DE69533203T2

DE69533203T2 - System zur bestimmung und zur auswertung des refraktions- und akkommodationszustandes des auges

Info

Publication number: DE69533203T2
Application number: DE69533203T
Authority: DE
Inventors: Gherardo Villani
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-11-21
Filing date: 1995-11-21
Publication date: 2005-08-04
Anticipated expiration: 2015-11-22
Also published as: ES2224139T3; WO1997018747A1; US5875019A; EP0805646B1; EP0805646A1; DE69533203D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Bestimmung, Auswertung und Kontrolle des Refraktions- und Akkommodationszustandes des Auges, umfassend eine Vorrichtung, die vollständig oder teilweise aus einem Material besteht, das für eine Polarisation der optischen Strahlung geeignet ist, sowie ein Ziel oder Objekt, welches vollständig oder teilweise aus einem Material besteht, das dieselben Polarisationseigenschaften hat. Die häufig nicht einfache Akkommodation, d.h. die Leistungserhöhung des optischen Systems des Auges, die hauptsächlich auf der Formänderung der kristallinen Linsen beruht, ist ebenso bekannt wie die Notwendigkeit, die erfolgte Akkommodation und deren Größe auszuwerten.
Ferner ist es bekannt, dass die Art und das Ausmaß des Refraktionsfehlers oder der Ametropie ausgewertet werden müssen, d.h. das Übermaß oder der Mangel der Fähigkeit des Auges, das Bild eines Gegenstandes oder Zieles, das sich im optisch Unendlichen befindet, aufgrund der nicht erfolgten Akkommodation korrekt auf der Netzhaut zu fokussieren.
Bei einer zu großen Anpassungskraft wird die Abbildung vor der Netzhaut erzeugt (Myopie oder Kurzsichtigkeit), während bei einer zu geringen Anpassungsleistung das Bild hinter der Netzhaut erzeugt wird (Hypermetropie oder Weitsichtigkeit), wohingegen ein Unterschied der Kraft zwischen den beiden Meridianen des optischen Systems zur Folge hat, dass sich zwei Abbildungen ergeben, deren Segmente rechtwinklig zueinander stehen (Astigmatismus).
Bezüglich der Brechungsfehler beschreibt die EP-A 563 454 ein Objekt-Refraktometer, das das Phänomen der Interferenz zwischen einem Referenzlichtstrahl und einem Lichtstrahl erfasst und auswertet, der von dem zu untersuchenden Auge kommt.
Ferner ist die US-A 5 258 791 bekannt, die ein Refraktometer erläutert, das auf der Wechselbeziehung zwischen einer Bezugsabbildung und einem Lichtstrahl beruht, der von dem zu untersuchenden Auge ausgesandt wird.
Der Nachteil dieser Vorrichtungen besteht in der verhältnismäßig komplexen Ausführung und den damit verbundenen Kosten; ferner verlangen sie eine Beobachtung und damit eine Messung in einem künstlichen Raum, so dass sie nicht für ein visuelles Training verwendet werden können, insbesondere für ein Heimtraining.
Der Erfindung liegt hauptsächlich die Aufgabe zu Grunde, die oben erläuterten Nachteile zu vermeiden und eine Auswertung der Art und der Größe des Brechungsfehlers des Auges, das Maß der erfolgten Akkommodation, die gewillkürte Kontrolle der Akkommodation sowie die Reduzierung oder Beseitigung der psychophysischen Unmöglichkeiten und der damit verbundenen Folgen hinsichtlich der Akkommodation erlauben.
Diese Aufgabe wird durch die Mittel nach dem System des Patentanspruchs 1 gelöst.
Darüber hinaus ist es möglich, das Ziel mit geeigneten Mittel auf geeignete Schirme zu projizieren.
Hinsichtlich der Abbildung, die durch die Polarisationsvorrichtung sichtbar wird, ergeben sich zwei Alternativen, bei denen die polarisierten Teile des Objektes durch Kontrast mit dem Hintergrund gesehen werden können:

