DE3331799A1

DE3331799A1 - Augenuntersuchungsvorrichtung

Info

Publication number: DE3331799A1
Application number: DE19833331799
Authority: DE
Inventors: Tsunemi Yamato Kanagawa Gonda; Nobuyuki Yokohama Kanagawa Miyake; Kazuo Tokyo Morohashi
Original assignee: Nippon Kogaku Tokyo KK; Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1982-09-03
Filing date: 1983-09-02
Publication date: 1984-03-08
Anticipated expiration: 2003-09-03
Also published as: DE3331799C2; US4798457A; JPH0349568B2; JPS5944237A

Description

Beschreibung

Augenuntersuchungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Augenuntersuchungsvorrichtung.

Die Erfindung betrifft insbesondere eine Augenuntersuchungsvorrichtung, bei der die zu untersuchende Person wiederholt Sehversuche mit unterschiedlichen Gläsern macht, bis das Brillenglas, mit den optimalsten Eigenschaften feststeht (englisch: selfconscious type eye examining apparatus). Fig. 1 zeigt eine bekannte Augenuntersuchungsvorrichtung dieser Art, wie sie zur Messung des Sehvermögens in der Augenheilkunde eingesetzt wird. Die bekannt Augenuntersuchungsvorrichtung ist etwa symmetrisch ausgebildet und derart eingestellt, daß die Mitten von Sehfeldfenstern 1 einer linken und einer rechten Linsenkammer R mit den Augen der untersuchten Person zusammenfallen. Die untersuchende Person (im folgenden der Einfachheit halber als "Optiker" bezeichnet) ändertdie Linsen innerhalb der Sehfeldfenster 1 und wählt geeignete Linsen aus, während sie die durch die Sehfeldfenster auf eine auf der vorderen Seite der Zeichenebene gemäß Fig. 1 befindliche Sehstärkenkarte (z.B. eine Karte mit unterschiedlich großen Buchstaben und Ziffern) blickende Person (im folgenden: "Patient") fragt, wie sie die Karte bzw. die auf der Karte eingezeichneten Zeichen sieht. Das Wechseln der Linsen erfolgt mittels Handgriffen 2 bis 6. In den Linsenkammern R befinden sich Halteplatten 14 bis 17 für die Linsen. Die Halteplatten sind in Form

einer Scheibe ausgebildet, in deren Mitte sich eine Welle "J 8 befindet. Die Platte 14 enthält auf demselben Umfang eine Öffnung zur Freigabe des Sehfeldes, eine Abdeckplatte zum Abdecken des Sehfeldes, und optische Elemente, einschließlich zwei-Augen-Untersuchungslinsen wie z.B. Polarisierungslinsen, eine Prismenlinse und dergleichen, und eine Prismendioptrie-Meßlinse wie z.B. eine Maddoxstange. Die Scheibe 14 wird durch den Handgriff 2 gedreht, so daß die gewünschten optischen Elemente in die Sehfeldfenster 1 gelangen. Die ausgewählten optischen Elemente werden durch Anzeigeplatten 8 dargestellt. Die Scheiben 15 bis 17 halten in der Anzahl von Linsen entsprechenden Winkelabschnitten um eine Achse Linsen mit unterschiedlichen Brecheigenschaften. Die Scheibe 15 hält elf unterschiedliche sphärische oder Kugellinsen 15' mit einer Abstufung von 3 D zwischen -18D und +15D (D bedeutet Dioptrien). Die Scheibe 15 läßt sich durch den Handgriff 6 über eine (nicht dargestellte) Zahnradanordnung drehen. Die Scheibe 16 hält elf unterschiedliche Kugellinsen 16" mit einer Abstufung von O,25D zwischen -1,0OD und +1,75D. Die Scheibe 16 läßt sich durch den Handgriff 5 über eine (nicht gezeigte) Zahnradanordnung drehen. In den Linsenkammern R kommt es zu einer Überlagerung der Kugellinsen innerhalb der Sehfeldfenster 1, und die jeweiligen Werte entsprechen der Summe der Dioptrien der beiden Linsen 15' und 16", so daß in den Sehfeldfenstern 1 insgesamt Linsen unterschiedlicher Eigenschaften mit einer Abstufung von O,25D zwischen -19,0OD und +16,75D eingestellt; werden können. Um die Stärke kontinuierlich zu ändern, müssen die Scheiben 15 und 16 nach und nach gedreht werden, so daß ein (hier nicht gezeigter) intermittierend arbeitender Mechanismus zwischen den

Scheiben 15 und 16 zweckmäßigerweise vorgesehen wird, beispielsweise ein Malteserantrieb. Die Werte der Kugellinsen werden durch Anzeigefenster 7 angezeigt.

Die Scheibe 17 hält neun unterschiedliche astigmatische Linsen mit einer Abstufung von O,25D zwischen OD und -2,25D. Jede dies-er Linsen wird von einem in der Scheibe 17 drehbar gelagerten Zahnrad 19 aufgenommen, so daß sie um ihre zylindrische Achse drehbar ist. Die an einem Zahnrad 21 angreifende Scheibe 17 kann gedreht werden, indem das Zahnrad 21 durch den Handgriff 4 über-eine (nicht gezeigte) Zahnradanordnung gedreht wird. Die Zylinderwerte werden in Anzeigefenstern 9 angezeigt. Zum Drehen der Zylinderachse kann mit dem Handgriff 3 über eine (nicht gezeigte) Zahnradanordnung ein Zahnrad 20 gedreht werden, welches mit sämtlichen, zylindrische Linsen enthaltenden Zahnrädern 19 kämmt, so daß durch Drehen des Handgriffs 3 sämtliche zylindrischen Linsen um ihre Achsen gedreht werden können. Die zylindrischen Achsen werden durch Anzeigeplatten 10 angezeigt.

