DE2951897C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Augenrefraktometer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, das nach dem Prinzip der sogenannten "Retinoskopie" arbeitet.

Im allgemeinen wird bei der Messung der Brechkraftwerte (Dioptriewerte) eines Auges zunächst zwangsläufig die Richtung der astigmatischen Haupt-Meridiane festgestellt, und dann werden die Dioptriewerte in diesen Richtungen gemessen. Es ist bereits eine Einrichtung entwickelt worden, die eine solche Messung mit Verwendung der Retinoskopie durchgeführt. Die Retinoskopie beruht auf folgendem Gedanken: Ein spaltförmiger Lichtstrahl wird in die Pupille des zu untersuchenden Auges geschickt; wenn dieser Lichtstrahl quer zur optischen Achse bewegt wird, wird die Bewegung beobachtet, die in der Pupille durch das an der Retina des Auges reflektierte Licht auftritt; dabei läßt sich der neutrale Zustand herausfinden, bei dem das reflektierte Licht nicht bewegt wird. Es gibt zwei verschiedene Ausführungsformen dieses Verfahrens. Bei einer Ausführungsform lassen sich Linsen mit unterschiedlichen Brechkräften unmittelbar vor dem zu untersuchenden Auge anordnen, wobei das Auge aus einer vorgegebenen Entfernung beobachtet wird. Dadurch läßt sich der gesuchte Dioptriewert anhand derjenigen Linse ermitteln, welche den neutralen Zustand herbeiführt. Bei einer anderen Ausführungsform wird das Auge beobachtet, während die Beobachtungsentfernung variiert wird. In diesem Fall wird der Dioptriewert aus derjenigen Entfernung ermittelt, die den neutralen Zustand herbeiführt.

In der US-PS 31 36 839 wird eine nach dem zuerst erwähnten Verfahren arbeitende Einrichtung beschrieben, bei der die Dioptrie des Auges mittels der Retinoskopie auf fotoelektrischem Wege gemessen wird. Eine ähnliche Einrichtung, die mit der zuletzt erwähnten Ausführungsform arbeitet, wird in der US-PS 37 15 166 erläutert.

Bei diesen bekannten Meßeinrichtungen wird die gesamte Einrichtung gedreht, um die Richtung der astigmatischen Achse des zu untersuchenden Auges festzustellen; dabei ist ein sehr exakt arbeitender Servomechanismus erforderlich, damit die gesamte Einrichtung exakt mit der Richtung der astigmatischen Haupt-Meridiane zusammenfällt. Dies bedingt jedoch wiederum einen sehr komplizierten, komplexen, empfindlichen und sehr raumaufwendigen Aufbau der Einrichtung, so daß im allgemeinen die Messungen relativ viel Zeit benötigen.

Die US-PS 38 88 569 beschreibt ein Meßgerät, das nicht insgesamt zu drehen ist, sondern bei dem über eine Drehstellsteuerung Okular, Lichtquelle, zwei Strahlenteiler, Kondensorlinse und Maske verdreht werden, so daß zweifelsohne ein hoher technischer Aufwand erforderlich ist, um mit der bei optischen Geräten erforderlichen Genauigkeit die verschiedenen Dreh- und Einstellbewegungen durchführen zu können.

In der US-PS 21 14 984 und DE-OS 26 54 608 ist eine zusätzliche Linse zwischen Auge und einem ersten Strahlenteiler angeordnet. Hierbei ist wichtig zu wissen, daß generell der Reflexionsfaktor am Augenhintergrund in der Größenordnung von 1% liegt, d. h. daß nur eine sehr schwache Reflexion stattfindet. Andererseits ist der Reflexionsfaktor einer Linse, bei der Spiegelungen durch eine entsprechende Beschichtung vermieden werden sollen, ebenfalls in der Größenordnung von 1%. Das bedeutet, daß das Beleuchtungslicht, mit dem das Auge ausgeleuchtet wird, von der Linse teilweise reflektiert wird, wobei der Anteil dieses reflektierten Lichtes in der Größenordnung des am Auge reflektierten Lichtes liegt. Das erschwert die Messung und erhöht insbesondere den Störlichtanteil.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Augen-Refraktometer zu schaffen, das eine einfache und kompakte Konstruktion hat und die Dioptrienwerte des Auges exakt und rasch messen kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Augenrefraktometer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf der dem zu untersuchenden Auge zugewandten Seite des ersten Strahlteilers zwischen dem Auge und dem ersten Strahlteiler im Meßstrahlengang nur eine Strahlenbündeldreheinrichtung und ein zweiter Strahlteiler angeordnet sind, wobei die Strahlenbündeldreheinrichtung auf der optischen Achse und um diese drehbar angeordnet ist und zur Drehung der Abtasteinrichtung des strichförmigen Beleuchtungsbündels auf dem zu untersuchenden Auge verdrehbar ist.

