DE3117073A1

DE3117073A1 - Einrichtung zum erkennen des lidschlags waehrend der untersuchung eines auges

Info

Publication number: DE3117073A1
Application number: DE19813117073
Authority: DE
Inventors: Masato Hara; Shuji Fujimi Saitama Hoshika; Hideyuki Tokyo Ishiai; Koyoshi Kamifukuoka Saitama Itoh; Yukiyasu Kawagoe Saitama Nishikawa; Ikuzo Saitama Okamoto; Osamu Tokyo Shindow
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1980-05-02
Filing date: 1981-04-29
Publication date: 1982-03-25
Also published as: DE3117073C2; US4486080A; JPS6258254B2; JPS56156136A

Description

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ASAHI KOGAKU KOGYO KABUSHIKI KAISHA, Tokyo / Japan

Einrichtung zum Erkennen des Lidschlags während der Untersuchung eines Auges

Die Erfindung bezieht sich auf das Erkennen des Lidschlags eines Auges, das mit einem Augenprüfgerät untersucht wird.

Während automatischer Messungen mit Hilfe eines Augenprüfgerätes, bei denen ein optisches Muster auf das Auge projiziert und das Auge dann unter Verwendung der von der Netzhaut reflektierten Lichtstrahlen untersucht wird, kann das Augenprüfgerät während eines auftretenden Lidschlags keine von der Netzhaut reflektierte Lichtstrahlen empfangen. Die Lichtstrahlunterbrechung wird dabei dann als eine SignalSchwankung durch den Detektor festgestellt. Folglich kann das durch Analyse der tatsächlich auftretenden SignalSchwankungen erzielte Ergebnis einen großen Fehler haben. Der Lidschlag stellt also ein erhebliches Problem während der Messungen dar.

Um den Lidschlag festzustellen, wurde ein Verfahren entwickelt, das in der U.S.-PS 3 802 268 beschrieben ist und bei dem ein analoges Ausgangssignal entsprechend den Veränderungen in der Bilderzeugung des obengenannten optischen Musters festgestellt wird, und es wird ein automatisches Augenrefraktometer zum Analysieren des Signals für die Berechnung der Augenbrechkraft verwendet, um die Variationsrate des Analogsignals festzustellen, damit auf diese Weise der Anfang des Lidschlags ermittelt wird.

Aus folgenden Gründen ist jedoch das genannte Verfahren von Nachteil. Wenn der Pupillendurchmesser klein ist.

dann hat das Analogsignal einen niedrigen Pegel, so daß es deshalb schwierig ist_f den Lidschlag festzustellen. Mit dem Verfahren kann die Schließdauer des Auges während des Lidschlags nicht festgestellt werden. Wenn die echte Variationsrate des Analogsignals nahe der SignalSchwankung aufgrund des Lidschlags ist, dann ist es schwierig, sie voneinander zu unterscheiden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Erfassen und Feststellen des Lidschlags zu schaffen, mit der mit Sicherheit ermittelt werden kann, ob das zu prüfende Auge offen oder geschlossen ist und die nicht durch den Signalpegel oder durch Signalschwankungen beeinflusst wird, welche durch das zu prüfende Auge hervorgerufen werden.

Die Lösung dieser Aufgabe geschieht mit Hilfe eines Augenprüfgerätes, bei welchem optische Energie (Lichtenergie) dem zu prüfenden Auge zugeführt und vom Auge reflektierte Lichtstrahlen analysiert werden, um den Augenzustand zu bestimmen. Dieses Gerät oder Instrument weist eine Lidschlag-Feststelleinrichtung auf, die aus einem optischen System besteht, mit dem vom Vorderbereich des Auges reflektierte Lichtstrahlen aufgefangen werden und das ein Bild des Vorderbereiches des Auges in einer Bildebene erzeugt. In dieser Bildebene befindet sich ein Bildaufnahmeelement, und eine Detektorschaltung ist mit diesem verbunden, um ein Videoausgangssignal des Bildaufnahmeelementes aufzunehmen und festzustellen, ob das Videosignal über einem bestimmten Schwellwert liegt.

Vorzugsweise ist das Bildaufnahmeelement eine Fernsehkamera. Bei einem Ausführungsbeispiel enthält die Detektorschaltung einen Komparator, dem an einem Eingang das Videosignal und am anderen Eingang ein Bezugspegelsignal zugeführt werden. Der Ausgang des !Comparators

ist mit einem ersten und einem zweiten Speicher in Folge verbunden, die in Übereinstimmung mit einem Vertikalaustastimpuls getaktet werden, der von einem entsprechenden Generator zugeführt wird, der an seinem Eingang das Videosignal erhält.

