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BESCHREIBUNG
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Die Erfindung betrifft ein Gerät zur subjektiven Refraktionsbestimmung
mit einem Optotypen in seine bildseitige Brennweite abbildenden ersten optischen
Element undeinemdiesem im optischen Strahlengang nachgeordneten, die Optotypen zum
zu untersuchenden Auge hin abbildenden zweiten optischen Element, wobei der Abstand
des dingseitigen Brennpunktes des zweiten Elementes vom bildseitigen Brennpunkt
des ersten Elementes veränderbar ist,nach P 29 40 519.
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In der Haupt-Patentanmeldung P 29 40 519 ist ein Gerät der eingangs
beschriebenen Art vorgeschlagen. Aufgabe der Zusatzerfindung ist es, dieses Gerät
so weiter zu bilden, daß auf einfache Weise mit der subjektiven Refraktion sowohl
der sphärische als auch der astigmatische Korrektionswert ermittelbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Gerät der eingangs beschriebenen Art
gelöst, welches gemäß der Zusatzerfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß in der
Aperturblende des so gebildeten optischen Systems eine STOKES'sche Zylinderlinse
angeordnet ist, die so mit dem ersten, zweiten oder dritten optischen Element gekoppelt
ist, daß der Lichtweg zwischen erstem und zweiten optischen Element bei Einstellen
eines Zylinderwertes mittels der STOKES'schen Zylinderlinse zum Ausgleich des dabei
entstehenden sphärischen Anteiles veränderbar ist.
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Gemäß eines anderen Lösungsweges wird die Aufgabe durch ein Gerät
der eingangs beschriebenen Art gelöst, welches gemäß der Zusatzerfindung dadurch
gekennzeichnet ist, daß das erste oder das zweite optische Element aus zwei Zylinderlinsen
gebildet ist, die relativ zueinander auf der gemeinsamen optischen Achse verschiebbar
angeordnet sind.
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Wird bei dem Gerät nach der Haupt-Patentanmeldung bildseitig von dem
zweiten optischen Element ein afokales System aus zwei Linsen vorgesehen,. wobei
die dem zweiten optischen Element zugewandte Linse
in dessen bildseitiger
Brennebene angeordnet ist, so kann dadurch der Abstand zwischen dem zweiten optischen
Element und dem zu untersuchenden fehlsichtigen Auge vergrößert werden.
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Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus
der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren.
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Von den Figuren zeigen: Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung
in Seitenansicht; Fig. 2 eine Schnitt-Teildarstellung aus Figur 1 entlang der Linie
II-II; Fig. 3 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; Fig.
4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Figur 3; Fig. 5 eine schematische Darstellung
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zum binokularen Messen der sphärischen
und astigmatischen Fehlsichtigkeit; Fig. 6 eine gegenüber der in Figur 1 gezeigten
Ausführung abgewandelte Ausführungsform; Fig, 7 eine weitere Ausführungsform; und
Fig. 8 einen Ausschnitt ähnlich Figur 2 in abgewandelter Ausführungsform.
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Bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Gerät 1
eine erste Linse 3 und eine zweite Linse 4 auf, die tibereinander so angeordnet
sind, daß ihre optischen Achsen 8, 9 parallel zueinander sind. Gegenüber den beiden
Linsen 3, 4 ist ein totalreflektierendes optisches Element 6, welches ein total-reflektierendes
Prisma oder ein reflektierendes Spiegelsystem sein kann, angeordnet, welches die
aus der ersten Linse 3 austretenden Strahlen in die zweite Linse 4 reflektiert.
Wird das dritte optische Element 6 parallel zu den optischen Achsen 8, 9 verschoben,
so wird damit das optische Intervall zwischen den Linsen 3, 4 verändert.
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In der dingseitigen Brennebene F3 der ersten Linse 3 ist die Aperturblende
10, die mit der Eintrittspupille zusammenfällt, angeordnet. Die Austrittspupille
11 des Systems besitzt bei beliebiger#Einstellung des dritten optischen Systems
6 eine konstante Position und liegt für jede Einstellung in der bildseitigen Brennebene
F41 der zweiten Linse 4. Zwischen der zweiten Linse 4 und der Austrittspupille 11
ist ein halbdurchlässiger Planspiegel 12 angeordnet, welcher mit der optischen Achse
9 der Linse 4 einen Winkel von 450 einschließt. Die Sehprobe 13 wird über einen
Kollimator 14 betrachtet. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt durch einen
Spiegel 15 eine Umlenkung des Strahlenganges, die lediglich eine bauliche Verkürzung
des Gerätes bewirken soll.