Bei einem Gerät dieser Art befinden sich außerhalb der Linsenkammern R als Kreuzzylinder bezeichnete Einrichtungen 11, mit denen sich exakt die Zylinderstärke und die Zylinderachse messen läßt. Die Kreuzzylinder 11 befinden sich für gewöhnlich außerhalb der Sehfeldfenster 1 (an der dargestellten Stelle), und sie werden nur bei Bedarf um die Wellen 13 verschwenkt, so daß sie zu Meßzwecken in die Sehfeldfenster 1 gelangen. Wie aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht, handelt es sich bei den Kreuzzylindern 11 um zylindrische __.

Linsen mit im Absolutbetrag gleich großer maximaler und minimaler

Stärke unterschiedlichen Vorzeichens, wobei die die maximale Stärke kennzeichnende Richtung des Hauptmeridians senkrecht steht auf der für die minimale Stärke kennzeichnenden Richtung des Hauptmeridians. Für gewöhnlich beträgt der erwähnte Absolutwert O,25D oder O,5D (die Figuren zeigen einen Kreuzzylinder mit 0,25D).Wie in Fig. 3A dargestellt ist, wird der für die maximale Stärke kennzeichnende Hauptmeridian (Richtung von +0,25D) auf die Zylinderachsenrichtung B des Patienten eingestellt, der Kreuzzylinder 11 wird mit einem Knopf verdreht (Fig. 3B), und es erfolgt eine genaue Messung der Zylinderstärke vor und nach dem Verdrehen, indem verglichen wird, wie der Patient in den beiden Fällen die Prüfkarte sieht.

Die genaue Messung der Zylinderachse erfolgt dadurch, daß der die maximale Stärke (Richtung von +0,25D) kennzeichnende Hauptmeridian bezüglich der Zylinderachsenrichtung B des Patienten gemäß Fig. 4 in einem Winkel von 45° eingestellt wird (indem der Kreuzzylinder 11 gegenüber der Lage gemäß Fig. 3B um 45° gedreht wird) und anschließend der Kreuzzylinder (gemäß Fig. 4B) verdreht wird, wobei verglichen wird, wie die Prüfkarte vor und nach der Verdrehung gesehen wird.

Wenn während der Messung die Scheibe 17 zum Wechseln der zylindrischen Linse gedroht wird, oder wenn das Zahnrad 19 zum Andorn dor Zylinderachse gedreht wird, so muß die Prüfung mit den Kreuzzylindern erneut vorgenommen v/erden. Zum Vereinfachen dieser erneuten Prüfung sind die Kreuzzylinder 11 und die zylindrische Achse der

zylindrischen Linse der Scheibe 17 stets derart miteinander gekoppelt, daß, wenn die zylindrische Achse mit dem Handgriff 3 gedreht wird, die Kreuzzylinder 11 gleichermaßen gedreht werden.

Bei den herkömmlichen Kreuzzylindern 11.weichen die Lage des Verdrehknopfs 12 während der Messung der Zylinderstärke (Fig. 3) und die Lage des Verdrehknopfs 12 während der Messung der Zylinderachse (Fig. 4) um 45° voneinander ab, und wenn die Kreuzzylinder 11 zum Drehen der Zylinderachse gedreht werden, wird auch der Knopf 12 mit gedreht, so daß die Stellung des Knopfs nicht festliegt. Dies bedingt eine unbequeme Handhabbarkeit der Anordnung. Hinzu kommt, daß der Knopf 12 derart betätigt werden muß, daß das Sehfeld des Patienten frei bleibt. Dies hat den Nachteil, daß der Optiker eine unnatürliche und dementsprechend unbequeme Haltung einnehmen muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben aufgezeigten Nachteile zu vermeiden und eine verbesserte Augenuntersuchungseinrichtung zu schaffen.

Hierzu schafft die Erfindung eine Augenuntersuchungsvorrichtung mit einem in einem Sehfeldfenster vorgesehenen Stokesschen Kreuzzylinder, eine Gruppe sphärischer Linsen, die selektiv in dem optischen. Weg des KreuzZylinders angeordnet werden können, einer ersten, an den Kreuzzylinder gekoppelten elektrischen Drehvorrichtung zum unabhängigen Drehen des Kreuzzylinders, einer zweiten elektrischen Drehvorrichtung zum Einsetzen einer bestimmten Linse der Gruppe sphärischer Linsen in das Sehfeldfenster und

einer Steuereinrichtung, die die Drehungen der ersten und der zweiten elektrischen Drehvorrichtung in einem vorbestimmten Verhältnis steuert.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht der Linsenkammer einer

handbetätigten Augenuntersuchungseinrichtung gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 2 eine Teil-Querschnittansicht entsprechend dem Pfeil II in Fig. 1,

Fig. 3A eine Skizze des Zustands eines herkömmlichen und 3B Kreuzzylinders beim Feinmessen der Zylinderstärke,

Fig. 4A eine Skizze des herkömmlichen KreuzZylinders und 4B beim Feinmessen der Achslage,

Fig. 5 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Augenuntersuchungsvorrichtung,