Die Zeichnung zeigt im einzelnen:

Fig. 1 ein Erläuterungsschaubild der Lidschlag-Detektorschaltung;

Fig. 2 ein Bild, das die von der Hornhaut des Auges reflektierten Lichtstrahlen wiedergibt;

Fig. 3 ein Impulsfolgediagramm zur Beschreibung der Arbeitsweise von Signalen in einer Detektorschaltung nach Fig. 4; und

Fig. 4 das Blockschaltbild der Detektorschaltung in einer bevorzugten Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt die Grundanordnung eines Augenmeßgerätes mit der Vorrichtung nach der Erfindung. In einer Prüfvorrichtung 1 befindet sich eine Lichtquelle 2, von der Lichtenergie auf das Auge 4 durch ein optisches System 3 gerichtet wird. Die Prüfvorrichtung 1 ist so angeordnet, daß die von der Frontpartie des Auges 4 reflektierten Lichtstrahlen auf eine (nicht gezeigte) Lichtempfangsfläche eines Bildaufnahmeelementes oder einer Fernsehkamera 6 gebündelt wird, die mit einer Detektorschaltung 7 für große Helligkeit verbunden ist. Die Detektorschaltung 7 stellt das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines hohen Helligkeitspegels während jeder Bildabtastung eines Videosignals fest, das von der Fernsehkamera 6 abgegeben wird. Die Detektorschaltung 7 gibt ein Signal ab, das anzeigt, ob ein hoher Helligkeitspegel während einer Periode vorhanden ist oder nicht, die am Ende eines Abtastvorgangs beginnt und am Ende des nächsten Abtastvorganges beendet ist.

Das Auge 4 wird durch das optische System 3 von der Lichtquelle 2 her bestrahlt. Da die Hornhautoberfläche des Auges sphärisch ist, werden Lichtstrahlen, die auf das Auge auftreffen, von der Hornhautoberfläche regelmäßig reflektiert, so daß auch Lichtstrahlen in Richtung der optischen Achse B der Fernsehkamera 6 abgestrahlt werden. Der reflektierte Lichtstrahl A hat große Intensität und läßt ein Hellsignal a¹ im Videoausgangssignal (siehe Fig.3) der Fernsehkamera 6 erscheinen. Auch wenn die Beleuchtungsrichtung oder die Position der Fernsehkamera etwas verändert ist, wird der starke Reflexionsstrahl A gut aufgefangen und kann mit Sicherheit festgestellt werden. Er kommt dann lediglich von einer anderen Stelle der Hornhautoberfläche. Die Hautoberfläche des Augenlides ist dagegen so beschaffen, daß sie auftreffendes Licht sehr stark zerstreut. Da also das von der Lichtquelle 2 auf das Lid auftreffende Licht von der optischen Achse B weg gestreut wird, wenn es auf das Augenlid trifft, wird anders als beim Auftreffen auf die Hornhautoberfläche kein Reflexionssignal· von großer Intensität erzeugt. Es tritt deshalb beim Lidschlag das Hellsignal a' im Videosignal a nicht auf. Das Videosignal a wird dem Hellpegeldetektorschaltkreis 7 zugeführt, der in Fig. 4 als Block gestrichelt umschlossen ist. Die Detektorschaltung 7 stellt fest, ob ein Reflexionshellsignal a¹ im Videosignal a vorhanden ist oder nicht und ermittelt auf diese Weise, ob während der Untersuchung ein Lidschlag aufgetreten ist.

Das Videosignal a wird einem Eingang einer Komparatorschaltung 9 und dem Eingang eines Vertikalaustastimpulsgenerators 12 zugeführt. Ein Bezugspegelgenerator 8 gibt sein Ausgangssignal an den zweiten Eingang des Komparators 9 ab. Der Ausgang des Komparators 9 wird einem ersten Speicherkreis 10 und dessen Ausgang wiederum einen zweiten Speicherkreis 11 zugeführt. Das Ausgangssignal· vom Vertikaiaustastgenerator 12 wird auf die beiden Speicher-

- 7 kreise 10 und 11 gegeben.

Der Bezugspegelgenerator 8 erzeugt ein Pegelsignal, das etwas kleiner ist als das Signal a¹ hoher Intensität. Im Komparator 9 wird das Pegelsignal mit dem Videosignal a verglichen. Wenn das Auge offen ist, enthält das Videosignal a den Signalanteil a¹ von hoher Intensität, wie oben beschrieben, der größer als der Schwellwertpegel des Bezugspegelgenerators 8 ist. Während dieser Zeit gibt die Komparatorschaltung 9 einen Hellimpuls c ab, der in der Fig. 3 dargestellt ist. Der Vertikalaustastimpulsgenerator 12 stellt die Vertikalaustastkomponente des Videosignals a fest und erzeugt Vertikalaustastimpulse, wie sie bei b in Fig. 3 gezeigt sind. Wenn der Hellpegelimpuls c dem ersten Speicherkreis 10 zugeführt wird, wird dessen Ausgang d auf den logischen Wert "1" angehoben und solange darauf gehalten, bis der Vertikalaustastimpuls b abfällt. Der zweite Speicher liest den "1"-Ausgang des ersten Speichers 10 im Augenblick des Anstiegs des Vertikalaustastimpulses b, wodurch der Ausgang e des zweiten Speichers 11 auf "1" angehoben wird, wodurch angezeigt wird, daß das Auge offen ist. Dies bedeutet, daß ein Auge-offen-Signal abgegeben wird.