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Wird das dritte optische Element 6, welches im weiteren als Prisma
6 bezeichnet wird, so eingestellt, daß der bildseitige Brennpunkt F3' der ersten
Linse 3 mit dem dingseitigen Brennpunkt F4 der zweiten Linse-4 zusammenfällt, so
verlassen auf die erste Linse 3 parallel einfallende Strahlen das System aus den
Linsen 3 und 4 wieder parallel. Ein recht-sichtiges Auge sieht das vom Kollimator
14 nach Unendlich abgebildete Sehzeichen 13 deutlich.
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Diese Einstellung entspricht dem Refraktionswert 0,0 dpt. Wird das
Prisma 6 den beiden Linsen 3, 4 angenähert, so verlassen die in die erste Linse
achsenparallel einfallenden Strahlen die zweite Linse 4 divergent. Ein fernes Objekt
wird bei dieser Einstellung von einem kurzsichtigen Auge entsprechender Refraktion
scharf gesehen. Die Verschiebung des Prismas in Richtung der Linsen entspricht also
kurzsichtigen Refraktionswerten, wobei zwischen der Stellung des Prismas 6 und dem
Ausmaß der Kurzsichtigkeit eine lineare Beziehung besteht. Die Größe der Verschiebung
des Prismas zur Größe der Kurzsichtigkeit ist nur abhängig von der Brennweite der
zweiten Linse 4. Umgekehrt ergibt sich durch die Verschiebung des Prismas 6 in entgegengesetzte
Richtung, also#von den beiden Linsen 3, 4 weg, die Einstellung für übersichtige
Augen.
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Parallel in das System eintretende Strahlen verlaufen aus dem System
der beiden Linsen austretend konvergent. Durch Eichen einer
die
Stellung des Prismas 6 anzeigenden Skala läßt sich der ermittelte Refraktionswert
direkt ablesen.
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Bei Ausbildung des ersten optischen Elementes 3 und des zweiten optischen
Elementes 4 als sphärische Linsen ist vorteilhaft zur Korrekt ion des Astigmatismus
am Ort der Aperturblende 10 eine STOKES'sche Zylinderlinse 16 angeordnet. Diese
ist zum Bestimmen der Achsenlage des Astigmatismus um die optische Achse drehbar
ausgebildet. Die mittels der STOKES'schen Zylinderlinse ermittelten Werte sind direkt
verwertbar, wenn die beiden Linsen 3, 4 die gleiche Brennweite besitzen. Bei unterschiedlichen
Brennweiten der beiden Linsen ist ein Korrektionsfaktor anzuwenden, welcher sich
aus dem Quotienten der Brechwerte der beiden Linsen ergibt.
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Anstelle der beschriebenen STOKES'schen Zylinderlinse 16 kann auch
eine feststehende STOKES'sche Linsenkombination verwendet werden, deren Achsen einen
konstanten Winkel von 450 einschliessen. Damit lassen sich die beiden Komponenten
von Zylinderwirkungen verschiedener Größe und beliebiger Achsenrichtungen einstellen.
Natürlich könnte der Astigmatismus auch mittels eines normalen Stielkreuzzylinders
bestimmt werden, wobei der Stielkreuzzylinder vorzugsweise in der Ebene der Aperturblende
vorgehalten werden sollte.
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Soll der Meßbereich der sich aus den beiden Linsen 3 und 4 ergebenden
sphärischen Wirkung erweitert werden, so können zusätzliche Linsen in oder nahe
der Ebene der Aperturblende 10 angeordnet werden. Ihre Wirkung entspricht direkt
den Korrektionswerten, sofern die Linsen 3, 4 die gleiche Brennweite besitzen. Anderenfalls
ist ein Korrektionsfaktor zu berücksichtigen.
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Wie bereits oben ausgeführt wurde, liegt die Austrittspupille 11 bei
jeder Einstellung des Prismas 6 in der bildseitigen Brennebene der zweiten Linse
4. Während der Messung kann die Pupille
(Hauptebene) des Probandenauges
7 mit der Austrittspupille 11 zusammenfallen. Dann wird die sogenannte Hauptpunktsrefraktion
bestimmt. Befindet sich die Probandenpupille in einem Abstand von 16 mm hinter der
Austrittspupille 11, so ergeben sich die Korrektionswerte für ein Brillenglasscheitelabstand
von 16 mm.
