EP4304448A1 - Verfahren, system und computerprogrammprodukt zur bestimmung optometrischer parameter - Google Patents

Verfahren, system und computerprogrammprodukt zur bestimmung optometrischer parameter

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Publication number
EP4304448A1
EP4304448A1 EP22714166.0A EP22714166A EP4304448A1 EP 4304448 A1 EP4304448 A1 EP 4304448A1 EP 22714166 A EP22714166 A EP 22714166A EP 4304448 A1 EP4304448 A1 EP 4304448A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
subject
eye
test image
visual
refraction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22714166.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stephan Trumm
Adam MUSCHIELOK
Yohann Bénard
Wolfgang Becken
Anne Seidemann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rodenstock GmbH
Original Assignee
Rodenstock GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rodenstock GmbH filed Critical Rodenstock GmbH
Publication of EP4304448A1 publication Critical patent/EP4304448A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/103—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for determining refraction, e.g. refractometers, skiascopes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/02—Subjective types, i.e. testing apparatus requiring the active assistance of the patient
    • A61B3/028—Subjective types, i.e. testing apparatus requiring the active assistance of the patient for testing visual acuity; for determination of refraction, e.g. phoropters
    • A61B3/04—Trial frames; Sets of lenses for use therewith
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/113—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for determining or recording eye movement

Definitions

  • the invention relates to a method, a system and a computer program product for determining optometric parameters of a subject.
  • a subjective refraction the refractive power of that optical correction is determined, with which the eye or eyes of a subject produce or produce a sharp image of an object located in the distance.
  • measuring devices such as trial glasses, test glasses and/or a phoropter are conventionally used. These measuring devices can be operated either manually or electrically by the refractionist.
  • the subject's subjective visual impression is decisive for determining the required optical correction.
  • the test person communicates with the refractionist by giving him acoustic feedback regarding a visual task that has been set for him.
  • the refractionist accepts the patient's feedback and controls the refraction process depending on the patient's feedback.
  • the refractionist is required to carry out the refraction in order to evaluate the feedback given by the subject on the visual tasks and to control the course of the refraction. On the one hand, this means that refractionists have to spend time determining the visual acuity of the subject. Furthermore, the operation and implementation of the refraction is the responsibility of the refractionist error-prone in that it is controlled by a human and errors can also occur when giving and/or receiving the acoustic feedback.
  • the object of the invention is to enable an improved method for carrying out a determination of optometric parameters, in particular to support a refractionist in carrying out a refraction and/or to enable a refraction to be carried out at least partially automatically.
  • One aspect relates to a method for determining optometric parameters of a subject with the steps:
  • an eye signal which contains information about the detected viewing direction and/or orientation of the at least one eye of the subject
  • the individual method steps do not necessarily have to be carried out in the order listed above. This means that the individual process steps must be carried out either in the order listed, in a different order and/or can also be carried out at least partially simultaneously.
  • the refraction unit can be configured and/or used to manipulate curvatures of the wave fronts and, if necessary, additionally a mean propagation direction and/or wavelength and/or intensity and/or a polarization state of the light emanating from the test image and the light manipulated in this way into the at least one guide the subject's eye.
  • the optical correction is defined, with which the light entering the eye is manipulated.
  • the optical correction can either be incorporated into the propagation path of the light, or it can be simulated purely virtually in the context of a projection, e.g. using the phoropter and/or using a light field display.
  • the refraction unit can be designed, for example, as a phoropter, in particular as an automated phoropter, which has refractive and/or diffractive elements such as lenses and/or gratings.
  • refractive glasses can be used for this.
  • the refractive and/or diffractive elements can be adaptive as optical correction, e.g. be designed as a deformable mirror and/or a deformable lens.
  • a zero correction can also be used as an optical correction, e.g. a window glass without actual optical correction or the omission of a material correction. This can be used, for example, to determine the visual acuity of the uncorrected, "naked" eye.
  • the optical corrections can correspond to a retained optical effect, in particular an optical effect with a spherical and/or cylindrical optical effect.
  • the test image can be displayed on a display unit.
  • the display unit can be separate and/or independent of the refraction unit and can be operated by the refractionist, for example. Alternatively, the display unit also be electrically connected to the refraction unit and/or communicate, whereby they are partially or fully automatically controlled.
  • the display unit can display the test image on a display panel, for example on a screen.
  • a test image is displayed which shows different visual objects such as images and/or symbols which are to be recognized and/or identified by the subject.
  • the subjective refraction of the test person can be determined depending on which visual objects displayed in the test image the test person recognizes and how well.
  • At least one visual task can be assigned to each test image, which can be set for the test person when displaying the test image in order to be able to determine, for example, their subjective eyesight depending on the optical correction that has been set.
  • the refraction unit and the display unit can be combined with one another in such a way that they have a projection unit which projects light from a virtual test image directly into the at least one eye of the subject depending on the defined optical correction.
  • the direction of view and/or the orientation of the at least one eye of the subject is recorded by the eye tracking unit.
  • the line of sight and the orientation of the eyes depend on one another, so that it is sufficient to record either the line of sight or the orientation of the at least one eye. In particular, it can be recorded at which part of the test image the subject is looking, ie at which area of the display field the subject is currently looking.
  • the eye-tracking unit can either only record the viewing direction and/or orientation of exactly one eye of the subject, or both eyes.
  • the eye-tracking unit can have at least one camera, which takes pictures and/or videos of the at least one eye while the subject looks at the displayed test image.
  • the eye-tracking unit can include program parts and interact with such, which carry out image recognition on the recorded images and/or videos in order to use one or more image features to determine the viewing direction and/or orientation to determine the at least one eye.
  • the eye tracking unit generates measurement data relating to the viewing direction and/or the orientation of the at least one eye of the subject, which can contain images and/or videos.
  • a gaze movement can also be detected, ie a temporally variable viewing direction of the at least one eye.
  • the eye signal is created from the measurement data recorded by the eye tracking unit.
  • the eye signal contains information about the recorded viewing direction and/or orientation.
  • the eye signal can be digital and e.g. contain a directional vector together with a starting point of the directional vector in three-dimensional space, e.g.
  • the eye signal is sufficiently detailed, sufficiently precise and/or has sufficient resolution to be able to use the eye signal to determine which area of the test image the respective eye of the subject is currently looking at.
  • the eye signal is generated and/or evaluated as a function of that test image which is displayed precisely when the viewing direction and/or orientation associated with this eye signal is detected by the eye tracking unit.
