Astigmatismus, der Durchschnittsdioptrie und der Astigmatismusachse erhalten werden, indem die gemessenen Werte von mindestens drei Längsrichtungen in die Gleichung (1) eingesetzt werden. Es ist klar, daß die Anzahl der für die Messung ausgewählten Längsrichtungen nicht auf 3 begrenzt ist. Eine Vergrößerung der Anzahl der gemessenen Längsrichtungen und eine Bildung des Durchschnittswertes aus den durch die erste Messung erzielten Werten, bei der eine Kombination von drei Richtungen genutzt wird und denen einer zweiten Messung, die eine zweite Kombination benutzt, wird die Genauigkeit der Messung noch weiter verbessert.

Die Fig. 6 zeigt eine infrarotes Licht emittierende Diode 20 und eine Öffnungsblendplatte 21 mit einer Öffnung 21 a gemäß Fig. 9. Eine Kondensorlinse ist mit 22 und ein Deklinationsprisma mit 23 bezeichnet. Die besondere Form des Deklinationsprismas 23 zeigt die Draufsicht gemäß Fig. 15 und die Seitenansicht gemäß Fig. 16. Das Deklinationsprisma 23 bewirkt eine Ablenkung der auf seine jeweiligen Flächen 23 a, 23 b, 23 c einfallenden Lichtbündel nach außen.

Eine Spaltblende 24 hat drei Spalte 24 a, 24 b und 24 c, die normal zur Längsrichtung verlaufen und unter einem Winkel von 120° zueinander angebracht sind. Diese Spalte 24 a, 24 b, 24 c bilden eine Teststruktur. Das Deklinationsprisma 23 befindet sich nahe vor oder hinter der Spaltblende 24. Eine Relaislinse ist mit 25 und eine Dreilochplatte mit 26 bezeichnet. Die Dreilochplatte 26 hat drei Öffnungen 26 a, 26 b und 26 c, die jeweils gemäß Fig. 7 entsprechend dreier Längslinien angeordnet sind. Eine weitere Relaislinse 27 ist zusammen mit der Relaislinse 25 und der Dreilochplatte 26 als eine Einheit in Richtung der optischen Achse beweglich.

Eine weitere Relaislinse ist mit 28 und ein Blendenspiegel mit 29 bezeichnet. Gemäß der Fig. 8 hat der Blendenspiegel 29 Drei Öffnungen 29 a, 29 b und 29 c, die jeweils entsprechend dreier Längslinien angeordnet sind.

Zwei Relaislinsen sind mit 30 und 32 bezeichnet. Eine Blendenplatte 33 hat gemäß Fig. 12 eine Öffnung 33 a. Eine Relaislinse 34 ist zusammen mit der Relaislinse 32 und der Blendenplatte als eine Einheit in Richtung der optischen Achse beweglich. Die zusammengesetzte Brechkraft der Relaislinsen 32 und 34 ist gleich der der Relaislinsen 25 und 27. Die erste aus den Teilen 25, 26 und 27 bestehende Einheit und die zweite aus den Teilen 32, 33 und 34 bestehende Einheit sind miteinander verbunden und werden mit Hilfe einer nicht gezeigten Antriebseinrichtung einmal für jede Messung in einer Richtung zusammen bewegt.

Eine weitere Spaltblende 35 hat den gleichen Aufbau wie die Spaltblende 24 gemäß Fig. 10. Lichtleiter 36 a, 36 b und 36 c können als optisches Faserbündel oder als Lichtübertragungsstab aus Acrylharz ausgeführt sein. Ein Ende jedes Lichtleiters 36 a, 36 b, 36 c ist mit einem entsprechenden Spalt der Spaltblende 35 verbunden, während das andere Ende mit einem Photoelement 37 a, 37 b, 37 c, z. B. einem Phototransistor, in Verbindung steht.