Die Lichtempfangseinrichtungen sind stationär an einer Stelle angeordnet, die in Bezug auf die Kondensorlinse im wesentlichen konjugiert zu der Cornea des Auges angeordnet sind; das Blendenelement befindet sich stationär zwischen dem Strahlenteiler und den Lichtempfangseinrichtungen; als Signalverarbeitungssystem wird ein Phasendifferenzdetektor verwendet, der die Phasendifferenzen zwischen den Ausgangssignalen von den Lichtempfangseinrichtungen feststellt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden, simatischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 die Konstruktion eines optischen Systems zur Erläuterung des Grundprinzips der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 die Konstruktion eines optischen Systems nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 die Struktur des Blendenelementes nach Fig. 2,

Fig. 4 die Konstruktion des Lichtempfangselementes nach Fig. 2,

Fig. 5 ein Blockdiagramm eines Verarbeitungssystems für die elektrischen Signale gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und

Fig. 6A bis 6C die Stromsignale in dem Verarbeitungssystem für elektrische Signale nach Fig. 5.

Bevor der Aufbau des Augenrefraktometers nach der vorliegenden Erfindung beschrieben wird, soll kurz das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung erläutert werden.

Dabei soll von folgenden, aus Fig. 1 zu erkennenden Voraussetzungen ausgegangen werden: Die Abbildung S′ einer punktförmigen Lichtquelle S, die in einem vorgegebenen Abstand auf der optischen Achse liegt, wird in einem Abstand l von einer ersten Linse 1 durch diese erste Linse 1 erzeugt; der Lichtstrahl von der Lichtquelle S wird durch eine zweite Linse 2 auf eine Lichtempfangsoberfläche 3 projiziert. Wenn ein Verdunklungselement 4, das in dem Abstand l von der ersten Linse 1 liegt, die optische Achse vertikal von unten nach oben in der Papierebene von Fig. 1 kreuzt, wird die Lichtempfangsoberfläche 3 schlagartig dunkel. Wenn das Verdunklungselement 4 die optische Achse in einem Abstand kreuzt, der kürzer als l ist, läuft ein Schatten von oben nach unten auf der Lichtempfangsoberfläche 3. Wenn das Verdunklungselement 4 die optische Achse in einem Abstand kreuzt, der näher bei der ersten Linse 1 ist, verläuft ein Schatten von oben nach unten auf der Lichtempfangsoberfläche 3, die Geschwindigkeit des Schattens ist jedoch geringer. Wenn andererseits das Verdunklungselement 4 die optische Achse in einem Abstand kreuzt, der weiter als die Lichtquellen-Abbildung S′ entfernt ist, verläuft im Gegensatz zu dem oben beschriebenen ein Schatten von unten nach oben auf der Lichtempfangsoberfläche 3, so daß die Bewegungsrichtung des Schattens mit der Bewegungsrichtung des Verdunklungselementes 4 zusammenfällt. Wenn sich das Verdunklungselement 4 an einer Stelle befindet, die weiter von der ersten Linse 1 entfernt ist, wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Schattens langsamer. In Abhängigkeit davon, ob das Verdunklungselement 4 vorne oder hinten in bezug auf die Abbildung S′ der Lichtquelle liegt, ergeben sich unterschiedliche Bewegungen des Schattens auf der Lichtempfangsoberfläche 3. Nimmt man also an, daß das Verdunklungselement 4 die optische Achse an einer vorbestimmten Stelle kreuzt und daß die Brechkraft der ersten Linse 1 variiert wird, so wird die Lage der Abbildung S′ der Lichtquelle entsprechend einer Variation der Brechkraft der ersten Linse geändert, wodurch auch die Bewegung des Schattens auf der Lichtempfangsoberfläche 3 geändert wird. Wenn im einzelnen die Brechkraft der ersten Linse 1 so groß ist, daß die Abbildung S′ der Lichtquelle vor dem Verdunklungselement 4 erzeugt wird, so fällt die Bewegungsrichtung des Schattens auf der Lichtempfangsoberfläche 3 mit der Bewegungsrichtung des Verdunklungselementes 4 zusammen. Wenn andererseits die Brechkraft der ersten Linse 1 so gering ist, daß die Abbildung S′ der Lichtquelle hinter dem Verdunklungselement 4 erzeugt wird, so bewegt sich der Schatten auf der Lichtempfangsoberfläche 3 in eine Richtung, die entgegengesetzt der Bewegungsrichtung des Verdunklungselementes 4 ist. Wenn der relative Abstand zwischen dem von der ersten Linse 1 erzeugten Bild S′ der Lichtquelle und dem Verdunklungselement 4 größer ist, wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Schattens langsamer. Selbstverständlich wird die Lichtempfangsoberfläche schlagartig dunkel, wenn die Abbildung S′ der Lichtquelle an der Stelle des Verdunklungselementes 4 erzeugt wird.