  • the test image can be calibrated relative to the refraction unit, and in particular a distance between the test image and the refraction unit can be known. This distance can be taken into account, for example, in a calculation of visual acuity, ie visual acuity.
  • the axial distance and/or a lateral relative position can be previously known as calibration.
  • Information can then be accessed about the distance and/or direction in which individual areas of the test image are arranged relative to the refraction unit. Calibration data from this calibration can be used when evaluating the eye signal.
  • the calibration data of this calibration can be used to calculate visual acuity from the distance and the size of the visual objects displayed on the test image identify subjects.
  • the evaluation of the eye signal can include information about how far the subject's pupil(s) are from the refraction unit and in which direction, in particular a pupil center point, a point of rotation of the eye, a point on the subject's retina, and/or a reflex , especially a Purkinje reflex.
  • a calibration can be used for which the precise positioning of the refraction unit relative to the test image does not have to be known.
  • the subject can be requested during a calibration process to view and/or fixate on predetermined areas and/or points of the test image. An eye signal associated with these predetermined areas and/or points can be registered and used as a calibration.
  • the evaluation of the eye signal includes a determination of that area of the test image which the subject is currently looking at.
  • the test image can have a number of areas that are different from one another and whose fixation leads to eye signals that are different from one another. These different eye signals are distinguished from one another within the framework of the evaluation. For example, several different visual objects can be displayed on the test image and the subject can be prompted to look at a specific optotype. The resolution and/or accuracy of the eye-tracking unit is sufficient to recognize which visual object the subject is looking at, e.g. when prompted to do so.
  • test image with an associated visual task provides the display of two visual objects, such as optotypes, which differ in terms of at least one property, for example in terms of their contrast and/or their size.
  • optotypes differ in terms of at least one property, for example in terms of their contrast and/or their size.
  • the subject can be asked to look at the visual object that appears sharper and/or better visible to him. From the viewing direction then taken by the subject, conclusions can be drawn about the subject's optometric parameters, in particular about his or her subjective visual acuity. This can be done, for example, as part of a subjective refraction.
  • subjective means that the result of the measurement method depends on the subject's subjective perception of vision.
  • the procedure supports the refractionist in such a way that possible sources of error, e.g. based on the human factor, can be reduced.
  • sources of error which can be reduced by the method, can be based on an acoustic misunderstanding of a response from the subject, on the subject giving incorrect response, and/or on the incorrect registration of the response by the refractionist.
  • the detection of the viewing direction and/or the orientation of the eye enables at least a partial automation of a subjective refraction, in particular a full automation of a subjective refraction in which a refraction is no longer absolutely necessary. This makes it possible, for example, to carry out a subjective refraction from afar, e.g. at the test person's home, without the refractionist having to be on site with the test person.
  • the optometric parameters can relate to information about the at least one eye of the test person, in particular also about the visual system of the test person as a whole.
  • the optometric parameters can in particular be subjective optical parameters which depend on a subjective visual perception of the subject. This can in particular be subjective refraction values, ie those refraction values at which the subject subjectively perceives the best visual impression.
  • the optometric parameters can include, in particular, refraction values that are optimized for near vision and/or far vision.
  • the optometric parameters can also relate to and/or contain physiological parameters.
  • the optometric parameters can include subjective optical parameters such as a subjectively determined best optical correction, ie a subjective refraction, and/or objective optical parameters such as aberrometric measurement data and/or pupillometric measurement data.
  • the optometric parameters can include information about visual acuity and/or contrast vision.
  • At least one refraction value, at least one sensitivity, at least one parameter for contrast vision, and/or at least one visual acuity are determined as the optometric parameters.
  • the optometric parameters can in particular be a single parameter.
  • the optometric parameters preferably include at least one refraction value, in particular at least one subjective refraction value, which is optimized for near vision and/or distance vision, for example.
  • the refraction value can correspond to an optical correction, ie an applied optical effect.
  • the optometric parameters can be determined monocularly and/or binocularly for the subject.
  • the eye signal is created in such a way that it has a horizontal and a vertical component which are dependent on the viewing direction and/or the orientation of the at least one eye.
  • the eye signal can in particular have at least one horizontal and/or at least one vertical component. In a linear approximation, these components can be proportional to a horizontal and/or vertical component of the viewing direction and/or orientation.
  • the eye signal can be created as a vector which has at least one horizontal and/or at least one vertical component. The vector can be aligned approximately parallel to the viewing direction and/or orientation of the at least one eye.
  • the eye signal can in particular be vector-like and/or have a vector, in which case it can contain both a vector direction and a vector basis.
  • the use of a vector as an eye signal can be evaluated mathematically in a simple manner using known vector calculation, possibly taking into account a calibration, eg a calibration of the displayed test image relative to the eye and/or the refraction unit.
  • the eye signal can be designed as a one-to-one function of the viewing direction and/or orientation.
  • a function value of the eye signal is thus assigned to each line of sight and/or orientation, from which it is possible to infer this line of sight and/or orientation.
  • the eye signal is generated by a signal unit from measurement data generated by the eye tracking unit.
  • this measurement data can contain one or more images, videos or the like.
  • the signal unit can be at least partially software-controlled and/or contain image recognition software, in particular image recognition software that is trained using “machine learning”.
  • the signal unit can be designed as part of the eye tracking unit.
  • the signal unit can be embodied as part of a controller and/or control unit, in particular as part of a computer system with a processor which controls and/or regulates one, several or all of the method steps.
  • the test image is displayed by a display unit that is controlled by a controller.
  • the display unit can have a screen, a projection and/or a holographic display unit, for example.
  • the display unit can be controlled electronically by the controller in such a way that it displays a test image selected by the controller displayed on a display panel.
  • the controller can also be configured and/or used to control the refraction unit, the eye tracking unit, the optionally present signal unit and/or an optionally present evaluation unit for evaluating the eye signal.
  • the degree of automation of the process depends on how many of these units the controller actually controls and/or regulates. If the controller actually controls all of the units listed above that are implemented, then the method can be carried out fully automatically.
  • the controller can make it possible to record the viewing direction and/or orientation precisely when the display unit displays a new test image which the subject is looking at.
  • a calibration is carried out, during which calibration correction data are generated with regard to a deviation of the viewing direction and/or orientation determined by the eye tracking unit from an actually assumed viewing direction and/or orientation of the at least one eye of the subject.
  • a calibrated eye signal is created and evaluated, with the direction of vision and/or orientation detected by the eye tracking unit being corrected by the calibration correction data in the case of the calibrated eye signal.