Fig. 6 den inneren Aufbau dor in Fig.5 gezeigten Anordnung,

Fig. 7 eine Querschnittansicht entlang der Linie VII-VII

- 12 in Fig. 5,

Fig. 8A eine Teil-Querschnittansicht entsprechend dem Pfeil VIII in Fig. 6,

Fig. 8B eine Teil-Querschnittansicht entsprechend dem Pfeil B in Fig. 8A,

Fig. 8C eine Querschnittansicht entsprechend dem Pfeil C in Fig. 8A,

Fig. 9 eine Prinzipskizze, die veranschaulicht, auf welche Weise die durch zwei sich überlappende zylindrische Linsen erhaltene Stärke D_Q ausgegeben wird,

Fig. 10 eine Skizze, die das Prinzip veranschaulicht, nach welchem eine zylindrische Linse geschaffen wird, deren Hauptmeridian 45 , und deren Zylinderstärke -2D sin 2 α beträgt,

Fig. 11A eine Skizze, die das Prinzip der Fernmessung der Zylinderstärke veranschaulicht,

Fig. 11B eine Skizze, in der die Kreuzzylinder gegenüber Fig. 11A verdreht sind,

Fig. 12A eine Skizze, die das Prinzip der Feinmessung

- 13 ■ der Zylinderachse veranschaulicht,

Fig. 12B eine Skizze, gemäß der der Kreuzzylinder gegenüber Fig. 12A verdreht ist,

Fig. 13 ein Flußdiagramm des Anfangs-Einstellvorgangs,

Fig. 14 ein Flußdiagramm des Betriebs beim Auswählen des optischen Elements der Scheibe 14,

Fig. 15 ein Flußdiagramm der Betriebsweise beim Einstellen der Brechkraft,

Fig. 16 ein Flußdiagramm des Betriebsablaufs beim Einstellen der Zylinderstärke,

Fig. 17 ein Flußdiagramm des Betriebsablaufs beim Einstellen der Zylinderachse,

Fig. 18 ein Flußdiagramm des Betriebsablaufs der Feinmessung der Zylinderstärke durch den Kreuz zylinder,

Fig. 19 ein Flußdiagramm des Betriebsablaufs der Feinmessung der Zylinderachse, und

Fig. 20 eine Draufsicht auf eine Bedienungstafel.

Die Linsenkammern 101 und 102 der erfindungsgemäßen Augenuntersuchungsvorrichtung besitzen keinen Bedienungshandgriff, sondern sind mit einer groß bemessenen Anzeigentafel ausgestattet, so daß die sphärische Stärke, der Zylinder und die Achse der in die Sehfeldfenster 103 und 104 eingesetzten Linsen durch Anzeigeelemente angezeigt werden, beispielsweise durch Flüssigkristallelemente. Die Vorrichtung wird hierdurch übersichtlich und erhält ein ansprechendes Aussehen. Wie weiter unten näher erläutert wird, sind in den Linsenkammern 101 und 102 verschiedene Linsen und dergleichen enthalten, die durch Drehung eines Impulsmotor geändert, d.h. ausgewechselt werden. Zum Steuern der Drehung des Impulsmotors ist an die Linsenkammern 101 und 102 über ein Kabel 50 eine Steuereinrichtung 51 angeschlossen, und durch Eingeben geeigneter Informationen über eine Bedienungstafel 52 wird ein Signal zum Steuern der Drehung des Impulsmotors von der Steuereinrichtung 51 in die Linsenkammern eingegeben. Bei der Steuereinrichtung 51 kann es sich um einen Microcomputer handeln.

Innerhalb jeder der Linsenkammern befindet sich eine Scheibe 14, die einen ähnlichen Aufbau hat, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, eine Scheibe 15, die unterschiedliche sphärische Linsen 15" mit einer Abstufung von 3D hält, und eine Scheibe 16, die unterschiedliche sphärische Linsen 16'trägt, die eine Abstufung von O,25D aufweisen. Diese Scheiben sind gemäß Fig. 7 um eine Mittelwelle 18 drehbar gelagert.

Auf der Außenumfangsflache der Scheibe 14 ist ein Zahnkranz 141 ausgebildet, mit dem das Antriebszahnrad eines in Fig. 6 gezeigten

Impulsmotors 140 kämmt. Außerdem befinden sich auf den äußeren Umfangsflächen der Scheiben 15 und 16 Zahnkränze 151 bzw. 161, mit denen die in Fig. 6 gezeigten AntriebsZahnräder eines Impulsmotors 150 bzw. eines Impulsmotors 160 kämmen.

Um die mittlere Welle 18 ist außerdem eine Scheibe 22 drehbar gelagert, bei der es sich um eine Hilfslinsenplatte handelt, die drei unterschiedliche sphärische Linsen 22' von -O,O625D, -0,125D bzw. -O,1875D trägt, und die mit einer öffnung ausgebildet ist. Am Außenumfang der Scheibe 22 ist ein Zahnkranz 221 ausgebildet, der mit dem Antriebszahnrad 220" eines Impulsmotors 220 kämmt.

Einem Sehfeldfenster 103 überlagerbar angeordnet sind zwei zylindrische Linsen 23' und 24' mit gleich großem Stärken-Absolutwert, jedoch entgegengesetzten Vorzeichen. Die zylindrische Linse 23' ist an einem Rahmen 23 fixiert, welcher drehbar auf einer festen Basisplatte 25 gelagert ist, die zylindrische Linse 24' ist an einem Rahmen 24 fixiert, der drehbar auf dem Rahmen 23 gelagert ist. Diese beiden zylindrischen Linsen 23' und 24" bilden zusammen einen sog. Stokesschen Kreuzzylinder. Die Drehung des Rahmens 2 erfolgt mittels eines Impulsmotors 230 über ein großes Zahnrad 26, welches mit einem Zahnrad 231 kämmt, welches an der Außenumfangsflache des Rahmens 23 ausgebildet ist, eines Übersetzungszahnrads 27, welches mit dem großen Zahnrad 26 kämmt, eines koaxial bezüglich des Übursetzungszahnrads 27 angeordneten großen Zahnrads 28 und des Antriebszahnrads des Impulsmotors 230, wcl-

ches mit dem großen Zahnrad 2 8 kämmt. Die Drehung des Rahmens" 2 4 M

erfolgt durch einen Impulsmotor 240 über große Zahnräder 26', 28¹ usw. (s. Fig. 6).