Der erste Speicher 10 wird durch den Abfall des Vertikalaustastimpulses b gelöscht, d. h., der Ausgang des ersten Speichers 10 geht nach "0", so daß der erste Speicher den Augenblick feststellt, wenn während der nächsten Bildabtastperiode ein Hellpegelimpuls c abgegeben wird. Wenn nun der Patient, dessen Auge untersucht wird, das Augenlid schließt, dann verschwindet das Hellpegelsignal a¹ im Videosignal a. Es wird deshalb am Komparator 9 kein Hellpegelimpuls c abgegeben, und der Ausgang des ersten Speichers 10 bleibt auf "0", was in den zweiten Speicher 11 im Augenblick der Anstiegsflanke des Vertikalaustastimpulses b eingegeben wird. Der Ausgang e des zweiten

Speichers 11 geht dadurch auf "O" und zeigt in der Weise an, daß das Auge geschlossen ist. Damit wird ein Ausgangssignal/ welches das geschlossene Auge anzeigt, ausgegeben. Dieses das geschlossene Auge anzeigende Ausgangssignal bleibt solange bestehen, wie das Auge geschlossen ist. Wenn es geöffnet wird, kann erneut ein von der Hornhautoberfläche reflektierter heller Lichtstrahl festgestellt werden, so daß dann wieder ein das offene Auge anzeigendes Signal abgegeben wird. Man hat auf diese Weise also festgestellt, daß das Auge des Patienten durch einen Lidschlag verdeckt war.

Aus der Beschreibung geht hervor, daß die von der Netzhaut reflektierten Lichtstrahlen, die durch Veränderungen des Pupillendurchmessers des zu untersuchenden Auges beeinflusst werden, durch das Auftreten oder Fehlen des erwünschten Lichtstrahls, der von der Hornhaut regelmäßig reflektiert und festgestellt wird, nicht eliminiert werden. Die Messungen können also ohne den durch den Lidschlag hervorgerufenen Fehler vorgenommen werden.

Mit Hilfe der Signale, die angeben, ob ein Lidschlag erfolgt ist und die durch den Kontrollabschnitt des Augenprüfgerätes festgestellt werden, wird erreicht, daß die Prüfmessungen solange unterbrochen werden, bis das Lid das Auge wieder freigegeben hat. In dieser Weise trägt die Erfindung in hohem Maße zu einer Verbesserung der Meßgenauigkeit bei.

Die meisten Augenprüfgeräte, bei denen das Auge mittels optischer Energie untersucht wird, die dem Auge zugeführt wird, sind mit einer Fernsehkamera und einem Monitor ausgerüstet, um das Bild des Auges zu beobachten, damit seine Position für die Prüfung und die Prüfeinrichtungen des optischen Systems genau ausgerichtet werden. Somit läßt

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sich die Erfindung an derartigen Geräten oder Instrumenten einfach durch Hinzufügen der Helligkeitspegeldetektorschaltung gemäß Fig. 4 bestens zusätzlich anbringen.

Claims

34 921 ASAHI KOGAKU KOGYO KABUSHIKI KAISHA Tokyo / Japan Einrichtung zum Erkennen des Lidschlags während der Untersuchung eines Auges PATENTANSPRÜCHE

1. ) Augenprüfgerät, 'indem dem zu untersuchenden Auge Lichtenergie zugeführt wird und bei dem vom Auge reflektierte Lichtstrahlen für die Augenuntersuchung analysiert werden, mit einer den Lidschlag feststellenden Einrichtung, gekennzeichnet durch ein optisches System (5), das von der Frontpärtie des Auges (4) reflektierte Lichtstrahlen aufnimmt und ein Bild der Frontpartie erzeugt, ein Bildaufnahmeelement (6) in der Bilderzeugungsebene des optischen Systems (5) und eine Detektorschaltung (7), die mit dem Bildaufnahmeelement (6) gekoppelt ist, um zu bestimmen, ob das vom Bildaufnahmeelement (6) erzeugte Videosignal einen Schwellwert übersteigt.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildaufnahmeelement (6) eine Fernsehkamera ist.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorschaltung (7) einen Komparator (9)

aufweist, der an seinem einen Eingang das Videosignal
(a) und an seinem zweiten Eingang ein Ausgangssignal
eines Bezugspegelgenerators (9) erhält, daß das Komparatorausgangssignal einem ersten Speicher (10) und dessen
Ausgangssignal einem zweiten Speicher (11) zugeführt wird und daß ein Vertikalaustastimpulsgenerator (12) an seinem Eingang das Videosignal erhält und mit seinem Ausgang mit den Takteingängen des ersten und des zweiten Speichers (10,11) verbunden ist.