  • the determined viewing direction can deviate from the subject's actual viewing direction. This deviation can have different causes and can be compensated by the calibration.
  • the subject can be told that he should first look at a predetermined area of a display field on which the test image can later be displayed. For example, the subject can first fix an upper area, a lower area, a left area and/or a right area in the display field.
  • the eye tracking unit can record the directly determined viewing direction and/or orientation. A few selected areas and/or points on the display panel can be sufficient for adequate calibration.
  • the calibration can take place automatically, in particular controlled by an AI or a machine. After the calibration, the actual viewing direction and/or orientation of the eye can be determined more reliably and evaluated as a calibrated eye signal.
  • the eye signal is calibrated by detecting the viewing direction and/or the orientation of the at least one eye of the subject using an eye tracking unit while the subject is looking at predetermined areas and/or points.
  • the subject can be instructed to first look at a predetermined area of a display field on which the test image can later be displayed.
  • the subject can first fix an upper area, a lower area, a left area and/or a right area in the display field.
  • the eye tracking unit can record the directly determined viewing direction and/or orientation. A few selected areas and/or points on the display panel can be sufficient for adequate calibration.
  • the calibration can take place automatically, in particular controlled by an AI or a machine. After this calibration, points and/or areas of the display unit can be assigned to the viewing directions and/or orientations of the eye detected by the eye tracking unit.
  • a time-dependent eye signal is generated, which contains information regarding changes in direction of the viewing direction and/or orientation of the at least one eye of the subject. From the time-dependent eye signal can thus an eye movement and / or Orientation movement can be derived and evaluated. This makes it possible to record a plurality of viewing directions taken one after the other and/or to use moving test images, such as a test video, for example, when viewing the test subject is prompted and/or prompted to perform a visual movement dependent on the test video.
  • the test image is used to set a viewing direction-dependent visual task on the test subject, in which, depending on the recorded and evaluated viewing direction and/or orientation of the at least one eye of the test subject, conclusions can be drawn about the optometric parameters of the test subject at the respective set optical correction to be made.
  • viewing direction-dependent visual tasks are described in more detail below.
  • Different types of viewing direction-dependent visual tasks can be set.
  • the viewing direction and/or eye orientation taken by the test person can depend on which of the several displayed visual objects the test person can see well or poorly.
  • An area of the test image and/or display field which the subject looks at as part of the visual task can be dependent on visual acuity (e.g. dependent on the optical correction). By capturing the area of the test image which the subject is looking at during the visual task, the refraction used and/or the visual acuity of the subject can be evaluated and these can be determined as optometric parameters.
  • the test image is designed in such a way that it prompts the test person to unconsciously adopt a predetermined viewing direction and/or to carry out a predetermined viewing movement, depending on his or her visual acuity.
  • the direction of gaze and/or the movement of the gaze and/or the orientation of the at least one eye of the test person is recorded by means of the eye tracking unit and registered as passive feedback while the test person looks at this test image.
  • the subject is unconsciously prompted by the image itself to take a predetermined viewing direction and/or a predetermined one perform eye movement. This can be done, for example, by presenting the test person with two fields as a test image. One of the two fields can be empty, the other field can show a visual object.
  • the test image can be designed as a moving test image that encourages the subject to perform a predetermined eye movement depending on his visual acuity.
  • This can in particular be an eye movement in which the subject follows a visual stimulus such as a optotype with his gaze, provided he can clearly recognize the displayed visual stimulus.
  • the eye movement can thus be designed in particular as an eye movement following a visual stimulus.
  • This type of visual task is therefore particularly suitable for subjects who cannot be expected to follow any instructions (e.g. children) or subjects who cannot express themselves differently due to a disability and/or for subjects who cannot speak the language of the refraction specialists.
  • the test subject is asked to provide predetermined active feedback when viewing the test image, which is dependent on his or her optometric parameters.
  • active feedback for solving the visual task can thus be provided.
  • the use of a visual task with active feedback does not exclude the use of a visual task with passive feedback.
  • tasks with passive feedback can be performed after or before visual tasks with active feedback, or vice versa, so that different types of visual tasks are part of the same measurement procedure be able.
  • the visual task is usually explained to the test person, with it being explained in particular in which direction he should look when performing the visual task.
  • the viewing direction to be taken here can depend on the visual acuity and/or at least one other optometric parameter of the subject.
  • the subject can be requested to look at that one of a plurality of optotypes which he/she subjectively sees best and/or better and/or with higher contrast.
  • the active feedback includes additional feedback in addition to the actively assumed line of sight, which is given by the subject in at least one of the following ways:
  • Manual actuation of a trigger can be done with a hand and/or foot, for example by pressing a button or a pedal. Alternatively, it can be done by activating such as swiping over a sensitive field such as a touchpad and/or touch display.
  • Performing a gesture can enable gesture control.
  • the subject can perform a confirmation gesture, for example with his hand and/or his foot, at the moment he is looking at a region of the test image that depends on his visual acuity. Deliberate blinking and/or closing of the at least one eye for a predetermined period of a few seconds can be detected directly by the eye tracking unit.
  • the subject can be instructed to first look at a specific area of the test image and then to blink immediately.
  • An acoustic feedback can also be registered.
  • the acoustic feedback is preferably possible be simple, for example only consist of a sound like "mhm" for which the test person does not have to open his mouth, so that his line of vision
  • Additional feedback enables particularly reliable and conscious feedback, which makes it possible to reliably register the viewing direction associated with the test image.
  • this active feedback includes the subject recognizing and fixating on one of a plurality of visual objects displayed as a test image.
  • fixating on the visual object the test person assumes the actively assumed viewing direction, which is recorded and registered as part of the active feedback. For example, two different optotypes can be displayed as a visual task and the subject can be asked to fixate on and look at the visual object that he recognizes better.
  • the subject can be instructed to look at the visual object that has a stronger or weaker expression of a given property.
  • this active feedback includes the subject actively taking a viewing direction that depends on a property of at least one visual object displayed as a test image, which the subject recognizes.
  • the visual task can be designed in such a way that it can only be solved by the subject if he recognizes the displayed visual object. If, for example, a Landolt ring that is customary for visual tasks is used as the optotype and visual object, the subject can be instructed to look actively in that direction and/or at the edge of the test image to which the Landolt ring is open. The viewing direction then taken is recorded and evaluated in the form of the eye signal. With this type of visual task, for example, only a single optotype can be displayed.
  • Test variants can also be used in which the line of sight to be taken can be written out in writing. For example, "top""bottom”"right” or “left” can be displayed as a visual object, so that the subject can follow the instruction written as a visual object with his line of sight if he can solve the visual task.