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Der Abstand der Pupille von der Austrittspupille 11 ist also identisch
mit dem Scheitelabstand der Korrektionsgläser. Wie in Figur 2 angedeutet, weist
die Vorrichtung eine Stütze 17 auf, die als Kinn- oder Stirnstütze ausgebildet sein
kann, auf die sich der Kopf des Probanden aufstützt und die zum Einstellen des Abstandes
der Pupille des Probanden von der Austrittspupil-le 11 relativ zum Gehäuse hin-
und herbewegbar ist.
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Der Proband betrachtet die über den Kollimator 14 ins Unendliche abgebildete
Sehprobe 13, indem er entsprechend der Blickrichtung senkrecht zur Zeichenebene
in Figur 1 auf den halbdurchlässigen Spiegel 12 schaut, der unter einem Winkel von
450 zur optischen Achse 9 angeordnet ist. Durch den Spiegel 12 sieht der Proband
den freien Raum zugleich mit der Sehprobe 13, die Optotypen oder Testfiguren umfassen
kann. Auf diese Weise erfolgt eine freisichtige Refraktionsbestimmung, bei der das
Gesichtsfeld des Patienten nicht eingeengt ist und somit störende Effekte wie die
Instrumenenmyopie von vorneherein entfallen.
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Wie sich aus obigem ergibt, ist mittels des beschriebenen erfindungsgemäßen
Gerätes eine kontinuierliche Einstellung der Korrektionswirkung durch Verschieben
des Prismas 6 möglich. Damit lassen sich sehr rasch sphärische Korrektionswerte
ermitteln, wobei bei sphärischen Abweichungen die Vollkorrektion und bei astigmatischen
Abweichungen die sogenannte beste sphärische Korrektion ermittelbar ist. Das umständliche
Wechseln der Gläser entfällt, und der Proband kann u.U. selbst die optimale Einstellung
vornehmen.
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Die astigmatische Korrektionswirkung läßt sich mit Hilfe der STOKES'schen
Zylinderlinse 16 ebenfalls kontinuierlich von 0 bis zu einem Maximalwert einstellen.
Auch hier ist das Auffinden
der richtigen Achsenlage sowie die
Ermittlung der Vollkorrektur sehr rasch möglich.
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Das in Figur 3 dargestellte Ausführungsbeispiel dient in erster Linie
zur Ermittlung der astigmatischen Korrektionswerte. Im gezeigten Gerät sind das
erste und zweite optische Element als Zylinderlinsen 18, 19 ausgebildet. Diese sind
jeweils in einer Fassung 20, 21 gehalten, die an ihrem äußeren Umfang jeweils einen
Zahnkranz aufweisen. Die Lagerung der Fassungen erfolgt in der Weise, daß sich bei
Drehung der Fassung 20 die Fassung 21 um einen gleichen Winkel in entgegengesetzter
Richtung dreht.
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Die Zylinderlinsen 18, 19 sind so in den Fassungen gehalten, daß die
Achslage eines Hauptschnittes beider Zylinderlinsen in der in Figur 4 gezeigten
Weise parallel zueinander ist. In dem Strahlengang, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel
vor der ersten Zylinderlinse 18, ist ein DOVE-Prisma 22 angeordnet. Dieses ist über
eine schematisch angedeutete mechanische Kopplung 24 so drehbar im Strahlengang
angeordnet, daß seine Basis 23 stets parallel zur Achse 25 der ersten Zylinderlinse
18 ausgerichtet ist. Ansonsten stimmen in dieser Ausführungsform das Prisma 6, der
Spiegel 15, die über den Kollimator 14 abgebildete Sehprobe 13 und die in der dingseitigen
Brennweite des wirksamen Hauptschnittes der Zylinderlinse 18 angeordnete Aperturblende
und die damit zusammenfallende Eintrittspupille bezüglich Anordnung und Wirkung
mit denen in Figur 1 überein und sind daher mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Die Austrittspupille 11 liegt wiederum unabhängig von der Stellung des Prismas 6
am Ort der bildseitigen Brennweite des Hauptschnittes der Zylinderlinse 19. Die
Betrachtung erfolgt in gleicher Weise wie beim ersten#Ausführungsbeispiel über einen
halbdurchlässigen Spiegel 26, der so angeordnet ist, daß der Proband gleichzeitig
mit der ins Unendliche abgebildeten Sehprobe auch den freien Raum sieht.