Wenn die Zeitspanne, die der Schatten auf der Lichtempfangsoberfläche 3 benötigt, um vom einen Ende zum anderen Ende zu laufen, mit t und der Abstand von dem Verdunklungselement 4 zu der Abbildung S′ der Lichtquelle mit d bezeichnet werden, so gilt die folgende Beziehung, welche die obige Erläuterung in Form einer Gleichung zusammenfaßt:

Dabei stellen R den Winkel, der von dem konischen, die Abbildung S′ der Lichtquelle erreichenden Lichtstrahl und der optischen Achse gebildet wird, und v die Geschwindigkeit dar, mit der das Verdunklungselement 4 die optische Achse vertikal schneidet bzw. kreuzt. Aus dieser Gleichung läßt sich folgendes erkennen: Wenn die Zeitspanne t gemessen wird, die der Schatten benötigt, um über die Lichtempfangsoberfläche zu laufen, so kann die Formelgröße d erhalten werden, welche die Lage der Abbildung der Lichtquelle darstellt. Der Wert für d entspricht der Brechkraft der ersten Linse 1, so daß sich hieraus die Brechkraft sofort gewinnen läßt.

Bei der obigen Beschreibung ist die Bewegung des Verdunklungselementes über die optische Achse äquivalent zu dem Ausblenden eines Teils des Lichtstrahls von der punktförmigen Lichtquelle in Form eines Schlitzes und zur Abtastung dieses Teils in der Apertur bzw. Öffnung der ersten Linse. Wenn die ersten Linse 1 als ein zu untersuchendes Auge betrachtet wird, handelt es sich hierbei um nichts anderes als die sogenannte "Retinoskopie" bzw. "Skiaskopie" oder "Schattenprobe". Die vorliegende Erfindung beruht also auf dem Prinzip, die Bewegungsgeschwindigkeit des Schattens zu messen, statt einfach den Neutralisationspunkt bei der Retinoskopie zu suchen; daraus kann wiederum der Dioptriewert des zu untersuchenden Auges erhalten werden.

Die Konstruktion eines Augenrefraktormeters nach der vorliegenden Erfindung soll im folgenden unter Bezugnahme auf eine Ausführungsform erläutert werden. Fig. 2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Aufbau des optischen Systems nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform weist allgemein ein optisches System 20 zum Fixieren, ein optisches Testsystem 30 und ein optisches System 40 zur Drehung des Lichtstrahls auf, das zwischen dem optischen System 20 für die Fixation und dem optischen Testsystem 30 vorgesehen ist. In dem optischen System 20 zum Fixieren bestrahlt eine Lichtquelle 21 ein Fixierobjekt 22. Der Lichtstrahl von dem Fixierobjekt 22 wird an einem Spiegel 23 reflektiert und erreicht über eine Kollimatorlinse 24 und einen teilweise reflektierenden Spiegel oder Strahlteiler 25 das zu untersuchende Auge 10, welches das Fixierobjekt 22 ständig sieht. Das Fixierobjekt 22 kann in Richtung der optischen Achse bewegt werden und wird jedesmal an einer Stelle angeordnet, die im nichtjustierten Zustand ständig von dem zu untersuchenden Auge wahrgenommen werden kann.