Mit der beschriebenen optischen Anordnung erhalten die Spaltblenden 24 und 35 ihre Konjugation mit einem Punkt P auf dem Fundus über die genannten Bauteile aufrecht.

Eine Stellungserfassungsvorrichtung 38 hat z. B. einen Codierer und erfaßt kontinuierlich die Lage der Achse der beschriebenen beweglichen Einheiten. Während im Ausführungsbeispiel die Relaislinsen als Einheit bewegbar sind, ist es ebenso möglich, statt der Relaislinsen die Spaltblenden zusammen mit dem Beleuchtungsteil und der Stellungserfassungsvorrichtung in axialer Richtung zu bewegen.

Im weiteren wird unter Bezugnahme auf die Fig. 6 die Betriebsweise der beschriebenen Meßeinrichtung 4 erläutert. Dabei sollte das zur Darstellung der Konjugation dienende gezeigte Lichtstrahlenbündel als ein solches betrachtet werden, das von jedem der drei Spalte der Spaltblende ausgeht.

Bei Leuchten der lichtemittierenden Diode 20 wird die Öffnungsblendenplatte 21 von infrarotem Licht beleuchtet. Ein von der Öffnung 21 a kommendes Lichtstrahlenbündel wird durch die Kondensorlinse 22 auf die Spaltblende 24 konzentriert. Das Strahlenbündel wird durch die Wirkung der drei Spalte 24 a, 24 b und 24 c sowie des Deklinationsprismas 23 mit den drei Trennflächen 23 a, 23 b und 23 c in drei Strahlenbündel aufgeteilt. Die drei Strahlenbündel werden durch die Relaislinse 25 konvergiert und treten in die Relaislinse 27 ein, wobei sie durch die jeweiligen Öffnungen 26 a, 26 b und 26 c der Dreilochplatte 26 an gegenseitiger störender Beeinflussung gehindert werden. Nachdem die Strahlenbündel die Relaislinse 27 passiert haben, erzeugen sie einmal eine Abbildung und divergieren dann. Die divergierenden Strahlenbündel werden von der Relaislinse 28 gesammelt und treten jeweils durch die Öffnungen 29 a, 29 b und 29 c des Blendenspiegels 29. Nachdem diese Strahlenbündel vom zweiten dichroitischen Spiegel 5 reflektiert worden sind, erzeugen sie erneut Abbildungen und beginnen dann erneut zu divergieren. Die divergierenden Lichtbündel werden vom Objektiv 3 konvergiert und vom ersten dichroitischen Spiegel 2 wiederum divergiert. Dann bilden diese Strahlenbündel die Testbildstruktur normal zur optischen Achse auf einer konkaven Fläche ab, die den Punkt P enthält.

Liegt der Punkt P auf dem Fundus Ef, so werden die Strahlenbündel an dem Fundus diffus reflektiert, treten aus dem Auge aus und nehmen den optischen Weg zurück, auf dem sie gekommen sind. Dabei werden die Strahlenbündel vom dichroitischen Spiegel 2 reflektiert und erzeugen durch das Objektiv 3 Abbildungen. Des weiteren werden sie vom zweiten dichroitischen Spiegel 5 und von der Spiegelfläche des Blendenspiegels 29 zur Relaislinse 30 reflektiert, die die Strahlenbündel auf einer Ebene hinter einem Strahlenteiler 31 fokussiert. Nachdem sie die Relaislinse 32, die Blendenplatte 33 und die Relaislinse 34 passiert haben, erzeugen sie Abbildungen auf der Spaltblende 35. Sie treten jeweils durch die Spalte 35 a, 35 b und 35 c und treffen durch die Lichtleiter 36 a, 36 b und 36 c auf die Photoelemente 37 a, 37 b und 37 c auf. Da in diesem Fall der Punkt P gerade auf dem Fundus liegt, fallen die jeweiligen Abbildungen der Testbildstruktur der Spaltblende 24 exakt mit den drei Spalten 35 a, 35 b, 35 c der empfangenden Spaltblende 35 zusammen. Daher werden die Abbildungen der Spalte scharf und klar konturiert und die von den Photoelementen empfangene Lichtmenge erreicht ein Maximum.