– die polarisierten Teile des Gegenstandes oder Zieles befinden sich auf einem Hintergrund geringer Leuchtdichte, so daß der Hintergrund und die polarisierten Teile des Zieles mit einer Polarisationsachse, die rechtwinklig zu derjenigen eines der Teile des Polarisators verläuft, von diesem Teil aus gesehen eine ähnliche Leuchtdichte haben, weshalb sie wegen des fehlenden oder unzureichenden Kontrastes zwischen Ziel und Hintergrund nicht oder fast nicht unterschieden werden können, während der oder die Teile des Zieles mit einer Polarisationsachse, die parallel zu derjenigen des Teiles des Polarisators verläuft, durch diesen Teil hell und klar sichtbar sind und auf einem dunklen Hintergrund von diesem unterschieden werden können;
– die polarisierten Teile des Objektes oder Zieles befinden sich auf einem Hintergrund mit einer entsprechenden Leuchtdichte, die ausreicht, so daß der Hintergrund und der oder die polarisierten Teile des Zieles mit einer Polarisationsachse, die parallel zu derjenigen eines der polarisierten Teiles des Polarisators verläuft, von diesem Teil aus gesehen eine so ähnliche Leuchtdichte haben, so daß sie nicht oder fast nicht unterscheidbar sind, da der Kontrast zwischen Ziel und Hintergrund zu gering ist oder fehlt, während der oder die Teile des Zieles mit einer Polarisationsachse rechtwinklig zu derjenigen dieses Teils des Polarisators durch diesen Teil gesehen auf hellem Hintergrund dunkel erscheinen und damit klar voneinander unterscheidbar sind.

Die Vorteile der Erfindung bestehen zusätzlich zu denen bei der vorgesehenen Anwendung in Folgendem:

– Verringerung der fortschreitenden Myopie aufgrund der Akkommodation und des Akkommodationssystems,
– Diagnose zum Erkennen von Anomalien der Akkommo-dation und des Akkommodationssystems,
– therapeutisch-rehabilitative Maßnahme bei Funktionsanomalien der Akkommodation und des Akkommodationssystems,
– Verringerung der Größe der tonischen Akkommodation,
– Verlegung des entfernten Akkommodationspunktes,
– Initialisierung neuer Studien bezüglich Akkommodation und Akkommodationssystem,
– Messen der Akkommodationsleistung,
– Einsatz bei visuellen Trainingsmaßnahmen,
– Auswerten und Messen der (möglichen) Unterschiede zwischen der ausgeführten Akkommodation und des Akkommodationsstimulus,
– Verbesserung der Effizienz der Akkommodation und des Akkommodationssystems,
– Auswertung und Messung der ausgeübten Akkommodation,
– Sichtbarmachung latenter Hypermetropie oder eines Teiles davon,
– Aktivierung psycho-physiologischer Prozesse hinsichtlich Akkommodation und Akkommodationssystem.

Die Erfindung wird nachsthehend im Einzelnen anhand der Zeichnung erläutert, in der einige Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigen:
1 schematisch ein System für die Bestimmung, Auswertung und Kontrolle des statischen und dynamischen Refrations- und Akkommodationszustandes des Auges gemäß der Erfindung,
2 und 3 Einzelheiten einer Polarisationsvorrichtung und eines Zieles mit Möglichkeit der Translation des Zieles,
4 die Bildung von Abbildungen mit dem System gemäß der Erfindung und
5 ein Beispiel einer Abbildung, wenn die Abbildung des Zieles oder Gegenstandes, die durch das System gemäß der Erfindung erzeugt wurde, vor der Netzhaut liegt.
Die Figuren zeigen eines von möglichen Systemen gemäß der Erfindung zur Bestimmung, Auswertung und Kontrolle des Brechungs- und Akkommodationszustandes des Auges, bei dem die optische Strahlung, die von dem Teil a des Objektes oder Zieles MR kommt, aufgrund der Parallel-Polarisation durch den Teil A der Polarisationseinrichtung AN und nicht durch deren Teil B läuft, da dieser rechtwinklig zur Polarisationsachse polarisiert ist und die Abbildung a' erzeugt; Analog bildet der Teil b des Zieles die Abbildung b'.
Wenn sich die Leistung des optischen Augensystems ändert, weil sich das Auge optisch korrigiert oder nicht, und wenn sich der Abstand zwischen der sekundären Hauptebene P' und der Netzhaut R ändert, kann die Abbildung des Zieles wie folgt liegen:

