-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Erfassen der Sehschärfe
einer Person.
-
Die
Europäische
Patentanmeldung EP-A 0 925 012 offenbart ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Prüfen
der Sehschärfe
einer Person durch das Anzeigen von Symbolen auf einem Bildschirm.
Symbole, wie beispielsweise Buchstaben, Zahlen und dergleichen,
werden auf dem Bildschirm angezeigt, wobei sowohl der Hintergrund
als auch die Symbole mit einer feststehenden Auflösung (Pixelgröße) auf einem
Bildschirm angezeigt werden. Die Erfassung der Sehschärfe (nah
und fern) erfolgt mit Hilfe einer einstellbaren optischen Korrektur,
durch welche die Symbole auf dem Bildschirm betrachtet werden. Die Symbole
können
in verschiedenen Größen angezeigt werden.
-
Die
Europäische
Patentanmeldung EP-A 1 042 984 offenbart eine Vorrichtung zur Darbietung
einer Sehprobenscheibe. Die Vorrichtung ist mit gesonderten Testfenstern
für das
linke und das rechte Auge versehen. Ein Optotyp, der aus einer drehbaren Sehprobenscheibe
besteht, wird optisch in einem vorbestimmten Abstand entfernt von
den Fenstern angeordnet. Der Test wird selbsttätig ausgeführt, unterstützt von
Wortbotschaften.
-
Die
bekannten Optometer benutzen bekannte Darstellungen von Prüfgegenständen, häufig in der
Form gedruckter Karten mit Symbolen, wie beispielsweise der Monnoyer-Karte
(Entfernungstest) oder der Parinaud-Karte (Test bei Leseabstand).
Die Genauigkeit der bekannten Tests ist manchmal unzureichend, zum
Beispiel, falls eine Person häufig
unter Verwendung der gleichen Symbole geprüft wird und an Stelle der Sehschärfe sozusagen
das Gedächtnis der
Person geprüft
wird.
-
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren
und eine Vorrichtung zur Erfassung der Sehschärfe, insbesondere für die Verschreibung
von Brillengläsern
oder Kontaktlinsen, bereitzustellen.
-
Daher
stellt die vorliegende Erfindung in einem ersten Aspekt ein Verfahren
zur Erfassung der Sehschärfe
einer Person bereit, das die folgenden Schritte aufweist: Anzeigen
wenigstens einer Form auf einem Hintergrund in einer vorbestimmten
Distanz, wobei der Hintergrund in einer ersten Pixelgröße und die
wenigstens eine Form in einer zweiten Pixelgröße dargestellt wird, wobei
die zweite Pixelgröße größer ist
als die erste Pixelgröße, Einstellen
einer Korrekturvorrichtung zur optischen Korrektur der Sehschärfe, bis
die wenigstens eine Form von dem Hintergrund unterscheidbar ist,
und Bestimmen der Sehschärfe-Korrektur
aufgrund der Einstellung der Korrekturvorrichtung.
-
Es
hat sich überraschenderweise
gezeigt, dass die Sehschärfe
einer Person ebenfalls erfasst werden kann unter Verwendung eines
Symbols oder einer Form auf einem Hintergrund, wenn der Hintergrund
eine feinere Pixelgröße als die
Form hat. Aufgrund der kleinen Pixelgröße erzeugt der Hintergrund den
Eindruck einer gleichmäßigen Oberfläche, gegen
die sich die Form mit den größeren Pixeln
abhebt. Unter Anwendung dieses Verfahrens kann die Sehschärfe schneller
und genauer bestimmt werden. Subjektive Faktoren der Erkennung und
dergleichen spielen eine geringere Rolle, wobei im Ergebnis dessen
eine objektivere Erfassung der Sehstärke möglich wird. Die wenigstens
eine Form kann eine Zahl, ein Buchstabe oder eine spezifische Form
sein.