  • this active feedback means that the subject first takes a line of sight that is relevant for the feedback, which depends on at least one visual object displayed as a test image and which is detected by the eye tracking unit, and then looks at an actuation field, which is also the eye tracking unit is detected.
  • the subject can, for example, first fixate on a visual object displayed on the test image for a predetermined time and then on an actuation field.
  • a field or a plurality of fields can be provided as the control field, which is/are displayed either as part of the test image or adjacent to the test image. In one embodiment of this, it is first detected which of the displayed visual objects the test person fixes on.
  • This detection of the fixation can be confirmed by an automatic feedback, for example by a colored or other marking of the visual object fixed in this way, for example by a circle or the like.
  • the subject can thus select one of the displayed visual objects and activate it with his gaze, similar to clicking on it with a computer mouse.
  • the subject can then confirm his selection by fixing the field of action. Additional control fields can be provided, the fixing of which leads to a termination, to deselecting the selected visual object, to a pause, or to similar functions.
  • the test person can control a visible or invisible cursor through the test image with his/her gaze.
  • this active feedback includes the subject following his gaze at least one visual object displayed as a test image and the direction and/or orientation of his at least one eye as a function of time from the eye tracking unit Gaze movement and / or eye movement is detected. It can be checked here whether the subject recognizes the displayed visual object to the extent that he can reliably follow it.
  • the evaluation not only places a single viewing direction and/or orientation in connection with the test image, but rather a movement sequence of the viewing direction in connection with a test video.
  • the eye signal created from the recorded measurement data can also be time-dependent and can be evaluated in this time-dependency.
  • test person can follow at least one visual object displayed as a test image with his/her gaze as part of passive and/or unconscious feedback and for the eye tracking unit to track the direction and/or orientation of his/her at least one eye as a time-dependent eye movement and/or eye movement is detected.
  • a visual task associated with the displayed test image is explained to the subject in at least one of the following ways:
  • chatbot or agent which is controlled by artificial intelligence and with which the subject communicates acoustically and/or in text form.
  • the explanation can contain how the subject can control and/or solve the visual task associated with the test image with his eyes.
  • the explanation can also contain how the subject can give active feedback, which contains his solution to the visual task. Since the subject's exact visual acuity has not yet been determined when the task is explained, it may be difficult to explain the test task in a text form that the subject cannot read clearly enough. Therefore, the explanation of the visual task in an acoustic way is preferred, in particular the explanation by an AI-controlled chatbot.
  • several at least partially different test images are displayed to the subject one after the other and/or at least partially different optical corrections are presented to the at least one eye one after the other and/or simultaneously.
  • the viewing direction and/or orientation of the subject is recorded for each of the displayed test images and/or for each provided optical correction and evaluated depending on the respectively displayed test image and/or the respective provided optical correction.
  • the test images can differ in that they display ever smaller visual objects and it is examined up to which size of optotypes the test person can still recognize them.
  • the sequence of the test images displayed can follow a previously determined pattern and in particular can be controlled fully automatically.
  • the test images can be activated one after the other by a refractionist and only the image evaluation can take place automatically.
  • the selection of the following test image can depend on the extent to which the subject was able to recognize the current test image.
  • the different optical corrections can be selected and held up to at least one eye.
  • the selection of the optical correction used in each case can depend on the gaze evaluation.
  • the optical corrections can differ from one another in particular in terms of their spherical and/or cylindrical strength and their cylinder axis.
  • both the test images and the provided and/or preceding optical corrections can be varied.
  • the at least one eye can be presented with a plurality of different optical corrections at the same time, through which the subject can, for example, view different areas of the test image.
  • a light field display can be used for this, for example, which is explained in more detail below.
  • the test person can be asked to look at the area that is subjectively best perceived by the test person.
  • the at least partially different test images are displayed to the test person by means of a light field display.
  • the light field display can at least partially generate the at least partially different optical corrections. This means that the Light field display generates the optical effects of the different optical corrections either alone, or that the different optical corrections are composed of, for example, a physically available optical correction and additional optical effects generated by the light field display. Details of this embodiment are given below.
  • the method is carried out semi-automatically or fully automatically and a subjective refraction is carried out and/or the visual acuity and/or visual sensitivity of the subject is determined semi-automatically or fully automatically.
  • One or more intermediate results can be stored during the refraction in order to generate sufficient measurement data from various visual tasks when approaching the actually required optical correction, from which the sensitivity of the visual acuity can be determined.
  • the visual sensitivity can be used to adapt the addition and/or the refractive power transition to the visual sensitivity of the subject in the case of ophthalmic spectacle lenses.
  • One aspect relates to a method for determining optometric parameters of a subject, in particular according to the above aspect, with the steps:
  • the light field display displays a test image for determining the subjective refraction of the subject, the test image having a plurality of test image areas; the light field display for each of the test image areas simulates an assigned optical correction for at least one eye of the subject in such a way that the impression is created that the at least one eye is viewing the respective test image area through the respectively assigned optical correction; at least two of the simulated, assigned optical corrections differ from one another with regard to their optical effect; and the test image areas with the assigned optical corrections simultaneously are displayed; and
  • the individual method steps do not necessarily have to be carried out in the order listed above. This means that the individual method steps can be carried out either in the order listed, in a different order and/or also at least partially simultaneously.
  • the method can be designed either as an embodiment of the aspect described above or as an independent method.
  • the light field display can be used both (at least partially) as the refraction unit and for displaying the test image.
  • the viewing direction and/or orientation of the at least one eye can be detected by means of the eye tracking unit in order to determine which of the displayed test areas the subject is currently viewing with the simulated, assigned optical correction.
  • the simultaneous display of different test image areas with different assigned optical corrections offers technical advantages.
  • the simultaneous display enables a direct comparison of the different optical corrections with each other.
  • test images are displayed one after the other.
  • the test person is not always sure which display actually has a better visual impression. This often leads to repeated switching back and forth between test images and/or corrections made available.
  • the different optical corrections can be directly and immediately compared with one another in order to be able to more easily determine and/or select the subjectively best and/or subjectively better visual impression. This can allow for a more reliable determination of the optometric parameters.
  • the simultaneous and thus simultaneous display can speed up and/or shorten the parameter determination.
  • the test image areas can either all display the same image and/or visual object, or at least partially different images and/or visual objects.
  • the display of the same images and/or visual objects in the different test image areas can make it easier to select the best associated optical correction.