– vor der Netzhaut R (in diesem Fall erscheinen die Teile a' und b' der Abbildung des Zieles auf der Netzhaut zueinander verschoben),
– auf der Netzhaut R (in diesem Fall erscheinen die Teile a' und b' der Abbildung des Zieles auf der Netzhaut nicht zueinander verschoben),
– hinter der Netzhaut R (in diesem Fall erscheinen die Teile a' und b' der Abbildung des Zieles auf der Netzhaut zueinander verschoben, und zwar entgegengesetzt zu dem oben genannten Fall).

Die Position der Abbildung auf der Netzhaut verändert sich in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren, von denen die wichtigsten die folgenden sind:

– Abstand zwischen Ziel und primärer Hauptebene des korrigierten oder nicht korrigierten optischen Augensystems,
– Ametropie des Auges,
– möglicherweise durchgeführte Akkommodation,
– mögliche optische Korrektur,
– Spektralzusammensetzung der Lichtquelle,
– mögliche Aberrationen, Anisotropien oder Inhomogenitäten der optischen Medien und des Auges.

Die Größe der Translation der Teile a' und b' der Abbildungen auf der Netzhaut von den Teilen a und b des Zieles MR ist eine Funktion des Abstandes von der Netzhaut, auf der sich die Abbildung des Zieles oder Objektes bildet, welche von dem optischen Augensystem erzeugt wird.
Wie die 2 und 3 zeigen, sind von der Vorrichtung AN und dem Ziel MR angegeben:

– der Teil A aus polarisierendem Material
– die Polarisationsachse Y des Teils A
– der Teil B aus polarisierendem Material
– die Polarisationsachse X des Teils B
– die Trennungslinie S zwischen den Teilen A und B
– der Teil a des Zieles aus polarisierendem Material
– die Polarisierungsachse Y von a
– der Teil b des Zieles aus polarisierendem Material
– die Polarisierungsachse X für b
– die Trennungslinie S' zwischen a und b.

Es ist möglich, a entlang einer Trennungslinie physisch zu b (oder b zu a) zu verschieben, beispielsweise auf einer parallel zur Achse Y verlaufenden Achse, wie das in 3B angegeben ist.
In 4 sind ferner die folgenden Einzelheiten dargestellt:

I Schnittpunkt zwischen der visuellen Achse und dem Ziel
P primäre Hauptebene
P' sekundäre Hauptebene
a₁' und b₁' Abbildungen auf der Netzhaut von a und b, wenn I₁' (durch das optische Augensystem erzeugtes Bild des Zieles)vor der Netzhaut liegt (I₁'P' < RP')
a₂' und b₂' Abbildungen von a und b auf der Netzhaut, wenn I₂' (durch das optische Augensystem erzeugtes Bild des Zieles) auf der Netzhaut liegt (I₂'P' = RP')
a₃' und b₃' Abbildungen von a und b auf der Netzhaut, wenn I₃' (von dem optischen Augensystem erzeugtes B Bild des Zieles) hinter der Netzhaut liegt (I₃'P' > RP').

Wenn bei der Funktionsweise des Systems gemäß der Erfindung als feste Werte und damit als Parameter betrachtet werden:

– Abstand zwischen Ziel und primärer Hauptebene des korrigierten oder nicht korrigierten optischen Augensystems,
– mögliche optische Korrektur,
– Spektralzusammensetzung der Lichtquelle (s)
– mögliche Aberrationen, Anisotropien und Inhomogenitäten der optischen Medien und des Auges,