Das optische Testsystem 30 enthält ein optisches Projektionssystem mit dem ein abtastendes spaltförmiges Beleuchtungsstrahlenbündel in die Pupille des zu untersuchenden Auges 10 projiziert wird sowie ein optisches System für die Zusammenfassung des reflektierenden Lichtes von der Retina bzw. Netzhaut des zu untersuchenden Auges 10. Eine als Lichtquelle dienende, Infrarot-Licht emittierende Diode 31 erzeugt einen Infrarot-Lichtstrahl, der von einer Projektionslinse 32 in einen im wesentlichen parallelen Lichtstrahl umgewandelt und an einem teilweise reflektierenden Spiegel oder Strahlteiler 34 reflektiert wird; dann wird dieser Strahl durch das System 40 zur Drehung des Lichtstrahls in die Pupille des Auges 11 projiziert. Das System 40 wird durch einen Schrittmotor (nicht dargestellt) in vorgegebener Richtung und zur Durchführung einer Drehbewegung angetrieben. Das in Fig. 2 dargestellte System 40 zur Drehung des Lichtstrahls stellt nur ein Beispiel dar und besteht aus einem im Längsschnitt dreieckigen Prisma 40a und einem Spiegel 40b. Die lichtemittierende Diode 31 und die Projektionslinse 32 sind in einem drehbaren Zylinder 33 angeordnet, der um eine Achse rotiert, die senkrecht zu der optischen Achse der Projektionslinse 32 verläuft. Das den Strahlenteiler 34 erreichende Licht wird durch spaltförmige Öffnungen 33a zerhackt bzw. moduliert, die auf der Seite des drehbaren Zylinders 33 vorgesehen ist; dadurch entsteht ein spaltförmiger Lichtstrahl mit rechteckigem Querschnitt. Dementsprechend tastet der spaltförmige Lichtstrahl bei der Drehung des rotierenden Zylinders 33 das Innere der Pupille des zu untersuchenden Auges 10 ab. Der Teil des in die Pupille des zu untersuchenden Auges 10 projizierten Lichtstrahls, der an der Netzhaut des Auges reflektiert wird und über das System 40 zur Drehung des Lichtstrahls wieder den Strahlenteiler 34 passiert, wird durch eine Kondensorlinse 35 gesammelt. Eine Blende 36 (sh. Fig. 3) mit einer spaltförmigen Öffnung 36a, die parallel zu der Längsrichtung des projizierenden, linien- bzw. spaltförmigen Lichtstrahls verläuft, ist fest hinter der Kondensorlinse 35 angeordnet; ein Lichtempfangselement 37 ist stationär weiter hinter dem Blendenelement 36 vorgesehen. Die Lage des Lichtempfangselementes 37 ist im wesentlichen in bezug auf die Kondensorlinse 35 zu der Hornhaut (Kornea) des zu untersuchenden Auges konjugiert. Dementsprechend erreicht das durch die spaltförmige Öffnung 36a verlaufende Licht die Lichtempfangseinrichtung 37; von diesem Licht wird der an der Kornea des zu untersuchenden Auges reflektierte Anteil auf die Mitte der Lichtempfangseinrichtung 37 konzentriert. Auf der Lichtempfangseinrichtung 37 (sh. Fig. 4) sind zwei Lichtempfangselemente P₁ und P₂ auf einer geraden Linie angeordnet, die senkrecht zu der Längsrichtung der spaltförmigen Öffnung 36a verläuft und den gleichen Abstand von der Mitte der Lichtempfangsoberfläche hat; diese beiden Lichtempfangselemente P₁ und P₂ erzeugen Photostrom-Signale, die proportional zu der Menge des empfangenen Lichtes sind.