-
Bei
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind die relativen Pixeldichten des Hintergrundes
und der wenigstens einen Form im wesentlichen gleich. Die Pixeldichte
ist definiert als die Anzahl von Pixeln pro Flächeneinheit, multipliziert
mit der Fläche
eines Pixels. Jemand, der in einem großen Abstand entfernt ist oder
schlecht korrigierte Augen hat, wird in diesem Fall sowohl den Hintergrund als
auch die wenigstens eine Form als eine gleichmäßige, homogene Oberfläche sehen.
Jemand mit guter oder richtig korrigierter Sehschärfe wird
jedoch eine körnige
Form gegenüber
einem gleichmäßigen Hintergrund
erkennen.
-
Vorzugsweise
werden der Hintergrund und die wenigstens eine Form durch eine Kombination von
wenigstens zwei Pixelfarben angezeigt. Schwarze und weiße Pixel
ergeben zum Beispiel einen grauen Hintergrund, gelbe und blaue Pixels
einen grünen Hintergrund
und blaue und schwarze Pixel einen dunkelblauen Hintergrund. Falls
die Sehstärke
richtig korrigiert ist, wird sich die wenigstens eine Form von dem
Hintergrund abheben, als eine körnige
graue Form von dem grauen Hintergrund, gelbe und blaue Punkte von
einem grünen
Hintergrund und blaue Pixels von einem dunkelblauen Hintergrund.
-
Bei
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung werden der Hintergrund in einer ersten
Farbe und die wenigstens eine Form in wenigstens einer zweiten Farbe
angezeigt. Der Hintergrund kann zum Beispiel aus weißen Pixels
und die Form aus schwarzen Pixels bestehen oder umgekehrt. Eine
weitere Farbe (grün,
blau, rot...) kann ebenfalls für
die Form verwendet werden, wobei dadurch der Kontrast verbessert
werden kann.
-
Um
die Genauigkeit der Erfassung der Sehschärfe zu steigern, wird das Einstellen
der Korrekturvorrichtung vorzugsweise einige Male ausgeführt und
die Sehschärfe-Korrekturen
werden aus dem Mittelwert der entsprechenden Einstellungen der Korrekturvorrichtung
bestimmt. Auf diese Weise wird eine genauere und objektive Erfassung
der Sehschärfe
möglich.
-
Bei
einer weiteren Ausführungsform
wird das Verfahren in alternierender Weise derart durchgeführt, dass
die wenigstens eine Form in einem Bereich des sichtbaren Lichts
mit einer kurzen Wellenlänge
und in einem Bereich des sichtbaren Lichts mit einer langen Wellenlänge angezeigt
wird. Die Brechung des Auges ist von der Wellenlänge abhängig. Um zu einer besseren
Erfassung der Sehschärfe
zu kommen, werden zwei Messungen an den Enden des sichtbaren Spektrums
durchgeführt,
und zum Beispiel der Mittelwert als das Ergebnis genommen.
-
Die
wenigstens eine Form kann in einer Zahl von Varianten angezeigt
werden. Zum Beispiel kann die wenigstens eine Form abwechselnd mit
der ersten und der zweiten Pixelgröße angezeigt werden, beispielsweise
mit einer Frequenz von weniger als 10 Hz. Die Einblendungen der
Form mit der zweiten Pixelgröße sind
nur für
eine Person mit guter (korrigierter) Sehschärfe erkennbar. Es ist ebenfalls
möglich, die
wenigstens eine Form dazu zu bringen, sich in der Anzeige zu drehen,
oder die wenigstens eine Form dazu zu bringen, sich in der Anzeige
zu bewegen (vor und zurück,
rauf und runter). Alle diese Varianten steigern die Unvorhersagbarkeit
der Messung und ergeben folglich eine objektivere Erfassung der Sehschärfe.
-
Um
dazu in der Lage zu sein, das Ausmaß eines Astigmatismus zu bestimmen,
umfasst die wenigstens eine Form bei einer weiteren Ausführungsform
parallele Linien, die derart dargestellt werden, dass sie zwischen
0 und 180 Grad gedreht werden können.
Die Form ist dann am deutlichsten sichtbar, wenn die Linien parallel
zur Achse des Astigmatismus des Auges verlaufen. Vorzugsweise kann
die zu testende Person die Ausrichtung der parallelen Linien in
der Form, zum Beispiel mit Hilfe eines Joysticks, selber verändern.