Liegt jedoch der Punkt P nicht auf dem Fundus, sondern davor oder dahinter, können keine scharfen Abbildungen der Testbildstruktur erzielt werden. In diesem Fall wird die auf der empfangenden Spaltblende 35 abgebildete Testbildstruktur nicht nur getrübt, sondern es stellt sich auch eine Abweichung in der Längsrichtung ein. Daraus ergibt sich eine Verminderung der von den Photoelementen 37 a, 37 b, 37 c empfangenen Lichtmenge. Die Abweichung der Lage der Abbildung beruht darauf, daß die Abbildung von außerhalb der Achse liegenden Strahlen gebildet wird.

Zu Beginn der Messung werden die gemeinsam bewegbaren Einheiten (Relaislinse 25, Dreilochplatte 26, Relaislinse 27; Relaislinse 32, Blendenplatte 33, Relaislinse 34) in Pfeilrichtung bewegt. Die Menge des Lichteinfalls auf die Photoelemente 37 a, 37 b und 37 c nimmt mit der Bewegung der Einheiten allmählich zu. Bei Astigmatismus des Auges tritt jedoch nie der Fall ein, daß alle drei Photoelemente gleichzeitig Spitzenwerte erfassen. Sie erreichen ihren Spitzenwert nacheinander.

Ein Beispiel einer elektrischen Schaltung für die Meßeinrichtung zeigt die Fig. 17. In diesem Beispiel werden als Photoelemente Transistoren 37 a, 37 b und 37 c benutzt.

Die Ausgangssignale der Phototransistoren 37 a, 37 b, 37 c werden in Verstärkern 45 a, 45 b und 45 c verstärkt und Spitzenwertdetektoren 46 a, 46 b und 46 c zugeführt, die jeweils den Spitzenwert erfassen. Die Verbindung mit einer Konstantspannungsquelle wird durch Vcc angezeigt.

Während der Messung gibt die Stellungserfassungsvorrichtung 38 ständig ein Stellungserfassungssignal an eine Verarbeitungseinrichtung in Form einer Betriebsschaltung 47. Werden drei Sätze von Stellungssignalen, die zum Zeitpunkt der Erfassung eines Spitzenwertes auftreten, in die Gleichung (1) eingesetzt, so kann man die gewünschte Information erhalten. Für die Gleichung D = A sin (2R + a) + B wird die Dioptrie (Brechkraft) D durch die Stellung der beweglichen Einheit bestimmt und der Längswinkel R ist vorgegeben. Deshalb kann die Durchschnittsdioptrie (Sphäre) A, der Astigmatismus (Zylinder) B und die Astigmatismusachse (Achse) α durch Berechnung ermittelt werden.

Andererseits bilden Ausgangssignale x einer Video- oder Fernsehkamera 48 Fernsehbild- bzw. Videosignale, die der Abbildung des Vorderteiles des untersuchten Auges und Abbildungen des Testbildes und der Ausrichtmarken entsprechen und von der beschriebenen Bildaufnahmeröhre 10 erzeugt werden. Gemäß Fig. 18 besteht ein Videosignal x aus drei Komponenten, einem Bildsignal Vsig, einem vertikalen Synchronisiersignal Vsync und einem horizontalen Synchronisiersignal Hsync. Dieses Signal wird dem Bildempfangsgerät 14 über eine Mischschaltung 49 (siehe Fig. 17) zugeführt. Dabei wird das Videosignal x von einer synchronen Trennschaltung 50 in das Bildsignal und Synchronisiersignale aufgetrennt. Die in der Betriebsschaltung 47 berechneten Informationen werden von einer Sichtbild-Steuerschaltung 5′ und einem Zeichengenerator 52 als digitale Signale weitergegeben. Ein ODER-Verknüpfungsglied 53 setzt die digitalen Signale zu einem Zeichensignal y zusammen. Das Zeichensignal y bildet ein Eingangssignal der Mischschaltung 49, während ein weiteres das Videosignal x ist. Diese beiden Eingangssignale x und y werden durch ein Umschaltsignal z, das aus der Sichtbild-Steuerschaltung 51 kommt, gemischt und bilden ein neues Mischsignal w. Das Signal w wird dem Bildempfangsgerät 14 zugeführt und erscheint auf dem oberen Teil des Bildschirms als eine Abbildung des Vorderteils des untersuchten Auges, sowie auf dem Unterteil des Bildschirms als Meßwerte, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Die Anordnung von Ziffern und Zeichen auf dem Bildschirm kann nach Wunsch gewählt werden.