  • a large coherent test image can also be displayed, which extends over all or at least several of the test image areas. Different optical corrections can be assigned to individual areas of the test image.
  • a phoropter as a refraction unit can be dispensed with, as can optical corrections that are physically present. This makes it possible to reduce the required components and/or the material costs.
  • the light field display can generate a light field which is projected into the subject's eye or eyes.
  • the light field display can simulate different spherical and/or cylindrical optical effects without actually reproaching them to the eye or eyes.
  • the light field display can display the test image from several viewing angles at the same time. This allows for example two images - one for each eye - to be displayed at the same time from slightly different perspectives to create a 3D image.
  • the test image displayed can be adapted to the position of the subject.
  • the subject and/or his eyes can be detected, for example by a camera and/or the eye tracking unit that may be present.
  • 3D structures behind the Monitor level are simulated and / or light sources that illuminate individual areas differently.
  • the light field display can simulate the different spherical and/or cylindrical optical effects simultaneously and/or sequentially.
  • the simultaneously simulated effects can be simulated on objects that are stepped on (e.g. optotypes), which are perceived at different positions, so that the viewer can perceive them separately from each other.
  • different spherical optical effects can first be simulated simultaneously, and then (e.g. for a specific optimized spherical optical effect) several different cylindrical optical effects can be simulated simultaneously.
  • a light field display can be in the form of, for example, a planar light source, in which the position and/or the direction and/or the intensity and/or the color of the light emission can be varied.
  • the light field display can have, for example, a field of lenses and/or a lens array, which can be arranged at a distance equal to the focal length of the individual lenses in front of a monitor, which has a pixel array.
  • a 4D light field can be generated.
  • the spatial resolution can depend on the number of individual lenses in the lens field and/or lens array, while the angular resolution of the light field display can depend on a number of monitor pixels in the monitor behind each individual lens. At least one individual lens and/or one emission direction of the generated part of the light field can be or will be assigned to each monitor pixel by means of a calibration.
  • each superpixel is formed by all pixels arranged behind a respective lens of the lens field (ie behind each lenslet) and/or pixels assigned to this lens.
  • the light field display can have at least one array of micromirrors. In this case, two or more arrays of micromirrors can also be arranged one behind the other in order to generate the light field.
  • a light field display with at least one scanning mirror can be used, e.g. with a single scanning mirror or a combination of two or more scanning mirrors in a row.
  • the lenses and/or mirrors of the light field display can each be designed in one color or in multiple colors, in particular red or green or red/green. This makes it possible to use a chromatic aberration of the eye to determine optometric parameters, e.g. using bichromatic refraction methods, red-green tests and/or red-green matching. This offers a better comparison with simultaneous display with different corrections.
  • the light field display can display at least one optotype and/or another visual object in each test image area, and also simulate a different optical effect of the correction for each test image area. At least two, preferably all, of the simultaneously simulated optical corrections differ from one another with regard to their spherical and/or cylindrical effect.
  • the light field display simultaneously displays at least two test image areas. In some embodiments, three, four or even more test image areas can also be displayed simultaneously. Approximately two to a maximum of eight test image areas are preferably displayed at the same time. The number of test image areas displayed at the same time can therefore have an upper limit in order not to overwhelm and/or confuse the subject. In individual embodiments, however, this maximum number can also be exceeded.
  • test image areas displayed can vary. So eg first a large number of test image areas are displayed, each with different optical corrections, but then the number is reduced to a few test image areas (e.g. conveying a particularly good subjective visual impression). At least in one method step, only two different test image areas with two different optical corrections can be displayed to the subject in order to enable a direct comparison of a specific change. This can take place in particular in the last steps of a subjective refraction determination, cf. method steps e) described below of an exemplary embodiment for carrying out a subjective refraction.
  • a 2D, a 3D, and/or a 4D test image can be displayed as the test image, which has a number of test image areas.
  • test image areas can be approximately the same size and/or can be displayed uniformly on a test plane, in particular in rows and/or columns.
  • corrections that differ only with regard to the spherical power can be simulated and thereby “displayed” simultaneously
  • corrections that differ simultaneously only with regard to the cylindrical power can be simulated.
  • different corrections can be simulated and thus “displayed” only with regard to the axis position of the cylindrical effect
  • in another process step only corrections that differ from one another with regard to the cylinder strength.
  • the simulated, different optical corrections can be sensibly grouped, in particular grouped according to method steps for carrying out a subjective refraction (cf. method steps a) to e) described below).
  • different optical corrections are simulated simultaneously, at least with regard to their cylindrical effect and/or axis position.
  • Test images each with a red and a green area, can be displayed by the light field display.
  • a bichromatic refraction method can thus be carried out in which, for example, a chromatic aberration of the eye can be used and/or determined.
  • red-green tests and/or (binocular) red-green comparisons can be carried out. If these images are displayed simultaneously with different simulated optical effects from the light field display, this allows for a better comparison of the different optical corrections.
  • light fields can be generated with a test image for an individual eye, and/or binocular light fields can be generated in which each eye is assigned and simulated a dedicated optical effect.
  • each eye can be shown dedicated test images which show different objects and/or the same object to each eye.
  • Binocular light fields can be generated in such a way that test images for determining phoria and/or correction prisms are displayed for each eye.
  • a light field can be generated which shows a circle to one eye and a cross to the other eye, each with an assigned optical effect (corresponding to the assigned optical correction). If the subject sees the cross in the center of the circle, a binocular fine adjustment can be achieved.
  • other symbols and/or objects may be displayed which together and properly matched create a coherent picture.
  • Binocular light fields can be generated in such a way that each eye is shown at least one dedicated object and, in addition, at least one common object for both eyes. In this way, a fusion incentive can be generated, which can be used to carry out binocular refractions, for example with binocular fine adjustment.
  • a light field control can be provided, via which light field control signals for displaying specific test image areas and/or for simulating specific optical corrections are sent to the light field display.
  • These light field control signals can be generated automatically and/or processed and/or generated by a refractionist.
  • the selection of at least some of the light field control signals can depend on feedback from the subject, in particular feedback recorded by means of an eye tracking unit and/or by the refractionist.
  • the subject can select that or those areas for which he or she has the best subjective visual impression. He can give feedback, e.g. telling a refractionist in the classic way which of the test image area(s) gives the subject the best visual impression.
  • the feedback can also be recorded by an eye tracking unit, a voice recognition unit and/or a button or the like.
  • a (monocular or binocular) best subjective refraction result can be determined as the subject's optometric parameters.