Bei einer solchen Konstruktion entspricht die Phasendifferenz a zwischen den Signalen von den beiden Lichtempfangselementen P₁ und P₂ der Zeit t, die oben in Verbindung mit dem Grundprinzip der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde und welche der Schatten benötigt, um über die Lichtempfangsoberfläche zu laufen; der Dioptriewert des Auges in Abtastrichtung des spaltförmigen Lichtstrahls wird aus dieser Phasendifferenz erhalten. Wenn das System 40 zur Drehung des Lichtstrahls gedreht wird, so wird die Abtastrichtung des spaltförmigen Lichtstrahls mit der Drehung variiert, wodurch eine Messung in Richtung verschiedener Meridiane des zu untersuchenden Auges erreicht wird. Während der Drehung des spaltförmigen Lichtstrahls um 180° durch das System 40 zur Drehung des Lichtstrahls nimmt die Phasendifferenz zwischen den Signalen von den beiden Lichtempfangssignalen P₁ und P₂ einmal ihren Maximalwert bzw. ihren Minimalwert an; diese beiden Werte werden mit einer Periode von 180°C wiederholt. Die Abtastrichtung des Lichtstrahls, nämlich die Winkellage des Systems 40 zur Drehung des Lichtstrahls, wenn die Phasendifferenz ihren Maximalwert bzw. Minimalwert einnimmt, ist die Richtung der astigmatischen Haupt-Meridiane, die zueinander senkrecht sind. Wenn das zu untersuchende Auge keinen Astigmatismus hat, ändert sich die Phasendifferenz nicht, wenn das System 40 zur Drehung des Lichtstrahls gedreht wird.

Hierbei können für eine im wesentlichen ähnliche Konstruktion auch die Positionen von Kondensorlinse 35 und Blendenelement 36 gegenseitig vertauscht werden.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Konstruktion sollte die Lage des Blendenelementes 36 nach einer bevorzugten Ausführungsform mit der hinteren Brennpunktlage der Kondensorlinse 35 zusammenfallen. Wenn dies erreicht wird, werden die Retina des Auges und die Lage des Blendenelementes konjugiert zueinander, wenn das zu untersuchende Auge 10 normalsichtig (emmetrop) ist, und die Phasendifferenz zwischen den Signalen von den beiden Lichtempfangselementen P₁, P₂ wird Null; dadurch wird eine Vereinfachung des Systems zur Verarbeitung der Signale möglich, das aus dem Phasendifferenz den Dioptrienwert gewinnt.

Im folgenden soll das System zur Verarbeitung der Signale beschrieben werden, das die Brechkraft des zu untersuchenden Auges aus den Photostromsignalen ermittelt, die von den beiden Lichtempfangselementen erzeugt werden.

Fig. 5 zeigt ein Blockdiagramm eines Signalverarbeitungssystems nach einer Ausführungsform einer vorliegenden Erfindung, während die Fig. 6A bis 6C schematisch Signalwellenformen darstellen, die von einem Phasendetektor 51 verarbeitet werden. Die an der Retina des Auges reflektierten Lichtstrahlen, die auf die beiden Lichtempfangselemente P₁ und P₂ fallen, erzeugen Photoströme, die proportional zu ihren jeweiligen Lichtmengen sind; die allgemeine Form dieser Stromsignale 100a und 100b ist in Fig. 6A dargestellt. Da es sich bei diesen Photoströmen um winzige, schwache Signale handelt, werden sie jeweils an Vorverstärker 200a bzw. 200b angelegt, die aus ihnen Signale 101a und 101b mit hohem Spannungspegel bilden. Diese Signale werden frequenzselektiven Verstärkern 201a und 201b zugeführt, so daß ihr Verhältnis Signal/Rauschen verbessert werden kann. Es entstehen also Ausgangssignale 102a und 102b (siehe Fig. 6B).

Die frequenzselektiven Verstärker werden vorher auf die Modulations- bzw. Zerhacker-Frequenz des Lichtstrahls eingestellt, die durch die Rotation des drehbaren Zylinders 33 hervorgerufen wird. Die Verstärker sind so ausgelegt, daß die Phasendifferenz-Schwankungen zwischen ihren Eingangssignalen und ihren Ausgangssignalen sehr gering ist; dadurch fällt die Phasenbeziehung zwischen den beiden Eingangssignalen 101a und 101b mit der Phasenbeziehung zwischen den beiden Ausgangssignalen 102a und 102b zusammen. Die Ausgangssignale 102a und 102b der frequenzselektiven Verstärker werden Signalformschaltungen 202a und 202b zugeführt. Diese Schaltungen dienen dazu, die Eingangssignale 102a und 102b, die im wesentlichen die Form von Sinuswellen haben, in Rechtecksignale 103a und 103b (siehe Fig. 6C) umzuwandeln, so daß die folgende Phasendifferenz-Zählerschaltung 203 betätigt wird. Als diese Signalformschaltungen 202 können phasenverriegelte Schaltungen (PLL-Schaltungen) verwendet werden, um die Phasendifferenz zwischen dem Eingang und dem Ausgang konstant zu halten und ihre Schwankungen zu verhindern, wodurch bessere Ergebnisse erzielt werden können. Die Ausgangssignale 103a und 103b werden der Phasendifferenz-Zählerschaltung 203 zugeführt. Die Phasendifferenz-Zählerschaltung 203 zählt die Phasendifferenz zwischen den beiden Eingangssignalen 103a und 103b. Die von dieser Phasendifferenz-Zählerschaltung 203 ermittelten Daten bilden das Phasendifferenzsignal des Phasendifferenz-Detektors 51.