-
Um
eine quantitative Messung der Sehschärfe möglich zu machen, ist bei noch
einer weiteren Ausführungsform
die Pixelgröße veränderlich.
-
In
einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung
zur Erfassung der Sehschärfe
einer Person, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Korrekturvorrichtung
mit einer einstellbaren optischen Sehschärfe-Korrektur, einen Bildschirm,
der in einem vorbestimmten Abstand entfernt von der Korrekturvorrichtung
angeordnet ist, und Steuerungsmittel, die mit dem Bildschirm und
der Korrekturvorrichtung verbunden sind, wobei die Steuerungsmittel
zum Steuern des Bildschirms und zum Steuern der Korrekturvorrichtung
nach dem vorliegenden Verfahren ausgestaltet sind. Unter Verwendung
einer solchen Vorrichtung ist es möglich, dass eine Person seine
oder ihre Sehschärfe
selber erfasst.
-
Bei
einer Ausführungsform
umfasst die Vorrichtung darüber
hinaus ein optisches System, das zur Projektion des Bildschirms
auf Leseabstand von der Korrekturvorrichtung ausgestaltet ist. Auf
diese Weise ist es möglich,
ebenfalls die Sehschärfe
hinsichtlich der Nahdistanz (Leseabstand) zu erfassen.
-
In
noch einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine
optometrische Karte, die einen Hintergrund mit einer ersten Pixelgröße und wenigstens
eine Form mit einer zweiten Pixelgröße umfasst, wobei die zweite
Pixelgröße größer ist
als die erste Pixelgröße. Diese
Karte kann, als Ersatz für die
vorhandenen optometrischen Karten, in vorhandenen Vorrichtungen
zur Erfassung der Sehschärfe verwendet
werden.
-
Die
vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die angefügte Zeichnung
auf der Grundlage einer illustrativen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung detaillierter beschrieben, in der Zeichnung zeigt:
-
1 eine
vereinfachte Darstellung eines Aufbaus der Vorrichtung nach der
vorliegenden Erfindung.
-
In 1 ist
eine einfache Darstellung eines möglichen Aufbaus einer Vorrichtung 10 nach
der vorliegenden Erfindung gezeigt. Ein Bildschirm 12 ist in
einer vorbestimmten Distanz 1, zum Beispiel vier Meter,
entfernt von einer Korrekturvorrichtung 13 angeordnet.
Ein Benutzer der Vorrichtung kann durch eine Öffnung 14 in der Konekturvorrichtung 13 zu dem
Bildschirm 12 hin sehen. Optische Korrekturlinsen, deren
Stärke
(zum Beispiel durch Hinzufügen von
Linsen) einstellbar ist, können
in der Öffnung 14 angebracht
werden. Die Öffnung 14 ist
für zwei
Augen vorgesehen, wobei die zwei Hälften der Öffnung 14 unabhängig voneinander
einstellbar sind.
-
Der
Bildschirm 12 und die Korrekturvorrichtung 13 sind
mit einer Steuerungsvorrichtung 11 verbunden. Die Steuerungsvorrichtung 11 steuert
die Einstellung der Konekturvorrichtung 13 in Abhängigkeit
von Eingabesignalen, die zum Beispiel über ein Einstellelement 17,
wie beispielsweise einen Joystick, empfangen werden, das mit der
Steuerungsvorrichtung 11 verbunden ist. Die Steuerungsvorrichtung 11 steuert
ebenfalls den Bildschirm 12. Die Steuerungsvorrichtung 11 kann
mit Speichermitteln in der einen oder anderen Form (wie beispielsweise RAM-Speicher,
einer DVD, einem Videoband usw.) versehen sein. Diese können einerseits
zum Aufzeichnen erhaltener Ergebnisse und andererseits zum Ansteuern
der Steuerungsvorrichtung auf der Grundlage eines gespeicherten
Programms verwendet werden.