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Das DOVE-Prisma 22 hat die Aufgabe, die durch das Drehen der Zylinderlinsen
18, 19 bewirkte Drehung der zu betrachtenden Sehprobe jeweils auszugleichen, so
daß der Proband den Eindruck einer drehfest angeordneten Sehprobe hat.
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Zur Refraktion wird das Prisma 6 so eingestellt, daß der bildseitige
Brennpunkt bzw. die Brennlinie der ersten Zylinderlinse 18 mit dem dingseitigen
Brennpunkt der Brennlinie der zweiten Zylinderlinse 19 zusammenfällt. Befindet sich
das rechtsichtige Beobachterauge in der Nähe des bildseitigen Brennpunktes der zweiten
Zylinderlinse 19, so kann es bei dieser Stellung ferne Objekte scharf und verzerrungsfrei
beobachten. Weist das zu untersuchende Auge einen einfachen kurzsichtigen Astigmatismus
auf, so kann durch Verschieben des Prismas 6 in Richtung der Zylinderlinsen 18,
19 der Astigmatismus auskorrigiert werden. Durch anschließendes Drehen der Zylinderlinsen
18, 19 mittels der die Fassungen 20, 21 bildenden Zahnräder wird hierbei die richtige
Achsenlage eingestellt. Besitzt das zu untersuchende Auge einen einfachen übersichtigen
Astigmatismus, so muß das Prisma 6 von den Zylinderlinsen 18, 19 weg verstellt werden.
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Würde das DOVE-Prisma 22 nicht verwendet, so würde sich bei Drehen
der Zylinderlinsen das beobachtete Bild mitdrehen. Hierbei wäre es möglich, eine
feststehende Strichfigur 13 zur Prüfung des Astigmatismus zu verwenden. Das Bild
der Strichfigur würde sich dann jeweils beim Drehen der Zylinderlinsen 18, 19 in
die Stellung bewegen, in der es von Probanden scharf gesehen wird. Will man auf
die Bilddrehung verzichten, so wird dies durch Anordnen eines DOVE-Prismas oder
eines anderen geeigneten Bild drehenden Reversionselementes erreicht.
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Sollen mit dem gezeigten Ausführungsbeispiel zusätzlich auch sphärische
Korrektionswerte ermittelt werden, so werden in der Eintrittspupille bzw. Aperturblende
10 anstelle der im ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen STOKES schen Zylinderlinsen
sphärische Linsen eingesetzt.
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Mit der beschriebenen Ausführungsform ist es möglich, in besonders
schneller und einfacher Weise und mit kontinuierlicher Einstellung den Astigmatismus
und seine Lage eines fehlsichtigen Auges zu bestimmen.
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Zweckmäßig sind die beiden Zylinderlinsen 18, 19 in Figur 3 als Planzylinder
ausgebildet, die die gleiche Brennweite besitzen. Das hat den Vorteil, daß sich
in Abhängigkeit von der Einstellung des Prismas 6 stets nur die Zylinderwirkung
in einem Hauptschnitt ändert, in dem dazu senkrechten Hauptschnitt aber keine optische
Wirkung vorhanden ist. Die Achsstellung des wirksamen Hauptschnittes wird in der
beschriebenen Weise durch Drehen der Zylinderlinsen eingestellt. Auf diese Weise
wird erreicht, daß die bei bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Bestimmung
des Astigmatismus bei änderung des astigmatischen Wertes stets sich ändernde sphärische
Wirkung unverändert bleibt und somit das stete Nachkorrigieren der sphärischen Wirkung
bei geändertem astigmatischem Wert entfallen kann.
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Grundsätzlich kann es sinnvoll sein, das DOVE-Prisma 22 entfallen
zu lassen und die sich dann bei Drehung der Zylinderlinsen 18, 19 ergebende Bilddrehung
zur Refraktionsbestimmung mit auszunutzen. Man brauchte dann zur Auffindung der
Hauptschnitte keine drehbaren Testobjekte zu verwenden. Allerdings müßten dann spezielle
Optotypen Verwendung finden, da bei normalen Optotypen bei schiefer Achsstellung
diese schief abgebildet werden.