  • the optometric parameters result from the displayed test image and the respectively assigned, simulated optical corrections.
  • the optometric parameters can also relate to and/or contain physiological parameters.
  • the optometric parameters can include subjective optical parameters such as a subjectively determined best optical correction, ie a subjective refraction, and / or objective optical parameters such aberrometric measurement data and/or pupillometric measurement data.
  • the optometric parameters can include information about visual acuity and/or contrast vision.
  • the light field display is used to display optical corrections with higher order (i.e. at least third order) optical effects, in particular simultaneously.
  • higher order optical effects i.e. at least third order
  • Both corrections with an optical effect of the second order can be displayed, i.e. corrections with a spherical and/or cylindrical optical effect, as well as additional (or exclusively) corrections with an optical effect of the third and/or fourth order, i.e. corrections for e.g. coma, asymmetry errors, spherical Aberration, Trefoil and/or Pentafoil.
  • Optical effects with even higher orders can also be used, but the ones listed above are the most relevant in eyewear calculation and/or manufacture.
  • the choice of available optical corrections can be increased and/or made more flexible.
  • the desired optical effect can be generated and/or simulated directly without having to make a real correction (e.g. in advance).
  • the optical effects of the different optical corrections are generated from an interaction of an optical effect of at least one optical correction provided in rem and additional optical effect generated by the light field display.
  • the correction provided in rem can be, for example, at least one common lens with a previously known optical effect, or, for example, a dedicated lens for each eye, such as old, existing glasses and/or test glasses.
  • the correction provided in rem has at least one classic lens.
  • the correction provided in rem has at least one adaptive lens and/or another adaptive element.
  • the correction provided in rem has at least one displaceable lens and/or a lens system with at least two lenses, which are arranged displaceably relative to one another and/or to the pixel array in such a way that different spherical and/or cylindrical optical effects can be brought about as a result.
  • the correction provided in rem has both at least one classic lens and at least one adaptive lens and/or another adaptive element.
  • a lens is selected from a lens magazine as the correction held in rem, such as in a classic phoropter. This enables the use of a plurality of lenses with different optical powers.
  • At least one Fresnel lens is used as the correction provided in rem.
  • the optical effect of the overall correction provided is made up of the optical effect of the optical correction(s) provided in rem and the additional optical effects generated by the light field display.
  • the optical correction provided in rem can be arranged in the beam path between the subject and all test image areas and thus roughly preset the optical corrections.
  • the light field display can be used to fine-tune the optical effect roughly preset by the optical correction provided. In this way, the optical effect of the real correction can be changed by means of the light field display in individual test image areas, for example, by approximately +/-0.50 dpt or approximately +/-1.00 dpt.
  • this optical effect can be fine-tuned by means of the light field display in the individual test image areas between +4.50 dpt and +5.50 dpt.
  • the correction provided in rem only generates a spherical optical effect, while the light field display additionally generates different cylindrical optical effects.
  • a change in the refraction values of the subject can be determined, in particular by means of a light field display with a low dynamic range.
  • One aspect relates to a system for determining optometric parameters of a subject with: - A refraction unit for setting an optical correction for at least one eye of the subject;
  • a display unit for displaying a test image for determining the subjective refraction of the subject
  • an eye tracking unit which is designed and configured to detect a line of sight and/or an orientation of the at least one eye of the subject while the subject is looking at the displayed test image;
  • a signal unit which creates an eye signal which contains information about the recorded viewing direction and/or orientation of the at least one eye of the subject;
  • An evaluation unit which determines the optometric parameters of the subject, evaluating the eye signal as a function of the displayed test image.
  • the device can be used to carry out the method according to the preceding aspect. For this reason, all statements relating to the method also relate to the device and vice versa.
  • the device can be designed in several parts.
  • the display unit can be separate and/or designed separately from a refraction device.
  • the refraction device can include, for example, the refraction unit and the eye tracking unit and optionally a signal unit and an evaluation unit.
  • An integrated or separate control can be provided, which contains the signal unit and/or the evaluation unit and/or contributes to the control of the different units of the system or takes over these completely in order to be able to carry out an automatic detection of the subjective refraction.
  • the device and/or method can be used in performing subjective refraction.
  • the optometric parameters recorded and determined in this way can also be used to be able to calculate a visual aid for the test person, which is individually adjusted to the test person and is optimized.
  • measurement data can be generated which are relevant for the production of a visual aid such as glasses for the subject.
  • the device can determine and/or calculate optical parameters (such as, for example, the pupillary distance) of the subject, which are required and used in the manufacture of the glasses.
  • One aspect relates to a system for determining optometric parameters of a subject, in particular according to the aspect described above, with a light field display which is configured to: display a test image for determining the subjective refraction of the subject, which has a plurality of test image areas; and for each of the test image areas to simulate an assigned optical correction for at least one eye of the subject in such a way that the impression is created that the at least one eye is viewing the respective test image area through the respectively assigned optical correction; wherein at least two of the simulated, assigned optical corrections differ from one another with regard to their optical effect; and wherein the test image areas with the associated optical corrections are displayed simultaneously.
  • the system can also have an evaluation unit, which determines the optometric parameters of the subject depending on the displayed test image and the displayed optical corrections.
  • the evaluation can be carried out by an operator such as an optician, possibly using aids such as a computer and/or a computer program product that do not necessarily belong to the system.
  • This evaluation can at least be performed by a computer program product, which can be configured as part of the system.
  • the computer program product can carry out the evaluation fully automatically, especially in combination with an eye tracking unit.
  • the system can either be designed as an embodiment of the aspect described above or as a stand-alone system which is independent of the eye tracking unit, the signal unit and/or the eye signal.
  • the light field display can be used as the refraction unit and/or as the display unit.
  • the viewing direction and/or orientation of the at least one eye can be detected by means of the eye tracking unit in order to determine which of the displayed test areas the subject is viewing with the simulated, assigned optical correction.
  • the device can be used to carry out the method according to the above aspect with the light field display. For this reason, all statements relating to the method also relate to the device and vice versa.
  • the system is designed fully automatically in such a way that no specialist personnel and/or no personnel at all are required for use.
  • the test person can even operate the system alone as a layperson.
  • the system can be designed as a kind of kiosk, similar to a machine for making passport photos.
  • the subject can enter the kiosk and/or position themselves in front of the system and their optometric parameters are determined fully automatically, e.g. triggered by a start signal such as a push of a button and/or proof of payment.
  • the system is integrated into a mobile terminal such as a smartphone and/or tablet and/or laptop.