-
Zum
Prüfen
oder Bestimmen der Sehschärfe einer
Person wird die Vorrichtung 10 vorzugsweise in einem etwas
abgedunkelten Raum aufgebaut. Die Steuerungsvorrichtung 11 steuert
den Bildschirm 12 auf eine solche Weise, dass eine Form 16 (oder
mehrere Formen) auf einem Hintergrund 15 angezeigt wird.
Der Hintergrund 15 wird mit einer spezifischen Pixelgröße angezeigt,
wodurch sich, eine gewisse Distanz entfernt, der Eindruck einer
gleichmäßigen Oberfläche er gibt.
Die Form 16 wird mit (einer kleineren Zahl von) größeren Pixeln
angezeigt. Die Pixelgröße der Form 16 ist
folglich größer als
die Pixelgröße des Hintergrundes 15.
-
Vorzugsweise
sind die relativen Pixeldichten des Hintergrundes und der wenigstens
einen Form im wesentlichen gleich. Die Pixeldichte ist definiert als
die Anzahl von Pixeln pro Flächeneinheit,
multipliziert mit der Fläche
eines Pixels. Auf diese Weise wird jemand mit schlechter (bzw. schlecht
korrigierter) Sehschärfe
eine gleichmäßige, homogene
Oberfläche
sehen, und jemand mit richtig korrigierter Sehschärfe wird
eine körnige
Form 16 gegenüber
einem gleichmäßigen Hintergrund 15 sehen.
Der Hintergrund 15 und die Form 16 können durch
eine Kombination von wenigstens zwei Pixelfarben, zum Beispiel schwarz/weiß, gelb/blau,
rot/schwarz oder blau/schwarz, angezeigt werden. Falls die Korrektur richtig
ist, wird sich dann eine körnige
Form 16 von dem gleichmäßigen Hintergrund 15,
eine Form 16, die aus gelben und blauen Punkte besteht,
von einem grünen
Hintergrund oder rote oder blaue Pixels von einem dunkelroten oder
dunkelblauen Hintergrund 15 abheben.
-
Die
Form 16 kann eine Zahl, ein Buchstabe oder der Umriß eines
Alltagsgegenstandes sein. Vorzugsweise hat die Form 16 eine
solche Größe, dass ein
großer
Teil des Hintergrundes 15 bedeckt ist. Die Steuerungsvorrichtung 11 steuert
den Bildschirm 12 auf eine solche Weise, dass die Form 16 vorzugsweise
so verändert
wird, dass sie für
die Person unvorhersagbar ist.
-
Die
Form 16 ist nur sichtbar, falls die Sehschärfe der
Person gut ist oder gut korrigiert worden ist, so dass das Auflösungsvermögen der
Augen in der Lage ist, die gröberen
Pixel der Form 16 zu differenzieren.
-
Die
Person kann mit Hilfe des Einstellelements 17 die Stärke der
Korrekturlinsen in der Korrekturvorrichtung 13 verändern und
kann ebenfalls anzeigen, wann die Form 16 für ihn oder
sie am deutlichsten sichtbar ist. Wahlweise kann die Person äußere Grenzen
anzeigen, das heißt,
wann die Form 16 sichtbar wird und wann sie verschwindet.
Danach kann die Steuerungsvorrichtung 11 zum Beispiel eine Mittelposition
errechnen, welche die richtige Korrektur für die Person anzeigt.
-
Die
Form 16 wird vorzugsweise in einer anderen Farbe angezeigt
als der Hintergrund 15 (zum Beispiel weiße Form 16 auf
schwarzem Hintergrund 15 oder umgekehrt). Die Form 16 kann
ebenfalls in mehr als einer Farbe angezeigt werden, wobei sie sich
im Ergebnis dessen besser von dem Hintergrund 15 abhebt.
-
Bei
einer alternativen Ausführungsform
werden durch die betreffende Vorrichtung 10 zwei Messungen
durchgeführt.