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Bei der in Figur 5 gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Gerätes sind zur binokularen Refraktionsbestimmung zwei symmetrische Strahlengänge
37, 38 vorgesehen. Beide Strahlengänge 37, 38 weisen genau die gleichen Elemente
auf, so daß nur einer beschrieben wird. Die Elemente im Strahlengang 37, die denen
in den Figuren 1 bis 4 entsprechen, sind jeweils mit den gleichen Bezugszeichen
bezeichnet, und die den Elementen des ersten Strahlenganges 37 entsprechenden Elemente
im zweiten Strahlengang sind mit entsprechenden apostrophierten Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Der von der Sehprobe aus gesehene Strahlengang stimmt zunächst mit
dem in Figur 3 gezeigten Strahlengang vollständig überein und unterscheidet sich
nur dadurch, daß anstelle des halbdurchlässigen
Spiegels 26 ein
vollständig reflektierender Planspiegel 27 vorgesehen ist. Dem ersten der in Figur
3 gezeigten Ausführungsform entsprechenden Teil des Gerätes ist der anhand der Figuren
1 und 2 beschriebene Teil aus Aperturblende 10, Spiegel 15, erster Linse 3, verschiebbarem
Prisma 46, zweiter Linse 4, halbdurchlässigem Spiegel 12 und Stütze 17 bestehende
Teil des dort beschriebenen achsensymmetrischen Systems nachgeordnet. Die Anordnung
des zweiten Teiles erfolgt dabei so, daß die Aperturblende 10 des achsensymmetrischen
Systems aus Figur 1 mit der Austrittspupille 11 des ersten mit der Darstellung in
Figur 3 übereinstimmenden anamorphotischen Systems zusammenfällt. Mit diesem kombinierten
System ist die Einstellung der sphärischen Korrektionswerte, der astigmatischen
Korrektionswerte und die Bestimmung der Achsenlage auf einfache und schnelle Weise
ohne Hinzuschalten irgendwelcher Linsen für alle Werte kontinuierlich unter der
Bedingung des freien Sehens möglich.
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Bei der in Figur 5 gezeigten Ausführungsform sind zwei Kollimatoren
14, 14' vorgesehen. Es kann aber auch ein Kollimator mit einem Hohlspiegel solcher
Größe verwendet werden, daß die Abbildung der Sehprobe für beide Strahlengänge und
damit für beide Augen gleichzeitig erfolgt.
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Mit dem in Figur 5 gezeigten Gerät ist die binokulare Refraktionsüberprüfung
möglich. Die teildurchlässigen Spiegel 28, 28', die in ihrer Anordnung und Funktion
dem teildurchlässigen Spiegel 12 entsprechen, sind um senkrechte Achsen 30, 30'
drehbar angeordnet. Durch Verdrehen derselben um die vertikale Achse können beliebige
Konvergenz- und Divergenz stellungen des Augenpaares hervorgerufen werden. Diese
Einstellungen entsprechen Prismenwirkungen. Somit kann eine Heterophorieprüfungohne
Vorschalten von Prismen durchgeführt werden. Das hat nicht nur den Vorteil einer
Vereinfachung der Refraktion, sondern die Beobachtung wird auch nicht durch die
Farbsäume und andere Aberationen eines sonst vorzuschaltenden Prismas gestört.
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Die Schwenkbarkeit der halbdurchlässigen Spiegel 28, 28' ermöglicht
auch die freisichtige Durchf~uhrung der Nahbrillenbestimmung ohne Vorschalten von
Prismen oder anderen Elementen.
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Die erforderliche Konvergenz stellung wird durch Verdrehen der beiden
Spiegel 28, 28' vor den Augen bewirkt. Die Akkomodation ergibt sich durch Einstellung
der verschiebbaren Prismen 46, 46'.
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Die Nachprüfung ist damit nicht auf eine bestimmte Beobachtungsentfernung
fixiert sondern kann vielmehr in beliebigen Nahabständen erfolgen.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die halbdurchlässigen Spiegel
28, 28' sowohl um ihre vertikalen Achsen 30, 30' als auch mittels einer kardanischen
Aufhängung um eine horizontale Achse drehbar angeordnet. Dadurch ist nicht nur eine
Heterophorieprüfung bezüglich der seitlichen Abweichung sondern auch bezüglich eventueller
Höhenabweichung der Augenachsen möglich.