  • the mobile terminal device can have a camera that can be used, for example, to detect the distance of the subject and/or the subject's eyes.
  • the camera can be designed as a normal digital camera and/or as a depth camera.
  • the mobile end device can have an infrared camera for pupil detection and/or a distance sensor for distance detection and/or calibration.
  • a display of the mobile terminal can be used to display the test image or images be trained.
  • the mobile end device can also have a light field display in order to (at least partially) generate the test image and the optical corrections.
  • the light field display can be integrated into the regular display, for example.
  • the camera is also used for eye tracking according to the aspect of the invention described at the outset.
  • One aspect relates to a computer program product comprising computer-readable program parts which, loaded into a processor and executed, cause a device according to one of the above aspects to carry out a method according to one of the aspects described above, the computer program product controlling at least one of the following units at least partially and/or or regulates:
  • the computer program product can be executed, for example, on a controller and/or control unit, and can be used, for example, to control all of the units mentioned above, so that the subjective refraction can be carried out fully automatically.
  • a light field display can be used both as a refraction unit and as a display unit.
  • FIG. 1A shows a cross cylinder in a first position in a schematic representation
  • FIG. 1B shows a cross cylinder in a second position in a schematic representation
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a first embodiment of a system for determining optometric parameters of a subject in a first display state
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a second embodiment of a system for determining optometric parameters of a subject in a second display state
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a light field display of a system for determining optometric parameters of a subject
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a light field display of a system for determining optometric parameters of a subject.
  • a refraction unit is combined with an eye-tracking unit, with which an eye movement of the subject to be refractioned can be recorded at least as part of feedback on a visual task.
  • This feedback can be displayed to the person doing the refraction, ie the refractionist, for example on an operating unit of the system, and can thus be used for a subjective refraction by the refractionist.
  • the conventional acoustic communication between the refraction and the subject can be supplemented or replaced as feedback, which can be tedious and error-prone.
  • acoustic feedback for the subject is usually associated with uncomfortable movement of the lower jaw. Furthermore, such a movement can lead to an unwanted change in the position and/or orientation of the eyes to the refraction device, and thus to measurement errors. This can be improved by using eye movement as at least part of the feedback.
  • the feedback can be used for a partially or fully automated refraction.
  • This feedback can be used for a distance refraction where the refractionist is not directly on site.
  • the test person's feedback can be transmitted to the refractionist either completely and immediately as part of a partially automated refraction, or only as required or with a delay.
  • the invention can be used for the following types of subjective refractions:
  • the subjective refraction is performed manually.
  • the refraction is itself able to specify the settings of the refraction unit and/or the contents of the display unit for each step.
  • the subjective refraction is performed in a fully automated manner.
  • the system can automatically determine the settings of the refraction unit and the content of the display unit based on the feedback it has received from the subject. If required and available, content displayed on a control unit can also be automatically assigned. Furthermore, the end of the refraction process and the result can be determined automatically. The intervention of a refractionist is not usually required here.
  • a subjective refraction process is performed in which the system performs some parts of the refraction process (e.g. a determination of the sphere, cylinder and/or the axis position) in an automated manner, other parts of the refraction process (e.g. a binocular adjustment of the addition). ) are performed manually.
  • the system can at least partially make suggestions for settings of the refraction unit and/or the content of the display unit, which is at least partially the refraction override and replace with your own settings or content.
  • the operating unit is preferably used for this purpose.
  • the system has at least one refraction unit and one eye tracking unit. It can preferably have a display unit for displaying the visual task and/or visual object to be viewed by the subject.
  • the system has an operating unit for displaying at least the current and/or final state of the refraction set in the refraction unit and/or for changing it manually and/or the recorded feedback from the subject.
  • the visual object can be displayed to the test person as a visual task, which can be in the form of a symbol such as an optotype, a number, a letter, a pictogram, an image or the like.
  • the visual object can be displayed in one or more colors.
  • the system can additionally have a transmission unit, which transmits the result of the refraction determination to a recipient system, such as a recipient system for ordering ophthalmic lenses, and/or to a recipient system for advising on ophthalmic lenses.
  • a transmission unit which transmits the result of the refraction determination to a recipient system, such as a recipient system for ordering ophthalmic lenses, and/or to a recipient system for advising on ophthalmic lenses.
  • a device is used as the refraction unit that is at least capable of measuring the curvature of the wave fronts and, if necessary, also a mean propagation direction and/or wavelength and/or intensity and/or state of polarization of the light emanating from a visual object (e.g. displayed on the display unit). manipulate and guide them into at least one eye of the subject. For this purpose, optical corrections can be placed in front of the test person.
  • the refraction unit can also be able to directly generate suitable light for displaying visual objects on the retina of the subject (e.g. with the help of a light field display and/or a holographic display.
  • the display unit can be integrated in the refraction unit.
  • the refraction unit can be designed as an automated phoropter or as refraction glasses with at least one refractive and/or diffractive element (such as a lens and/or grating).
  • the refractive and/or diffractive element(s) can be configured adaptively, such as at least one deformable mirror and/or at least one deformable lens.
  • the refraction unit is designed as a phoropter unit and is used to present the subject with optical corrections as test lenses with different effects, i.e., for example, with different spheres, cylinders and/or axes.
  • the subject can be given, among other things, color filters (especially red and green) as well as polarizers for image separation (vertical and horizontal and/or left and right circular), gray filters (different intensities), apertures and prisms (according to amount and base top/bottom/right /left or by amount and direction).
  • the different effects can traditionally be achieved using lenses with different spherical and cylindrical effects, whereby the axis position of the cylindrical lenses can be adjusted.
  • the different effects of the optical corrections can be realized by liquid lenses that can be filled variably, lenses with variable boundary surfaces, Alvarez lenses or other elements with variable optical effects, such as adaptive mirrors.
  • the latter have the advantage of not having any chromatic aberration.
  • the different effects can also be achieved with diffractive elements.
  • optical corrections mentioned as active elements can be combined with one another, for example as a combination of a liquid-filled lens with a rotatable Alvarez cylinder lens. If a light field display and/or a holographic display is used as the display unit, with which the necessary light fields can be generated directly, an additional unit with optical corrections (such as a phoropter) can be dispensed with.
  • a light field display and/or a holographic display is used as the display unit, with which the necessary light fields can be generated directly, an additional unit with optical corrections (such as a phoropter) can be dispensed with.
  • Trial glasses as a refraction unit can either be operated manually, with the help of automated feedback, or be provided with the variable elements described above, which can be controlled by a computer and/or control unit.