Das Einstellen der Ausgangsstellungen der Scheiben 14, 15, 16 und 22 erfolgt mittels einer photoelektrischen Detektoranordnung, wie sie in Fig. 8 dargestellt ist. An jeder Scheibe ist an einer der Ausgangsstellung der Scheibe entsprechenden Stelle eine Klinke 29 festgemacht. Auf einer auf der Basisplatte 25 vorgesehenen Welle 251 ist drehbar ein Drehglied 30 angeordnet. Das Drehglied 30 besitzt vier Anschlagklinken 31, die an solchen Stellen angeordnet sind, daß sie mit den Klinken 29 der Scheiben 14, 15, 16 bzw. 22 in Eingriff gelangen. Das Drehglied 30 besitzt außerdem' auf der den Anschlagklinken gegenüberliegenden Seite eine Lichtsperrplatte 32 und wird durch eine mit einem Ende an der Basisplatte 25 festgemachte Feder 33 in eine Ausgangsstellung vorgespannt. Wenn die Klinken 29 an den Anschlagklinken 31 anschlagen, wird das Drehglied 30 gegen die Kraft der Feder 33 gedreht, und die Lichtsperrplatte 32 sperrt den optischen Weg eines Photokppplers 34, um ein Ausgangsstellungssignal abzugeben. Nach dem Erhalt des Ausgangsstellungssignals wird jede der Scheiben 14, 15, 16 und 22 um einen vorbestimmten, ausreichend großen Betrag gedreht, so daß die Lichtsperrplatte 32 von dem Photokoppler zurückgezogen wird. Diese Stellung ist dann die Ausgangsstellung jeder der Scheiben 14, 15, 16 und 22.

Außerdem ist eine photoelektrische Detektoranordnung vorgesehen, um die Ausgangsstellung während der Drehung der Rahmen 23 und 24

einzustellen. Wie Fig. 6 zeigt, ist an den großen Zahnrädern 28 und 28' eine Lichtsperrplatte 35 befestigt (nur die dem großen Zahnrad 28 benachbarte Seite ist in der Zeichnung dargestellt, und hinsichtlich der dem großen Zahnrad 28' benachbarten Seite ist nur die Stelle des Vorderendes durch strichpunktierte Linien angedeutet), welche die optischen Wege von Photokopplern 37 und 37', die auf einer Montageplatte 36 fixiert sind, sperrt, wodurch Ausgangsstellungssignale von den Photokopplern 37 und 37' erhalten werden.

Der Zylinderwert und der Achsenfehler lassen sich durch den Stokesschen Kreuzzylinder folgendermaßen ermitteln:

Wenn die Stärke der zylindrischen Linse 23' -D beträgt und ihre Achse um einen Winkel CK bezüglich einer Bezugsrichtung t geneigt ist, und wenn die Stärke der zylindrischen Linse 24' +D beträgt und ihre Achse bezüglich der Bezugslinie Ji um einen Winkel fr - CK geneigt ist, so erhält man bei einem durch überlagern dieser beiden zylindrischen Linsen 23' und 24" gebildeten Stokesschen Kreuzzylinder die Stärke D_Q in Richtung des Winkels θ (im folgenden als die Achse θ bezeichnet) bezüglich der Bezugsrichtung L wie folgt:

9 2

D_Q = -Dcos (θ-oO+Dcos (θ+α)

= [ (-D)sin2a]sin20 (1) .

Aus Gleichung (1) entnimmt man, daß bei einer Achse θ von 45

die Stärke D_n einen Maximalwert -Dsin2c»> annimmt, während bei einer Achsee von 135 die Stärke D einen Maximalwert +Dsin2& annimmt. Man erhält also einen Kreuzzylinder mit Hauptmeridianen in Richtung 45 und 135 bezüglich der Bezugsrichtung, wobei die Zylinderstärke + Dsin2& beträgt.

Wenn man dem oben beschriebenen Stokesschen Kreuzzylinder eine durch sphärische Linsen 15', 16' und 22' gebildete sphärische Linse mit einer sphärischen Stärke von -Dsin2& überlagert, erhält man eine zylindrische Linse mit einem Hauptmeridian von 45 bezüglich der Bezugsrichtung und einer Zylinderstärke von -2Dsin2öL In Fig. 10 zeigt die linke Seite bezüglich des Gleichheitszeichens die Stokesschen Kreuzzylinder 23" und 24', denen die sphärischen Linsen 15', 16' und 22' überlagert werden, und die rechte Seite zeigt die als Resultat erhaltene Linse. Bei der oben beschriebe- · nen Ausführungsform erfolgt die Änderung der Zylinderstärke etwa in Stufen von O,125D. Hierzu wird die Zylinderstärke der beiden zylindrischen Linsen 23' und 24' zu 3D gewählt, und der Winkel Λ wird in Intervallen von 0,5 bewegt; außerdem wird die sphärische Linse 22' der Hilfslinsenplatte 22 in geeigneter Weise gewählt und den sphärischen Linsen 15" und 16' der anderen Halteplatten 15 bzw. 16 überlagert.