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In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen erfolgt die Anderung
des optischen Intervalls zwischen dem ersten und dem zweiten optischen Element 3,
4; 18, 19 jeweils über in dem Strahlengang angeordnete Prismen 6, 46. Grundsätzlich
ist es auch möglich, auf die Umlenkprismen 6, 46 zu verzichten und stattdessen die
Linsen hintereinander anzuordnen und relativ zueinander bewegbar auszubilden. Das
hat jedoch bezüglich der Gerätelänge konstruktive Nachteile sowie das Problem, daß
die Lage der Austrittspupille oder der Aperturblende nicht konstant ist.
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Auch bei der in Figur 5 gezeigten Ausführungsform ist eine Erweiterung
des Meßbereiches möglich, indem in dem mit der Austrittspupille 11, die mit der
Eintrittspupille des nachgeschalteten sphärischen Systems und mit dem Brennpunkt
der Linse 3 zusammenfällt, entsprechende Linsen angeordnet werden.
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Die Verschiebung der Prismen 6, 6', 46, 46' kann grundsätzlich mittels
Verschiebung von Hand erfolgen, wobei über eine entsprechend
geeichte
Skala aus der Stellung des Prismas der zugehörige Korrektionswert und aus der Drehstellung
der Linsen 18, 19 die Achsenlage ablesbar sind. Wie in den Figuren 1 und 5 gezeigt
ist, werden die Prismen 6, 6', 46, 46' über einen Schlitten 36, 40 und einen Motor
35, 39 verstellt. In Abhängigkeit von der Stellung wird über entsprechende Leitungen
ein Ausgangssignal vom Motor an einen Rechner 33 gegeben, welcher in Abhängigkeit
von der Stellung der Prismen die entsprechenden Dioptrienwerte ermittelt und über
ein Display 34 anzeigt.
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In gleicher Weise kann über eine entsprechende Leitung auch ein der
Drehstellung der Linsen 18, 19 entsprechendes Signal zugeführt werden, so daß auch
die Achslage von dem Display angezeigt werden kann. Selbstverständlich weisen beide
symmetrischen Strahlengänge 37, 38 entsprechende Antriebe. und Signalleitungen auf.
Zur Vereinfachung wurden diese jedoch nur im Strahlengang 37 dargestellt. Zusätzlich
kann auch die Winkelstellung der Spiegel 28, 28' über entsprechende Leitungen an
die Rechner übertragen werden, so daß über ein entsprechendes Programm dieser auch
eine gegebenenfalls bestehende erforderliche prismatische Korrektur anzeigen kann.
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 3 ist kein motorischer Antrieb gezeigt. Dieser
kann jedoch in der gleichen Weise wie bei der Ausführungsform gemäß Figur 1 oder
gemäß Figur 3 vorgesehen sein.
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Die in Figur 6 gezeigte Aus führungs form entspricht in ihrem Grundaufbau
dem in Figur 1 gezeigten Gerät, wobei jeweils sich einander entsprechende Teile
mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
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In der Aperturblende 10 ist eine STOKES'sche Zylinderlinse 16 angeordnet.
Bei dieser aus zwei einzelnen entgegengesetzt gleichen Zylinderlinsen bestehenden
STOKES'schen Zylinderlinse entsteht in bekannter Weise bei Einstellen einer Zylinderwirkung
jeweils zusätzlich eine sphärische Wirkung. Zum Ausgleich dieses so entstehenden
sphärischen Anteiles sind die STOKES'sche Zylinderlinse
16 und
die Linse 3 mechanisch so miteinder gekoppelt, daß sie gemeinsam um einen gleichen
Weg parallel zur optischen Achse 8 in Richtung des Pfeiles 53 hin und her schiebbar
sind.
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Zu diesem Zweck sind die Linsen in nicht gezeigten Fassungen montiert,
die mit einer nicht gezeigten Verschiebeeinrichtung befestigt sind.