Wenn eine Akkommodation durchgeführt wurde, ist es möglich festzustellen, ob diese im Übermaß, in der richtigen Größe oder zu wenig durchgeführt wurde bezüglich der Akkommodation, die für eine Fokussierung bei einem Abstand erforderlich ist, in welchem das Ziel liegt, wobei außerdem eine willkürliche retroaktive Kontrolle (mittels eines Bio-Feedbacks) der durchgeführten Akkommodation möglich ist, wozu im Beispiel die Ausrichtung der Teile a' und b' des Zieles (und die evtl. Positionsabweichungen zwischen a' und b' (oder zwischen b' und a') über die Zeit) ausgewertet wird.
Bei möglichen Varianten der Erfindung kann die beschriebene Polarisationsvorrichtung abgeblendet, auf der Längsachse gedreht oder mit der optischen Kompensation verbunden werden und Teil von Ausrüstungselementen sein.
Bei weiteren Varianten kann das Objekt oder Ziel konstruktive Elemente aufweisen (beispielsweise Buchstaben des Alphabets, Gitter oder dergleichen), um eine Kontrolle der Fokussierung des Zieles zu erlauben, wozu das Ziel selbst (auf der Längsachse) gedreht werden kann.

Claims

System zur Bestimmung und Auswertung des Refrations- und Akkommodationszustandes des Auges, bestehend aus: – einer Polarisiationsvorrichtung (AN), die geeignet ist, in die Nähe des sowohl optisch fehlerfreien als auch nicht fehlerfreien Auges gebracht zu werden, um durch diese ein Objekt oder Ziel (MR) zu beobachten, wobei die Vorrichtung vollständig oder teilweise aus einem die optische Strahlung polarisierenden Material besteht, welches in zwei Teile (A, B) unterteilt ist, deren Polarisationsachsen (Y, X) rechtwinklig oder nahezu rechtwinklig zueinander verlaufen, wobei die visuelle Achse des zu untersuchenden Auges in der Nähe der oder durch die Trennungslinie (S) zwischen den beiden polarisierenden Teilen (A, B) verläuft, sowie – einem beleuchteten Ziel (MR), das vollständig oder teilweise aus Teilen (a, b) aus die optische Strahlung polarisierendem Material besteht, deren Polarisationsachsen rechtwinklig oder nahezu rechtwinklig zueinander verlaufen, wobei das Ziel (MR) Mittel zur Verschiebung der Teile aus polarisierendem Material zueinander sowie eines Teils der evtl. nicht polarisierten Teile und ferner Mittel zum Drehen des gesamten Zieles oder eines Teils des Zieles auf dser Längsachse aufweisen kann, so daß dann, wenn die Polarisiationsvorrichtung (AN) und das Ziel (MR) auf frontprallelen Ebenen oder fast parallelen Ebenen liegen und die Polarisationsvorrichtung (AN) bezüglich des Zieles (MR) so angeordnet ist, daß die Polarisationsachsen der polarisierten Teile (a, b) des Zieles (MR) parallel oder fast parallel bzw, rechtwinklig oder fast rechtwinklig zu den Polarisationsachsen (Y, X) jedes der polarisierten Teile (A, B) der Polarisationseinrichtung (AN) liegen, durch den polarisierten Teil (A) der Polarisationsvorrichtung (AN) nur die optische Strahlung durchtritt, die von dem Teil (a) des parallel zur Polarisationsachse (Y) dieses Teils der Polari sationsvorrichtung (AN) des Zieles und der evtl. nicht polarisierten Teile des Zieles (MR) kommt, während ein vernachlässigbarer Anteil der optischen Strahlung, der von den rechtwinklig zur Polarisationsachse (Y) des Teiles (A) der Polarisationsvorrichtung (AN) polarisierten Teilen (b) des Zieles (MR) kommt, durchtritt oder nicht durchtritt, und durch den polarisierten Teil (B) der Polarisationsvorrichtung (AN) nur die optische Strahlung durchtritt, welche von dem Teil (b) des parallel zur Polarisationsachse (X) dieses Teils (B) der Polarisationsvorrichtung (AN) und von den evtl. nicht polarisierten Teilen des Zieles (MR) kommende Teil (b) kommen, während ein vernachlässigbarer Anteil der optischen Strahlung durchtritt oder nicht durchtritt, der von den Teilen (a) des Zieles (MR) kommt, die rechtwinklig zur Polarisationsachse (X) des Teiles (B) der Polarisationsvorrichtung (AN) polarisiert sind, wobei die Positionen auf der Netzhaut, auf der die polarisierten Teile des Zieles reflektiert werden, von dem Refraktions- und Akkommodationszustand des Auges abhängen.