Fig. 18 zeigt ein typisches Beispiel eines Verlaufs der oben beschriebenen Signale. Dabei entspricht die Abszisse der Zeitachse und die Ordinate der Spannung.

Im allgemeinen hat das Bildsignal Vsig einen Pegel von 0 bis 1,0 V und die Synchronisiersignal Vsync und Hsync bewegen sich bei einem Pegel von 0,2 bis 0,3 V. Besitzt das Zeichensignal y einen Pegel in der Größe des Bildsignales von 0,5 bis 1,0 V, so werden die Zeichen auf einer Braun'schen Röhre in Weiß auf schwarzem Hintergrund dargestellt.

Als Mischschaltung 49 kann eine handelsübliche integrierte Schaltung Verwendung finden. Ebenso kann die Mischschaltung 49 aus diskreten Elementen aufgebaut werden.

Fig. 17 zeigt auch einen Drucker 54 und eine Datenkarte 55 eines Kunden. Nachdem die Datenkarte 55 in den Drucker 54 eingeführt und das Ergebnis der Messung auf dem Bildschirm bestätigt wurde, drückt die Bedienungsperson eine Auslösetaste 54 a. Dadurch werden die Daten der Messung und das Ergebnis auf den unbeschriebenen Teil der Datenkarte 55 gedruckt.

Es folgt unter Bezugnahme auf die Fig. 6 eine Beschreibung der Überprüfung der Funktion der photometrischen Eigenschaften.

Fig. 6 zeigt eine Abbildungslinse 40, eine Öffnungsblendenplatte 41 und ein Photoelement 42. Das Photoelement 42 befindet sich nahe an der Öffnungsblendenplatte 41. Die Öffnungsblendenplatte 41 ist über die Abbildungslinse 40, die Relaislinse 30, den Blendenspiegel 29, den zweiten dichroitischen Spiegel 5, das Objektiv 3 und den ersten dichroitischen Spiegel 2 mit der Pupille Ep des untersuchten Auges konjugiert angebracht. Der Durchmesser der Blendenöffnung 41 a ist so bemessen, daß drei Strahlenbündel, die auf der Pupille abgebildet werden, dieselbe passieren.