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Wie bei der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung wird zunächst durch Hin-
und Herschieben des Prismas 6 der sphärische Korrekturwert bestimmt. Anschließend
wird mittels der STOKES'schen Zylinderlinse 16 der Zylinderwert ermittelt. Wird
beispielsweise eine negative Zylinderwirkung eingestellt, so ergibt sich zwangsläufig
eine positive sphärische Komponente des halben Betrages der Zylinderwirkung. Zum
Ausgleich derselben werden nun die STOKES'sche Zylinderlinse 16 und die Linse 3
in Richtung des Prismas 6 um einen entsprechenden Weg verschoben. Durch die Verkürzung
des Lichtweges zwischen den Linsen 3 und 4 wird der positive sphärische Anteil kompensiert.
Das gleichzeitige Verschieben der STOKES'schen Zylinderlinse 16 ist erforderlich,
damit diese stets in der Aperturblende 10 bleibt.
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Wie aus Figur 6 zu ersehen ist, werden der sich aus der Einstellung
der STOKES'schen Zylinderlinse ergebende Zylinderwert und die sich aus der Winkelstellung
der STOKES'schen Zylinderlinse ergebende Achse des eingestellten astigmatischen
Wertes sowie eine eventuelle Verschiebung der STOKE8'schen Zylinderlinse 16 zusammen
mit der Linse 3 über eine entsprechende Leitung an den Rechner 33 gegeben, der die
sich daraus ergebenden Korrektionswerte an dem Display 34 anzeigt.
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Grundsätzlich wäre es auch möglich, zum Ausgleich der entstehenden
sphärischen Komponente das Prisma 6 oder sogar die Linse 4 entsprechend zu verschieben,
wodurch die Verschiebung der STOKES'schen Zylinderlinse überflüssig würde. Eine
Verschiebung der Linse 4 würde aber den Ort der Austrittspupille verändern, was
unerwünscht ist. Eine Verschiebung des Prismas 6 würde das
Ablesen
der sphärischen Korrektionswerte erschweren, da eine Umrechnung notwendig würde.
Mit der in Figur 6 gezeigten Ausführungsform gibt die Stellung des Prismas 6 ein
eindeutiges Maß für den sphärischen Korrektionswert.
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Die in Figur 7 gezeigte Ausführungsform stimmt teilweise mit dem in
Figur 5 gezeigten Aufbau überein, wobei jeweils einander entsprechende Elemente
mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die beiden Strahlengänge sind symmetrisch
zueinander aus gebildet, so daß zur Vereinfachung wiederum nur auf einen der Strahlengänge
Bezug genommen wird. Eine Sehprobe 13 wird über einen Kollimator 14 und einen Spiegel
15 ins Unendliche abgebildet. In dem Strahlengang sind wie bei der Ausführungsform
in Figur 5 ein erstes optisches Element 3, ein zweites optisches Element 4 und ein
Prisma 46 vorgesehen. Die Anordnung dieser optischen Elemente und aller übrigen
Teile ist in der gleichen Weise vorgesehen wie bei der in Figur 5 gezeigten Ausführungsform.
Das zweite optische Element 4 ist wieder eine Linse, während das erste optische
Element in dieser Ausführungsform aus zwei gleichen Zylinderlinsen sammelnder Wirkung
300, 301, deren Achsen einen festen Winkel von 900 miteinander bilden, zusammengesetzt
ist. Die beiden Linsen 300, 301 sind so nah wie möglich zueinander und an der gleichen
Stelle wie die Linse 3 in Figur 5 angeordnet. Damit haben die beiden Zylinderlinsen
300, 301 insgesamt eine sphärische Wirkung. Die beiden Zylinderlinsen 300, 301 sind
durch eine nicht gezeigte Vorrichtung entlang der optischen Achse einzeln oder auch
gemeinsam relativ zueinander verschiebbar. Wird die Linse 301 zum Prisma hin verschoben,
so entsteht eine negative astigmatische Wirkung (Minuszylinder). Wird die Linse
300 vom Prisma weg verschoben, so ergibt sich eine positive astigmatische Wirkung
(Pluszylinder). Die Größe der Verschiebung hängt jeweils von der Stärke der Zylinderlinsen
ab.