System nach Anspruch 1, bei dem sich die polarisierten Teile (a, b) des Zieles (MR) auf einem Hintergrund mit geringer Leuchtdichte befinden, so daß der Hintergrund und der oder die polarisierten Teile (b) des Zieles mit einer Polarisationsachse, die rechtwinklig zur Achse (Y) des polarisierten Teiles (A) der Polarisationsvorrichtung (AN) verläuft, von dem Teil (A) der Vorrichtung (AN) gesehen eine ähnliche Leuchtdichte haben derart, daß diese aufgrund eines fehlenden oder unzureichenden Kontrastes zwischen Ziel und Hintergrund nicht oder fast nicht unterscheidbar sind, während diejenigen Teile (a) des Zieles mit einer Polarisationsachse, die parallel zu dem Teil (A) der Vorrichtung (AN) verläuft, durch den Teil (A) gesehen auf dunklem Hintergrund hell erscheinen und voneinander unterscheidbar sind, so daß der Hintergrund und die polarisierten Teile (a) mit einer Polarisationsachse, die rechtwinklig zur Achse (X) des polarisierten Teiles (B) der Vorrichtung (AN) verläuft, von dem Teil (B) gesehen eine ähnliche Leuchtdichte haben, so daß aufgrund fehlender oder zu geringer Kontrastwirkung zwischen Ziel und Hintergrund diese nicht oder fast nicht unterscheidbar sind, während die Teile (b) des Zieles (MR) mit einer Polarisationsachse, die parallel zu dem Teil (B) verläuft, durch den Teil (B) leuchtkräftig erscheinen und auf dem dunklen Hintergrund von diesem unterscheidbar sind.
System nach Anspruch 1, bei dem sich die polarisierten Teile (a, b) des Zieles (MR) auf einem Hintergrund mit einer Leuchtdichte befinden, die ausreicht, daß der Hintergrund und der oder die polarisierten Teile (a) des Zieles mit einer Polarisationsachse, die parallel zu derjenigen des polarisierten Teiles (A) der Polarisationsvorrichtung (AN) verläuft, von dem Teil (A) gesehen eine ähnliche Leuchtdichte haben, so daß bei fehlendem oder unzureichendem Kontrast zwischen Ziel und Hintergrund diese nicht oder fast nicht voneinander unterscheidbar sind, während der oder die Teile (b) des Zieles mit einer Polarisationsachse, die rechtwinklig zu dem Teil (A) verläuft, durch diesen Teil (A) gesehen auf einem dunklem Hintergrund hell und voneinander unterscheidbar sind; und die ausreicht, daß der Hintergrund und der oder die polarisierten Teile (b) des Zieles mit einer Polarisationsachse parallel zur Achse (X) des polarisierten Teiles (B) der Polarisationsvorrichtung (AN) von diesem Teil (B) gesehen eine ähnliche Leuchtdichte haben, so daß aufgrund fehlender oder unzureichender Kontrastwirkung zwischen Ziel und Hintergrund diese nicht oder fast nicht voneinander unterscheidbar sind, während der oder die Teile (a) des Zieles mit einer Polarisationsachse rechtwinklig zu derjenigen des Teiles (B) durch den Teil (B) gesehen auf dem Hintergrund klar und voneinander unterscheidbar sind.
System nach Anspruch 1, bei dem die Polarisationsvorrichtung (AN) ein Diaphragma hat.
System nach Anspruch 1, bei dem die Polarisationsvorrichtung (AN) um die Längsachse drehbar ist.
System nach Anspruch 1, bei dem das Ziel (MR) mit geeigneten Mitteln auf geeignete Schirme projizierbar ist.