Für eine
erste Messung wird die Form 16 in einer Farbe des sichtbaren
Lichts mit einer kurzen Wellenlänge,
zum Beispiel violett-blau, angezeigt. Für eine anschließende Messung
wird die Form 16 in einer Farbe am anderen Ende des sichtbaren
Spektrums, zum Beispiel in Rot, angezeigt. Die Brechung der Linse
des Auges unterscheidet sich für unterschiedliche
Wellenlängen,
und mit Hilfe der zwei Messungen in Violett-Blau und in Rot kann
der ideale Korrekturwert (zum Beispiel als ein Mittelwert) berechnet
werden.
-
Um
die Genauigkeit noch weiter zu steigern, kann die Form 16 alternierend
mit den feinen Pixeln und mit den groben Pixeln angezeigt werden,
mit einer Frequenz von zum Beispiel weniger als 10 Mal pro Sekunde.
Die als Einblendungen angezeigte Form 16 ist nur sichtbar,
falls die Sehschärfe
gut korrigiert worden ist.
-
Die
Steuerungsvorrichtung 11 kann ebenfalls so ausgestattet
sein, dass sie die Form dazu bringt, sich in der Anzeige zu drehen,
wobei die Form 16 zum Beispiel ein sich drehendes Kreuz,
ein sich drehendes Rad mit Speichen oder ein sich drehender Windmühlenflügel ist.
Es ist ebenfalls möglich,
die Form 16 als eine sich bewegende Form 16 anzuzeigen.
Dies stellt sichert, dass die Anzeige der Form 16 noch
unvorhersagbarer ist, wobei im Ergebnis dessen die Messung mit der
betreffenden Vorrichtung 10 objektiver durchgeführt werden
kann.
-
Bei
einer besonderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann ebenfalls der Grad des Astigmatismus
bestimmt werden. In diesem Fall wird die Form 16 auf dem
Bildschirm 12 als eine Form mit dünnen parallelen Linien angezeigt.
Der Winkel der parallelen Linien kann, zum Beispiel mit Hilfe des oben
erwähnten
Einstellelements 17, eingestellt werden. Die parallelen
Linien der Form 16 sind für die Person am deutlichsten,
wenn diese parallel zu der Achse des Astigmatismus verlaufen. Mit
Hilfe des Einstellelements 17 ist die Person in der Lage,
anzuzeigen, wann die Form 16 am deutlichsten ist, wonach
die Steuerungsmittel 11 die beste Korrektur bestimmen.
-
Bei
noch einer weiteren Ausführungsform kann
die Sehschärfe
einer Person durch Verändern der
Pixelgröße der Form 16 quantitativ
gemessen werden. Die Sehschärfe
wird durch Bestimmen der kleinsten Pixelgröße, bei der die Person noch
eine Unterscheidung zwischen der Form 16 und dem Hintergrund 15 sieht,
bestimmt.
-
Die
vorliegende Erfindung kann ebenfalls verwendet werden, um die Sehschärfe einer
Person zum Verschreiben einer Lesebrille zu bestimmen. Für diesen
Zweck wird der Bildschirm 12, zum Beispiel mit Hilfe eines
optischen Systems (unter Verwendung von nicht dargestellten Linsen
und/oder Spiegeln), auf einen Mattglasschirm projiziert, der in
Leseabstand von der Öffnung 14 in
der Korrekturvorrichtung 13 angeordnet ist. Das Bild wird
in einem solchen Maß verkleinert,
dass der Blickwinkel für
die Person der gleiche bleibt.
-
Um
den Betrieb der Vorrichtung 10 so einfach und so objektiv
wie möglich
zu machen, können gesprochene
Anweisungen hörbar
gemacht werden. Diese Anweisungen enthalten Hinweise, worauf der Benutzer
achten muss und wie die Vorrichtung 10 bedient werden muss.
Es ist ebenfalls möglich,
zu fragen, welche Zahl, welcher Buchstabe oder welche Form wahrgenommen
wird. Der Benutzer kann dies mit Hilfe eines Spracherkennungsmoduls
oder eines anderen Eingabegeräts
in die Vorrichtung 10 eingeben. Die Eingabe kann dann aufgezeichnet
werden.