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Bei Benutzung des Gerätes sind das erste und zweite optische Element
3, 4 und das Prisma 46 wieder so eingestellt, daß die Brennpunkte F3 und F4 wie
in Figur 1 zusammenfallen. Mittels
Verschiebung des Prismas 46
wird die sphärische Korrektion ermittelt, die in Abhängigkeit von dem Ort des Prismas
46 auf dem Display 34 ablesbar ist. Anschließend wird je nach der bevorzugten Refraktionsmethode,
bei der entweder mit Minuszylindern oder Pluszylindern gearbeitet wird, die Zylinderlinse
301 zum Prisma 46 oder die Zylinderlinse 300 vom Prisma 46 weg so weit verschoben,
bis ein eventuell vorhandener Astigmatismus ermittelt ist. Die Verschiebung der
Linsen wird über eine Signalleitung dem Rechner 33 zugeführt, so daß am Display
34 der ermittelte astigmatische Wert ablesbar ist. Die Zylinderlinsen 300, 301 sind
in einer nicht gezeigten Halterung so montiert, daß sie drehfest zueinander gemeinsam
um die optische Achse drehbar sind, so daß der durch die Verschiebung eingestellte
Zylinder auf die der Fehlsichtigkeit entsprechende Achsstellung drehbar ist. Auch
die Drehstellung wird über die Signalleitung dem Rechner 33 zugeführt, so daß auch
die Achslage des Zylinders auf dem Display 34 ablesbar ist.
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Bei der oben beschriebenen Verschiebung entweder der Zylinderlinse
301 oder der Zylinderlinse 300 allein entsteht ein reiner astigmatischer Anteil
ohne zusätzlichen sphärischen Anteil, so daß anders als bei der in Figur 6 gezeigten
Ausführungsform keine zusätzliche Korrektion erforderlich ist. Werden dagegen die
beiden Zylinderlinsen 300, 301 synchron gegeneinander verschoben, so entsteht wie
bei dem anhand von Figur 6 gezeigten Beispiel bei der STOKES'schen Zylinderlinse
eine sphärische Komponente, die durch Verschieben des Lichtweges zwischen dem ersten
optischen Element 3 und dem zweiten optischen Element 4 ausgeglichen werden müßte.
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Wie bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen werden auch bei
dem anhand der Figur 7 beschriebenen Ausführungsbeispiel die Zylinderlinsen 300,
301 erfindungsgemäß ats Planzylinderlinsen, die in einem Scheitel eine Nullwirkung
und in dem dazu senkrechten Scheitel eine Zylinderwirkung aufweisen, ausgebildet.
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Wie sich aus obigem ergibt, ist die in Figur 7 gezeigte Ausführungsform
ganz besonders vorteilhaft, da der Aufbau wesentlich einfacher als bei der in Figur
5 gezeigten Ausführungsform ist. Da keine Bilddrehung bei der Einstellung des Astigmatismus
erfolgt, ist insbesondere auch die Verwendung zusätzlicher DOVE-Prismen nicht erforderlich.
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Wie oben ausgeführt wurde, hängt der Ort, an dem das zu untersuchende
Auge sich befinden muß, von der Brennweite des zweiten optischen Elementes 4 ab,
da die Augenpupille sich am Ort der Austrittspupille bzw. in einem dem Scheitelabstand
entsprechenden Abstand von dieser befinden soll. Bei Vergrößerung des Meßbereiches
wird die Brennweite der Linse 4 kürzer. Da auch der teildurchlässige Spiegel 28
noch zwischen der Linse 4 und der Austrittapupille angeordnet sein muß, kann es
passieren, daß das Auge unerwünscht nahe an den Spiegel 28 heranrücken muß. Zur
Vergrößerung dieses Abstandes wird zweckmäßig gemäß der in Figur 8 gezeigten Aus
führungs form zwischen die Linse 4 und den halbdurchlässigen Spiegel 12 der in Figur
2 gezeigten Ausführungsform bzw. die Linse 4 und den halbdurchlässigen Spiegel 28
der in Figur 7 gezeigten Ausführungsform ein afokales System aus zwei Sammellinsen
50, 51 angeordnet. Die beiden Sammellinsen haben die gleiche Brennweite. Die Linse
50 ist in der bildseitigen Brennebene F4 angeordnet, und der dingseitige Brennpunkt
F51 fällt mit dem bildseitigen Brennpunkt F510 zusammen. Damit entsteht die Austrittspupille
11 des Gesamtsystems in der doppelten Brennweite 2~50 der Sammellinse 51. Der Arbeitsabstand
vergrößert sich dadurch in Abhängigkeit von der Wahl der Brennweiten der Linsen
50, 51.
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L e e r s e i t e