Das Phasendifferenzsignal wird dann einer Einrichtung 52 zur Mittelwertbildung zugeführt. Die Einrichtung 52 zur Mittelwertbildung empfängt mehrere Phasendifferenzsignale und mittelt sie. Die Zahl der Signale ist gleich der Zahl der spaltförmigen Lichtstrahlen, die durch die Rotation des drehbaren Zylinders 33 zerhackt und damit moduliert sowie abgetastet werden, wenn das System 40 zur Drehung des Lichtstrahls intermittierend durch den Schrittmotor 60 gedreht wird. Diese Zahl wird in geeignete Weise in Abhängigkeit von der Zahl der Umdrehungen des drehbaren Zylinders 33 und des Systems 40 zur Drehung des Lichtstrahls sowie der Ansprech-Kennlinie der Lichtempfangselemente P₁ und P₂ ausgewählt. Die Phasendifferenzdaten, die von der Einrichtung 52 gemittelt worden sind, werden durch einen Umwandler 53 in den Dioptrienwert umgewandelt. Diese Umwandlung wird auf der Basis einer Umwandlungstabelle oder einer Umwandlungsformel durchgeführt; eine ausreichende Korrektur kann sogar dann erfolgen, wenn die Beziehung zwischen dem Phasendifferenzsignal und dem Dioptrien- Wert nicht linear ist. Die Daten von der Einrichtung 52 für die Mittelwertbildung werden durch den Umwandler 53 als Dioptrien-Wert ausgegeben; dieser Wert ist die Dioptrienzahl in der Abtastrichtung des spaltförmigen Strahls, welcher der Winkellage der Einrichtung 40 zur Drehung des Lichtstrahls entspricht, nämlich auf dem Meridian in dieser Richtung. Eine Einrichtung 54 zur Feststellung der Meridianrichtung ermittelt die Winkellage des Systems 40 zur Drehung des Lichtstrahls, nämlich die Abtastrichtung des spaltförmigen Lichstrahls, aus der Drehung des Systems 40 zur Drehung des Lichtstrahls oder des Schrittmotors. Ein Speicher 55 speichert nacheinander die Dioptrienwerte von dem Umwandler 53, wobei diese Dioptrienwerte der Winkellage von der Einrichtung 54 zur Feststellung der Meridian-Richtung zugeordnet werden. Wenn die Dioptrienzahl in dem kontinuierlichen Bereich von 180°C gespeichert worden ist, stellt ein Astigmatismus-Detektor 56 aus diesen Dioptrienwerten den Maximalwert und den Minimalwert sowie die Meridianrichtungen fest, die diesen Werten zugeordnet sind. Diese Meridianrichtungen sind die Richtungen der astigmatischen Hauptschnitte. Wenn die Dioptrienzahl konstant ist, wird nur dieser konstante Wert festgestellt. Diese Werte werden in vorgegebener Anzeigeform auf einer Anzeigeeinrichtung 57 dargestellt.

Bei einem solchen Verarbeitungssystem kann die Genauigkeit der Messung verbessert und stabilisiert werden, wenn beispielsweise ein Blinkdetektor 58 mit dem Umwandler 53 zusammengewirkt, um die Störungen der Daten festzustellen, die durch ein Blinken des zu untersuchenden Auges verursacht werden. Außerdem kann zu diesem Zweck die Konstruktion so ausgelegt werden, daß der Betrieb des Umwandlers 53 unterbrochen wird, wenn eine Störung der Daten durch den Blinkdetektor festgestellt worden ist. Der Umwandler wird erst wieder in Betrieb gesetzt, wenn nach einer vorgegebenen Zeitspanne bestätigt worden ist, daß diese Störung der Daten nicht länger vorliegt. Selbstverständlich kann dieser Blinkdetektor nicht nur das Rauschen entfernen, das sich aus dem Blinken des zu untersuchenden Auges ergibt, sondern auch das Rauschen, das auf eine andere Ursache zurückzuführen ist. Weiterhin kann auch ein drittes Lichtempfangselement rund um den drehbaren Zylinder 33 vorgesehen sein, um den immer vorhandenen Anteil des Streulichtes zu erfassen und diesen Anteil mit den Ausgangssignalen der Lichtempfangselemente gegenphasig zu mischen; auch dadurch läßt sich der Rauschanteil wesentlich verringern.