Um z.B. eine zylindrische Linse zu erhalten, deren Stärke C-, (=sin2& ) D und deren Achsenrichtung θ beträgt, kann man einen Kreuzzylin-

^C1
der mit einer Zylinderstärke von +_ —~—D aus zwei zylindrischen Linsen 23' und 24' durch Ändern des Winkels & bilden, man kann

^C1 eine sphärische Linse mit einer sphärischen Stärke —ö~D durch Kombinieren dreier sphärischer Linsen 15', 16" und 22' erhalten, und man kann die beiden zylindrischen Linsen 23' und 24' in die gleiche Richtung um denselben Winkel β drehen, derart, daß die Achsenrichtung des Kreuzzylinders θ ₁ beträgt. Bei der oben beschriebenen Kombination von Linsen läßt sich die Zylinderstärke nicht exakt in Intervallen von 0,125D variieren, jedoch stellt dies in der Praxis kein Problem dar.

Um eine Feinmessung der Zylinderstärke (entsprechend Fig. 3) und eine Feinmessung der Zylinderachse (entsprechend Fig. 4) unter Verwendung der beiden zylindrischen Linsen 23' und 24' durchzuführen, wird in der unten beschriebenen Weise vorgegangen, wobei ein Fall beschrieben wird, daß sich eine zylindrische Linse der Stärke C^D und der Achsenrichtung θ ,° in dem Sehfeldfenster befindet.

Feinmessung der Zylinderstärke:

In den Fig. 11A und 11B zeigt die linke Seite der "Gleichung" den Zustand der herkömmlichen Feinmessung- der Zylinderstärke, und Fig. 11B entspricht dem Zustand, daß der Kreuzzylinder 11 gegenüber Fig. 11A verdreht wurde. Die rechte Seite in den Fig. 11A und 11B zeigt eine Kombination der beiden zylindrischen Linsen 23' und 24' mit einer sphärischen Linse, wobei diese Kombination der linken Seite der "Gleichunq" äquivalent ist. Dies zeiql daß die bisher durch eine astigmatische Linse und einen Kreuzzylinder erfolgte Feinmessung der Zylinderstärke realisiert werden

BAD ORIGfWAL

kann durch einen Stokesschen Kreuzzylinder, der einer.sphärischen Linse überlagert ist. Wie oben beschrieben wurde, erhält die Stärke C₁D den Wert (3sin2 & )D und daher wird der Winkel & zunächst variiert, um durch einen Winkel Λ . eine Zylinderstärke

^C1
+ (—Tr- + O,25)D (Fig. 11A) und dann durch einen Winkel <λ _o eine

— Γ

1 —
Zylinderstärke + (—ö" O,25)D (Fig. 11B) zu erhalten. Es kann also dieselbe Wirkung erzielt werden wie beim Überlagern eines Kreuzzylinders mit einer Zylinderstärke von + O,25D und einer zylindrischen Linse, bei der die Stärke C^D und die Achse Θ.. beträgt, und Verdrehen des KreuzZylinders. Eine Änderung von

C₁ C₁

der Zylinderstärke + (3— + 0,25)D zur Zylinderstärke + (—γ

- 0,25)D erreicht man durch Drehen der Rahmen 23 und 24 durch die Impulsmotoren 230 und 240.

Feinmessung der Zylinderachse:

Auf der linken Seite der "Gleichung" in den Fig. 12A und 12B sind ein herkömmlicher Kreuzzylinder 11 und eine zylindrische Linse 17' mit einer Stärke von C* dargestellt, während auf der rechten Seite zwei zylindrische Linsen 23' und 24' sowie zylindrische Linsen 15', 16' und 22' dargestellt sind. Die beiden Seiten sind optisch völlig äquivalent, so daß sie sich durch die Gleichheitszeichen entsprechend der in der Mitte gezeigten astigmatischen Linse 39 gleichsetzen lassen können. Fig. 12B zeigt den Zustand, daß der Kreuzzylinder 11 gegenüber Fig. 11A verdreht wurde.

Betrachtet man den Zustand gemäß Fig. 12A vor dem Verdrehen des Kreuzzylinders 11, so läßt sich das zusammengesetzte Linsensystem

mit den drei zylindrischen Linsen der Stärken C₁D, +0,25D bzw. -O,25D ersetzen durch eine Linse 39, deren (sphärische) Stärke S₂/ deren Zylinderstärke C₂ und deren Achsrichtung θ ₂ beträgt. Es gelten nämlich folgende Beziehungen:

₌ . -1 O.'25sin2(9i-45)+Cisin29i-0.25sin2 (6j+45) 2 0.25cos2(.6i-45)+CiCOs2e₁-0.25cos2(&₁+45-)

0.5·sin2 θ ι+C₁cos2 θ ι

C = 0'25sin2(ei-45)+Cisin2ei-0.25sin2(9i+45) 2

_ (0.25-C₇) + (C₁ -C₉) + (-0.25-C₇)

i^

C,-3C_?
2

Andererseits läßt sich eine Linse mit der sphärischen Stärke S₀, der Zylinderstärke C₂ und der Achsrichtung θ ₂ zerlegen in Kreuz-Zylinder 23', 24', deren zylindrische Stärke + j=—D beträgt, und

sphärische Linsen 15*, 16' und 22', deren sphärische Stärke (S₀ c £

2
+2—)° beträgt. Um die Achsenrichtung θ₂ zu erhalten, können die beiden zylindrischen Linsen 23' und 24' in bezug aufeinander gedreht werden.