Bei dieser Anordnung kann zumindest eines der drei von dem Fundus des Auges reflektierten Strahlenbündel in das Photoelement 42 eintreten, das vom Strahlenteiler 31 abgeteilt wurde. Durch die Messung der Lichtmenge, die auf das Photoelement 42 einfällt, kann die Bedienungsperson den Unterschied in der Fundusreflexion zwischen einzelnen Personen feststellen, und hat damit ein nützliches Hilfsmittel zum Abgleich der Verstärkungspegel der Verstärker 45 a, 45 b und 45 c. Darüber hinaus kann, indem man sich des von dem Photoelement 42 erfaßten Lichtes bedient, überprüft werden, ob von der Hornhaut reflektiertes Licht vorhanden ist oder ob mit Hilfe eines Meßgerätes 57, irgendwelche äußeren Störeinflüsse existieren. Ebenso wird beim gezeigten Ausführungsbeispiel zum Zwecke der Erfassung eines Lidschlages des untersuchten Auges während der Messung das Ausgangssignal des Photoelements 42 durch einen Verstärker 56 verstärkt und in einem Vergleicher 58 mit einem vorgegebenen Bezugssignal verglichen. Zeigt das Ergebnis des Vergleiches das Auftreten eines Lidschlages, so wird dies auf dem Bildempfangsgerät 14 angezeigt. Da das Meßlicht während des Lidschlages vom Lid des untersuchten Auges reflektiert wird, steigt die auf das Photoelement 42 einfallende Lichtmenge während des Lidschlages sprunghaft an. Dieser Effekt wird zur Erfassung des Lidschlages während der Messung genutzt. Die Anzeige des Lidschlages auf dem Bildempfangsgerät verhindert, daß die Bedienungsperson bzw. der Untersuchende einen Lidschlag übersieht.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel können verschiedene Änderungen durchgeführt werden. Zum Beispiel kann parallel zur Testbildplatte gemäß der Fig. 1 die Anzeigefläche eines Sichtgerätes wie z. B. eine Flüssigkristallanzeige zum Anzeigen von Informationen, die aus der Betriebsschaltung kommen, angebracht werden, so daß beide, die Testbildplatte und die Informationen anzeigende Fläche, gleichzeitig photographiert werden können. Jedoch hat der Einsatz einer elektrisch arbeitenden Fernsehschaltung den Vorteil, daß zusätzlich zu den Ziffern jedes beliebige Zeichensignal in gewünschter Weise dargestellt werden kann.

Der Untersuchende kann das untersuchte Auge unmittelbar vor und nach der Messung beobachten. Bisher wurde bei der Messung davon ausgegangen, daß solange die untersuchte Person auf das Fixationsobjekt blickt, ihr Betrachtungsstrahlengang normal verläuft. Es gibt jedoch häufig Fälle, bei denen das Auge ein leichtes Schielen aufweist und bzw. oder bei denen der Betrachtungsstrahlengang infolge der starken Anspannung der Untersuchungsperson, die gezwungen ist, ständig auf das Fixationsobjekt zu blicken, etwas von der Normalstellung abweicht. In diesen Fällen weist das Ergebnis der Messung einen Fehler auf. Wird auf der Grundlage des Ergebnisses einer solchen Messung für die Untersuchungsperson eine Brille angefertigt, so wird eine zeit- und arbeitsaufwendige Korrektur notwendig sein. Bei dem beschriebenen Augenrefraktometer kann der Untersuchende der auf das Fixationsobjekt blickenden Person Hinweise geben, um solche Fehler zu vermeiden, während er die Anzeigevorrichtung beobachtet. Auf diese Weise ist eine wesentliche Verbesserung der Meßgenauigkeit erzielbar.

Die Meßeinrichtung ermöglicht dem Untersuchenden, das untersuchte Auge während der Messung zu beobachten. Somit kann der Untersuchende während der Messung überprüfen, ob die Untersuchungsperson korrekt auf das Fixationsobjekt blickt und ob sie mit den Augen zwinkert oder nicht. Dies trägt in weiterem Maße zur Verbesserung der Meßgenauigkeit bei.

Darüber hinaus kann der Untersuchende auf einfache Art eine zentralisierte Beobachtung durchführen, da das Ergebnis der Messung auf der Anzeigevorrichtung angezeigt wird. Der Untersuchende kann das untersuchte Auge beobachten, und den Zustand des Auges während der Messung mit dem Meßergebnis vergleichen. Somit kann der Untersuchende leicht und unmittelbar entscheiden, ob eine weitere Messung durchgeführt werden sollte oder nicht.