Wenn die Verarbeitung von der Einrichtung 52 zur Mittelwertbildung zu dem Astigmatismusdetektor 56 in dem oben beschriebenen Signalverarbeitungssystem durch einen Rechner 70 durchgeführt wid, ist es möglich, die Daten sehr rasch und genau zu verarbeiten. Weiterhin kann eine vollständig automatische Meßeinrichtung geschaffen werden, wenn die gesamte Verarbeitung bis zur Umwandlung der durch die Anzeigeeinrichtung 57 dargestellten Werte sowie die Ausgabe der Daten von dem Rechner gesteuert wird. Es ist weiterhin möglich, das Refraktometer so auszulegen, daß die Dioptriewerte für jede Messung durch den erwähnten Umwandler vollständig nacheinander aufgezeichnet werden; aus diesen Daten kann dann die die Untersuchung durchführende Person den maximalen Dioptriewert, den minimalen Dioptriewert und die astigmatische Achse ermitteln. Weiterhin wird bei der oben beschriebenen Ausführungsform das System 40 zur Drehung des Lichtstrahls durch den Schrittmotor 60 intermittierend gedreht; dies ist jedoch keine zwingende Bedingung, da das System 40 zur Drehung des Lichtstrahls auch kontinuierlich mit gleichmäßiger Drehzahl gedreht werden kann. Im ersten Fall entsprechen die Phasendifferenz-Ausgangssignale von dem Phasendifferenz-Detektor 51 exakt den verschiedenen Meridianrichtungen. Die Phasendifferenzinformationen für alle Achslagen können im zweiten Fall in entsprechender Weise erhalten werden. Ein Mittelwert wird mit Hilfe der Einrichtung 52 aus den Phasendifferenzen gebildet, die während einer Zeitspanne, in der sich das System 40 über einen gewissen Winkel bewegt, mit Hilfe des Phasendifferenzdetektors 51 gemessen werden. In dieser Zeitspanne werden durch den drehbaren Zylinder 33 mehrere Lichtstrahlen zerhackt, die diese Phasendifferenzen am Detektor 51 aufweisen.

Die gemittelte Phasendifferenz wird dabei als Phasendifferenz der Meridianrichtung zugeordnet, die dem mittleren Drehwinkel in der jeweiligen Zeitspanne entspricht. Daher ist der nach dieser Ausführungsform bestimmte Dioptriewert nicht der Dioptriewert in einer bestimmten Meridianrichtung, sondern entspricht dem Mittelwert der Dioptriewerte von einer Anzahl von Meridianen innerhalb eines kleinen Drehwinkels und wird dabei dem Meridian des mittleren Drehwinkels dieses kleinen Drehwinkels zugeordnet.

Bei der obenbeschriebenen Ausführungsform des Refraktormeters nach der vorliegenden Erfindung sind nur zwei drehbare Bauteile vorhanden, nämlich der rotierende Zylinder und das System zur Drehung des Lichtstrahls; es ist kein Servomechanismus erforderlich, so daß sich eine sehr einfache und kompakte Konstruktion ergibt. Darüber hinaus müssen die drehbaren Teile nicht hin- und herbewegt werden, sondern drehen sich nur in einer vorgegebenen Richtung; dies ist für eine Hochgeschwindigkeits-Messung sehr zweckmäßig. Außerdem kann das "Zerhacken" des schlitzförmigen Lichtstrahls durch den rotierenden Zylinder so schnell durchgeführt werden, wie es unter Berücksichtigung der Ansprechgeschwindigkeiten der Lichtempfangselemente möglich ist; auf diese Weise läßt sich eine große Menge von Daten innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne erzeugen und ausgeben. Nutzt man die erwähnte Tatsache aus, daß eine große Datenmenge in einer kurzen Zeitspanne gewonnen werden kann, so können viele Meßdaten in einer bestimmten Medidianrichtung erzeugt und gemittelt werden, wodurch sich eine weitere Verbesserung der Meßgenauigkeit trotz verschiedener Instabilitätsfaktoren ergibt, wie beispielsweise feine, winzige Bewegungen aufgrund des Fixierens des zu untersuchenden Auges.