Betrachtet man außerdem den Zustand gemäß Fig. 12B, in welchem der Kreuzzylinder 11 verdreht wurde, so läßt sich das zusammengesetzte Linsensystem mit den drei zylindrischen Linsen der Stärken C₁D, +0,25D bzw. -O,25D ersetzen durch eine Linse 40, die die sphärische Stärke S₃, die Zylinderstärke C₃ und die Achsrichtung θ₃ besitzt. Es gilt:

^S3 2

0. 5 · cos2 θ 1
3

3 sin2

_ ₄.^-l_f 0.5.cos2ei+Ci-sin2ei , - ran ^_₀5._3ΐη2_θ+ C₁.cos26₁ ^;

Es ist"also möglich, das zusammengesetzte Linsensystem aus einer Kombination von Kreuzzylindern 23', 24' mit der Zylinderstär-

^C3

ke +_ Tj—D und der Achsenrichtung θ ^ und sphärischen Linsen 15' ,

^C3 16', 22' mit der sphärischen Stärke von (S₃+2—)D ^zu erhalten.

Anhand der in den Fig. 13 bis 19 gezeigten Flußdiagramme und der in Fig. 20 gezeigten Bedienungstafel 52 soll im folgenden die Arbeitsweise der Vorrichtung erläutert werden. Wird der Hauptschalter 53 auf der Bedienungstafel 52 geschlossen, beginnt eine Steuereinrichtung 51 in der in Fig. 13 veranschaulichten Weise zu arbeiten. Die Steuereinrichtung 51 dreht die Impulsmotoren 140,150, 160, 220, 230 und 240, bewirkt die Anfangseinstellung der Scheiben 14, 15,16/ 22 und der beiden zylindrischen Linsen 23', 24' und geht in den Bereitschaftszustand über. Zu diesem Zeitpunkt erscheint an allen Stellen des Anzeigefensters 54 auf der Bedienungstafel 52 sowie auf den Anzeigeabschnitten auf der linken und der rechten Linsenkammer 101 bzw. 102 die Anzeige null.

Auf der Bedienungstafel 52 ist ein Paar von Drucktastengruppen vorgesehen, die zum Einstellen eines der optischen Elemente der Scheibe 14 in dem Sehfeldfenster 103 und 104 der Linsenkammer bzw. 102 dienen. Wird eine Taste der Drucktastengruppen 55 niedergedrückt, ermittelt in der in Fig. 14 gezeigten Weise die Steuereinrichtung 51 die entsprechende Anzahl von Impulsen, unterscheidet dann zwischen linker und rechter Linsenkammer und gibt schließlich die Impulse in der ermittelten Anzahl an den Impulsmotor

in der festgelegten Linsenkammer. Der Impulsmotor 140 dreht die Scheibe 14 entsprechend der Anzahl eingegebener Impulse. Demzufolge gelangt das gewünschte optische Element in das Sehfeldfenster. Ist die Zufuhr der Impulse beendet, gibt die Steuereinrichtung 51 an die Anzeigetafel 52 ein Einstell-Ende-Signal. Als Folge wird eine Anzeigelampe I₁ an der niedergedrückten Taste eingeschaltet/ um anzuzeigen, daß der Einstellvorgang beendet ist.

Die Tastengruppe 56 auf der Anzeigetafel 52 wird betätigt/ um die sphärische Stärke (SPH), die Zylinderstärke (CYL) und die Achsenrichtung (AX) einzustellen, und ein Paar von Tasten 57 dient zur Zuordnung für das rechte Auge (rechts) oder das linke Auge (links). Um also beispielsweise eine sphärische Stärke von -10,5OD für das rechte Auge einzustellen, wird die Taste "rechts" niedergedrückt, und anschließend wird die Taste SPH niedergedrückt, während sich der Wert von -10/50 durch Betätigen einer Vorzeichentaste und einer Zifferntaste mit anschließender Betätigung der Taste EIN eingeben läßt. Gemäß Fig. 15 setzt die Steuereinrichtung 51 durch die oben angegebenen Maßnahmen den Wert -10/50 in eine Anzahl von Impulsen um, unterscheidet zwischen linker und rechter Linsenkammer und veranlaßt, daß die Impulse in der ermittelten Anzahl an die Impulsmotoren 150 und 160 der festgelegten Linsenkammer gegeben werden. Die Impulsmotoren 150 und 160 drehen die Linsen-Halteplatten 15 und 16 entsprechend der angegebenen Anzahl von Impulsen. Demzufolge wird in das Sehfeldfenster eine Linse eingestellt, die die festgelegte sphärische Stärke aufweist. Ist die Zuführung der Impulse abgeschlossen, gibt die Steuereinrichtung 51 ein Einstellbeendigungssignal an die Bedienungstafel 52. Demzufolge

wird der Wert -10,50 in dem Anzeigefenster für die sphärische Stärke oben in dem Anzeigefenster 54 dargestellt.