Wie im Ausführungsbeispiel gezeigt, können das Meßsystem und das Beobachtungssystem voneinander getrennt werden (z. B. durch Benutzung von Licht verschiedener Wellenlängen). Dadurch wird es möglich, die Beobachtung während der Messung fortzusetzen, ohne daß dadurch negative Auswirkungen auf die Meßeinrichtung eintreten.

Darüber hinaus zeigt das Ausführungsbeispiel für das Meß- und das Beobachtungssystem ein gemeinsames optisches Objektivsystem. Dadurch wird es möglich, das untersuchte Auge durch das Beobachtungssystem von vorn zu beobachten, wodurch der Untersuchende abnormales Sehverhalten des untersuchten Auges, falls vorhanden, leicht erkennen kann. Außerdem bewirkt die Verwendung eines gemeinsamen optischen Objektivsystems, daß die Anzahl der erforderlichen Bauteile des Augenrefraktometers verringert wird.

Die erforderliche Meßzeit ist sehr kurz, wodurch die Messung leicht und bequem durchgeführt werden kann. Aufgrund der Kürze der Meßzeit gibt es keine Probleme hinsichtlich einer Änderung der Brechkraft des untersuchten Auges während der Messung.

Claims (8)

1. Augenrefraktometer, mit
einer Meßeinrichtung, die ein Meßstrahlenbündel auf den Fundus eines zu untersuchenden Auges richtet und aus einem vom Fundus reflektierten Strahlenbündel der Brechkraft des untersuchten Auges entsprechende Meßwerte gewinnt,
einer Verarbeitungseinrichtung, die mit der Meßeinrichtung verbunden ist und aus den Meßwerten die Brechkraftwerte des untersuchten Auges bestimmt, und
einem optischen Abbildungssystem zum Betrachten des untersuchten Auges,
gekennzeichnet durch eine Anzeigevorrichtung (14), mittels der eine Abbildung eines vorderen Teils des untersuchten Auges (E) zusammen mit den von der Verarbeitungseinrichtung (47) ermittelten Brechkraftwerten dargestellt wird, und durch einen Lidschlagdetektor (42), der Lichtintensitätsschwankungen an dem Auge (E) erfaßt.

2. Augenrefraktometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung
eine Einrichtung (20, 23, 24) zur Erzeugung einer Vielzahl von Strahlenbündeln,
ein optisches System (25 bis 28) zum Projizieren und Fokussieren der Vielzahl von Strahlenbündeln in Form eines Musters auf den Fundus des zu untersuchenden Auges,
eine Sensoreinrichtung (37, 45, 46) zum Erfassen der Lichtintensität der an dem Fundus reflektierten Vielzahl von Strahlenbündeln und
eine Stellungserfassungsvorrichtung (38) aufweist, die die Position des optischen Systems erfaßt.

3. Augenrefraktometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Muster jeweils aus Teilmustern zusammengesetzt ist, die zumindest drei geraden Linien entsprechen.

4. Augenrefraktometer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung Photozellen (37 a, 37 b, 37 c) aufweist, die jeweils entsprechend der zumindest drei geraden Linien angebracht sind.

5. Augenrefraktometer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lidschlagdetektor ein Photoelement (42) aufweist, das in konjugierter Beziehung zu der Pupille (Ep) des zu untersuchenden Auges (E) angeordnet ist.

6. Augenrefraktometer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Umwandlungsvorrichtung (48 bis 53), die die von der Verarbeitungseinrichtung (47) ermittelten Brechkraftwerte in Videosignale umwandelt.

7. Augenrefraktometer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Photoelementes (42) an die Umwandlungsvorrichtung (48 bis 53) gegeben wird, nachdem es in einer Vergleichsschaltung (58) mit einem vorgegebenen Bezugswert verglichen wurde.

8. Augenrefraktometer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung eine Videokamera (10), die den Vorteil des Auges (E) aufnimmt, und ein Bildempfangsgerät (14) aufweist, das Videosignale empfängt und mit der Videokamera (10) verbunden ist.