Andererseits tritt bei einem herkömmlichen Meßgerät dieses Typs das folgende Problem auf. Der wesentliche Anteil der Rauschkomponente liegt darin, daß Streulicht in der Hauptsache durch die Bewegung des optischen Elementes erzeugt wird, welches das optische Meßsystem bildet; im Gegensatz hierzu werden bei der Konstruktion nach der vorliegenden Erfindung nur der rotierende Zylinder 33 und das System 40 zur Drehung des Lichtstrahls gleichmäßig für die Messung gedreht; es handelt sich also nicht um eine unregelmäßige Bewegung, so daß keine Gefahr besteht, daß Streulicht erzeugt wird und einen großen Rauschanteil liefert. Außerdem ist das optische System immer stationär, so daß das an der Kornea des zu untersuchenden Auges reflektierte Licht, welches das größte Problem bei der Messung bildet, immer an einer vorgegebenen Stelle zwischen den beiden Lichtempfangselementen liegt; dadurch können die Reflexe von der Kornea in ausreichender Weise unterdrückt werden.

Aus den obigen Ausführungen ergibt sich, daß das erfindungsgemäße Augenrefraktometer wesentliche Vorteile im Vergleich mit den herkömmlichen Ausführungsformen bringt.

Claims (6)

1. Augenrefraktometer mit einem Meßstrahlengang, in dem aufeinanderfolgend ein erster Strahlteiler, ein Kondensor, eine Blende und beidseitig der optischen Achse je eine fotoelektrische Lichtempfangseinrichtung vorgesehen sind, mit einem Beleuchtungsstrahlengang, der eine Abtasteinrichtung aufweist, mit der ein strichförmiges Beleuchtungsstrahlenbündel periodisch quer zur optischen Achse des Meßstrahlengangs bewegbar ist, wobei das strichförmige Beleuchtungsstrahlenbündel durch den ersten Strahlteiler mit dem Meßstrahlengang vereinigt und zu dem zu untersuchenden Auge gelenkt wird, und mit einer Auswerteschaltung, die aus den Ausgangssignalen der beiden fotoelektrischen Lichtempfangseinrichtungen die Brechkraftwerte des untersuchten Auges ermittelt, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem zu untersuchenden Auge (10) zugewandten Seite des ersten Strahlteilers (34) zwischen dem Auge (10) und dem ersten Strahlteiler (34) im Meßstrahlengang nur eine Strahlenbündeldreheinrichtung (40, 40a, 40b) und ein zweiter Strahlteiler (25) angeordnet sind, wobei die Strahlenbündeldreheinrichtung (40, 40a, 40b) auf der optischen Achse und um diese drehbar angeordnet ist und zur Drehung der Abtastrichtung des strichförmigen Beleuchtungsbündels auf dem zu untersuchenden Auge (10) verdrehbar ist.

2. Augenrefraktometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende eine Schlitzblende (36) ist, deren Schlitz (36a) parallel zu dem strichförmigen Beleuchtungsstrahlenbündel verläuft.

3. Augenrefraktometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (36) im wesentlichen im Brennpunkt des Kondensors auf der Seite der fotoelektrischen Lichtempfangseinrichtungen (37, P₁, P₂) angeordnet ist.

4. Augenrefraktometer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Strahlteiler (25) auf der dem zu untersuchenden Auge zugewandten Seite der Strahlenbündeldreheinrichtung (40, 40a, 40b) ortsfest angeordnet und daß der Abbildungsstrahlengang eines der Fixierung des Auges dienenden Fixierobjekts über den zweiten Strahlteiler (25) auf das zu untersuchende Auge lenkbar ist.

5. Augenrefraktometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Auswerteschaltung (51, 70) die Brechkraftwerte aufgrund des Phasenunterschiedes zwischen den Ausgangssignalen der fotoelektrischen Lichtempfangseinrichtungen (37, P₁, P₂) bestimmbar sind.

6. Augenrefraktometer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung eine Einrichtung (52) aufweist, mit der ein Mittelwert der Phasenunterschiede bestimmbar ist.