Zum Einstellen einer Zylinderstärke -1,75D für das rechte Auge werden die Tasten "rechts" und "CYL" niedergedrückt, und durch Betätigen der Vorzeichentaste und der Zifferntasten wird der Wert -1,75 eingegeben, wobei dieser Eingabevorgang durch Betätigen der Taste EIN abgeschlossen wird. Entsprechend Fig. 16 berechnet die Steuereinrichtung 51 den Winkel Λ von solchen zwei zylindrischen Linsen, bei denen der Stokessche Kreuzzylinder + und die sphärische Stärke - ■ D beträgt, ermittelt die Anzahl von Impulsen für die Impulsmotoren 230 und 240, um den Winkel & zu erzielen, und außerdem die Anzahl von Impulsen für die Impulsmotoren 150, 160 und 220, um die errechnete sphärische Stärke der sphärischen Linsen 15", 16¹ und 22' zu erhalten, unterscheidet zwischen,linker und rechter Linsenkammer und gibt die Impulse entsprechend der ermittelten Anzahl an die Impulsmotoren 150, 160, 220, 230 und 240 in der festgelegten Linsenkammer. Die Impulsmotoren 150, 160, 220, 230 und 240 drehen die Scheiben 15, 16, 22 bzw. die Rahmen 23, 24 entsprechend der Anzahl von Impulsen. Demzufolge gelangt in das Sehfeldfenster eine Linse mit der festgelegten Zylinderstärke. Wenn die Zufuhr der Impulse abgeschlossen ist, gibt die Steuereinrichtung 51 ein Einstellbeendigungssignal an die Bedienungstafel 52, demzufolge der Wert -1,75 in dem Zylinder-Anzeigefenster oben in dem Anzeigefenster 54 angezeigt wird.

Wenn dann als nächstes gewünscht wird, die Achse der astigmatischcn

Linse in der oben angedeuteten Weise auf 35 einzustellen, wird die Taste "rechts" niedergedrückt, die Taste AX der Tastengruppe betätigt und über die Zifferntasten der Wert 35 eingegeben, wonach der Eingabevorgang durch Betätigen der Taste EIN abgeschlossen wird. Wie Fig. 17 zeigt, berechnet die Steuereinrichtung 51 den Drehwinkel β des KreuzZylinders, ermittelt die Anzahl von Impulsen für die Impulsmotoren 230 und 240, unterscheidet zwischen linker und rechter Linsenkammer und veranlaßt, daß die ermittelte Anzahl von Impulsen an die Impulsmotoren 230 und 240 gegeben wird. Die Impulsmotoren 230 und 240 drehen die Rahmen 23 und 24 nach Maßgabe der ihnen zugeführten Anzahl von Impulsen. Jetzt sind die Richtungen und Drehwinkel der Rahmen 23 und 24 identisch. Demzufolge wird die Achsrichtung in dem Sehfeldfenster auf 35° eingestellt. Wenn die Zufuhr der Impulse abgeschlossen ist, gibt die Steuereinrichtung 51 ein Einstellungsbeendxgungssignal an die Bedienungstafel 52,.,so daß demzufolge in dem Achsen-Anzeigefenster oben in dem Anzeigefenster 54 der Wert 35 angezeigt wird.

In der oben beschriebenen Weise werden eine sphärische Linse mit einer gewünschten sphärischen Stärke und eine astigmatische Linse mit einer gewünschten Zylinderstärke und einer gewünschten Achsenrichtung eingestellt.

Die Kreuzzylinderuntersuchung läßt sich bewerkstelligen mittels vier Tasten 58 in dem mit "Kreuzzylinder" bezeichneten Abschnitt der Steuertafel· 52. Wenn eine Feinmessung der Zylinderstärke gewünscht wird, wird eine Taste CYL niedergedrückt. Wenn die Taste unten ist, errechnet die Steuereinrichtung 31 entsprechend Fig.

die Winkel Λ -j und ö. , setzt diese Werte in eine Anzahl von Impulsen um, unterscheidet zwischen linker und rechter Zylinderkammer und wartet, bis eine der Vorzeichentasten (+-Zeichen, —Zeichen) der vier Tasten 58 betätigt wird. Die Vorzeichentasten (+-Zeichen, -Zeichen) dienen zum Auswählen eines der oben erwähnten Winkel <X und & . Wird eine der Vorzeichentasten niedergedrückt, so werden die Impulsmotoren 150, 160, 220, 230 und 240 angetrieben, und nachdem die Einstellung beendet ist, wird an die Bedienungstafel 52 ein Einstellungsbeendigungssignal gegeben, so daß die Anzeigelampe I₂ der Taste CYL eingeschaltet wird. "

Wird eine Feinmessung der Zylinderachse gewünscht, so wird die Taste AX niedergedrückt. Wenn dies geschieht, berechnet die Steuereinrichtung 51 entsprechend Fig. 19 die Winkel tt.. und & und die sphärische Stärke,S, und anschließend daran wandelt sie diese Werte in entsprechende Impulszahlen um. Anschließend wird wie bei der Feinmessung der Zylinderstärke die Steuerung der Impulsmotoren vorgenommen, und die Anzeigelampe L₃ wird angesteuert.

Die Bedienungstafel 52 enthält außerdem eine Tastengruppe 59, die zum Variieren der sphärischen Stärke SPH, der Zylinderstärke CYL und der Achsenrichtung AX in Bruchteilen entsprechend der jeweils auf den Tasten angegebenen Werte dient. Durch Betätigen dor Tasten 57 wird hierbei festgelegt, für welche Liηsenkammer die über die Tastengruppe 59 angegebenen Worte gelten. Mit einer solchen Tastenbotätigung und ent. sprechenden TCinstöl lung oinhcrqohenci erfolgt eine Änderung der Anzeige in dem Anzeigefenster 54. Die Ta-

sten CYL und AX der Tastengruppe 59 werden so verwendet, daß, nachdem der Patient entweder plus (+) oder minus (-) als aufgrund der genauen Untersuchung von Zylinderstärke und Achsenrichtung "besser" eingeschätzt hat, die Taste mit diesem Vorzeichen niedergedrückt wird. Wenn der Patient während der Feinmessung der Zylinderstärke z.B. angibt, daß plus (.+) einfacher zu sehen ist, so wird +0,25 der Taste CYL niedergedrückt.

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Leerseite

Claims

BLUMBACH . WESER . BERGEN'. KRAMER ZWIRNER.HOFFMANN

EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

IN MÖNCHEN

R. KRAMER DIPL-ING: PATENTANWALT

W. WESER DIPL-PHYS. DR. RER. NAT. PATENTANWALT

E. HOFFMANN DIPL-ING. PATENTANWALT

IN WIESBADEN

P. G. BLUMBACH DIPL-ING. PATENTANWALT

P. BERGEN PROFESSOR DR. 3UR. DIPL-ING.

G. ZWIRNER DIPL-ING. DIPL-W.-ING. PATENTANWALT

Nippon Kogaku K.K. Tokyo, Japan

Case 603

Patentansprüche

! 1 ./Augenuntersuchungsvorrichtung, gekennzeichnet durch:

a) eine für ein Sehfeldfenster (101, 102) vorgesehene Basisplatte (25)

b) mehrere sphärische Linsen (14', 15', 16') mit unterschiedlichen Brecheigenschaften,

c) eine Traggliedanordnung (14, 15, 16), welche die sphärischen Linsen trägt und in bezug auf die Basisplatte (25) drehbar ist, wobei die sphärischen Linsen auf der Traggliedanordnung derart angeordnet sind, daß sie sukzessive dem Sehfeldfen-

BAD ORIGINAL '

ster (101/102) gegenüberliegen, wenn die Traggliedanordnung gedreht wird.

d) eine erste zylindrische Linse (23¹),

e) ein erstes Rahmenelement (23) , welches die erste zylindrische Linse (23') in einer dem Sehfeldfenster gegenüberliegenden Stellung hält und bezüglich der Basisplatte (25) drehbar ist, so daß sich die erste zylindrische Linse (23¹) in einer ersten Ebene gegenüberliegend dem Sehfeldfenster zu drehen vermag,

f) eine zweite zylindrische Linse (24¹)* deren Stärke im Absolutwert genauso groß ist wie die der ersten zylindrischen Linse (23') , jedoch eine bezüglich letzterer unterschiedliche Polarität besitzt,

g) ein zweites Rahmenelement (24), welches die zweite zylindrische Linse (24¹) in einer dem Sehfeldfenster gegenüberliegenden Stellung hält und relativ zu der Basisplatte drehbar ist, so daß sich die zweite zylindrische Linse in einer zweiten Ebene gegenüberliegend dem Sehfeldfenster zu drehen vermag,

h) eine erste elektrische Drehvorrichtung (140, 150, 160, 220) zum Drehen der Traggliedanordnung,

i) eine zweite elektrische Drehvorrichtung (230, 240) zum Drehen des ersten und des zweiten Rahmenelements unabhängig voneinander,

und

j) eine Einrichtung (51) zum Steuern der ersten und der zweiten elektrischen Drehvorrichtung in einer vorbestimmten Beziehung.
2. Augenuntersuchungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite elektrische Drehvor- ; richtung einen ersten Elektromotor zum Drehen des ersten Rahmen- -; elements und einen zweiten elektrischen Motor zum Drehen des | zweiten Rahmenelements besitzt, und daß die Steuereinrichtung die Drehungen des ersten und des zweiten elektrischen Motors in einer vorbestimmten Relation steuert.
3. Augenuntersuchungsvorrichtung, gekennzeichnet durch

I :

a) eine einem Sehfeldfenster (101, 102) zugeordnete Basisplatte (25),

b) mehrere sphärische Linsen „(14¹, 15', 16") mit unterschiedlichen Brecheigenschaften,

c) eine erste Traggliedanordnung, die die sphärischen Linsen hält, und die relativ zu der Basisplatte drehbar ist, wobei die sphärischen Linsen auf der Traggliedanordnung derart angeordnet sind, daß sie beim Drehen der Traggliedanordnung

sukzessive dem Sehfeldfenster gegenüberliegen,

d) einen mit einer ersten zylindrischen Linse und einer zweiten zylindrischen Linse versehenen Kreuzzylinder (23¹, 24')/ dessen Zylinderstärke und Zylinderachse für ein durchfallendes Lichtstrahlenbündel variiert werden können, wenn die erste zylindrische Linse und die zweite zylindrische Linse relativ zueinander in zwei zueinander parallelen Ebenen gedreht werden,

e) eine zweite Traggliedanordnung, die den Kreuzzylinder in einer dem Sehfeldfenster gegenüberliegenden Stellung hält, und die ein erstes Rahmenelement (23), welches die erste zylindrische Linse trägt und in bezug auf die Basisplatte drehbar ist, und ein zweites Rahmenelement (24), welches die zweite zylindrische Linse trägt und relativ zu der Basisplatte und dem ersten Rahmenelement (23) drehbar ist, aufweist, und

f) Betätigungsmittel (51, 140, 150, 160, 220, 230, 240), mit denen die erste Traggliedanordnung, das erste Rahmenelement und das zweite Rahmenelement unabhängig voneinander gedreht werden können.
4. Augenuntersuchungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet , daß die erste zylindrische Linse (23*) und die zweite zylindrische Linse (24¹) im Absolutbetrag

gleich große Stärken, jedoch unterschiedliche Polaritäten besitzen.
5. Augenuntersuchungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Betätigungsmittel einen ersten, einen zweiten und einen dritten Elektromotor aufweisen, mit denen die erste Traggliedanordnung, das erste Rahmenelement bzw. das zweite Rahmenelement gedreht werden, und daß eine Einrichtung (51) vorgesehen ist, die die Drehungen des ersten, des zweiten und des dritten Elektromotors steuert.