  • the eye tracking unit is used to record the viewing direction and/or orientation of the respective eye.
  • the viewing direction depends on the orientation and vice versa. This can be done, for example, in at least one of the ways described below:
  • the eye tracking unit can capture an image of the pupil and/or the iris.
  • a lighting unit can be used for this purpose.
  • the eye position and/or viewing direction is derived from the position and/or the perspective distortion of the pupil and/or iris.
  • the eye tracking unit can capture an image of one or more Purkinje reflexes.
  • one or more preferably punctiform illumination units are used, which generate the Purkinje reflection or reflections.
  • the viewing direction and/or eye position and/or orientation of the eye is derived from the positions of the one or more Purkinje reflexes in the recorded image.
  • the eye tracking unit can capture an image of the pupil and/or the iris and one or more Purkinje reflexes.
  • one or more preferably punctiform illumination unit(s) are used, which generate the Purkinje reflection or reflections.
  • From the positions of the one or more Purkinje reflexes and the position and/or the Perspective distortion of the pupil and/or the iris is used to derive the eye position or viewing direction.
  • the relative position of the one or more Purkinje reflexes relative to the position of the pupil and/or the iris can also be evaluated.
  • the eye tracking unit can record an image of the edge of the cornea and/or the sclera, which can be used to determine a viewing direction of the eye. Distinctive points on the dermis, such as visible veins, can also be suitable for this.
  • the eye tracking unit can record a fundus image, i.e. an image of the back of the eye. This can be used to determine a direction of the eye's gaze, since the retina has a well-recognized pattern of blood vessels.
  • the eye tracking unit can take an image of a pattern reflected from the cornea, for example a pattern of multiple point light sources or extended light sources with known position. This can be used to determine a direction of gaze of the eye. For this purpose, a topographical model of the cornea can be created, with the help of which a reflex image dependent on the viewing direction can be calculated.
  • a coil (as a "coil” system) can be attached to the eye, e.g. using a contact lens without an optical effect with an integrated coil on the cornea.
  • the position and/or orientation of the coil can be determined by measuring the inductance and the eye position or viewing direction can be derived from this.
  • the viewing direction can be determined using images. From these images, a time course of the gaze can be determined, i.e. the eye movement. This can be done either live or by means of at least one video recording.
  • the recorded data determines an eye signal.
  • the eye signal can have at least one horizontal and/or one vertical component and be proportional to a component of the viewing direction in a linear approximation, eg to the horizontal and/or vertical component of the unit vector pointing in the viewing direction.
  • the eye signal can additionally or instead contain components with the help of which not only the viewing direction or instead of the viewing direction the orientation of the eye can be determined.
  • the eye signal is only approximately linear with respect to the viewing direction or the orientation of the eye.
  • Such a calibration gives a calibrated eye signal which matches the viewing direction and/or the orientation of the eye better than the original signal.
  • the data required for calibration can be measured by setting the test person visual tasks in which he should look at specific points of a display field of the display unit (eg center of the display field, center of an edge of the display field, corner of the display field). If the display field of the display unit is used for calibration, the points that are to be fixed by the subject during the calibration can be displayed on the display field with suitable markings.
  • the marking can be designed in such a way that it can be recognized despite the ametropia. For example, it can have a particularly striking color (eg bright blue) or it can flash additionally or alternatively.
  • the signal corresponding to the viewing direction specified by the points is recorded during the calibration and a connection between the recorded data and the eye position and/or viewing direction is derived therefrom. If there are indications of the ametropia, for example through a known previous refraction, known values of an existing visual aid and/or an autorefractometric measurement carried out beforehand, the Calibration can also be preceded by such a correction. This can make calibration easier for the subject and improve the quality of the calibration.
  • the eye tracking unit can either be designed as an independent device or integrated into the refraction unit and/or the display unit.
  • the display unit is an optional component.
  • the refractionist can use an independent display unit to carry out subjective refractions based on the test subject's feedback displayed by the system in a semi-automated process.
  • a display unit with a fixed content can be used, which contains all the necessary symbols (e.g. optotypes such as Landolt rings, Snellen E, letters and/or numbers) or images (e.g. classic visual chart with different large symbols).
  • the display unit can have a display field on which the display unit can present test images to the subject.
  • the test person can be given visual tasks, the solution of which depends on the test person's eyesight with the optical correction currently being used.
  • the display unit can be implemented in the following designs, for example:
  • the display unit can be designed as a display, eg as a display in TFT, LED, LCD, OLED or similar technologies which individual elements or pixels can be controlled individually.
  • a display eg as a display in TFT, LED, LCD, OLED or similar technologies which individual elements or pixels can be controlled individually.
  • separate screens can be used for each eye, for example to separate the visual impressions of both eyes or for a 3-dimensional display.
  • the display unit can be designed as a projection display, which has a projection unit and a screen. With the projection unit, an image can be projected onto this screen.
  • the projection unit can show individual predefined images, such as “slides”, or individual elements, eg parts of an optotype, or pixels can be controlled individually.
  • the display unit can be designed as a light field display and/or as a holographic display, which can display several visual objects such as symbols or optotypes simultaneously in the image field with different refractive effects. For example, three symbols with different spherical refractive powers, e.g. -O.Sdpt, Odpt and +0.5dpt, can be displayed at the same time. Along with a refractive effect of the refraction unit sph, the subject would see three symbols with the effects sph -O.Sdpt, sph, and sph +0.5dpt.
  • the refraction unit can be combined with a light field display and/or holographic display in order to carry out part of the effect change, such as an astigmatic effect, with this display. In this way, components in the refraction unit can be dispensed with.
  • such a display unit can be integrated in the refraction unit and/or at the same time fulfill the task of the refraction unit (cf. above).
  • the display unit can display single-color or multicolor visual objects as well as different polarizations, such as linear-vertical, linear-horizontal, linear-diagonal, right-circular and/or left-circular and/or brightness levels.
  • the display unit can either be stationary, e.g. set up or mounted (e.g. on a wall), or mobile, e.g. as a tablet. In particular for mobile versions, it makes sense to measure the distance between the subject and/or his at least one eye and the display unit. The measured distance can then be used for eye tracking and/or for determining the object distance during refraction, ie the correction and/or visual acuity determination. This distance can be detected, for example, using a distance sensor, depth camera, ultrasound, stereo camera, image processing, and/or pattern projection.
  • the test person can be given at least one visual task that can be solved by an eye movement. Examples of visual tasks and categories of visual tasks are described below.
  • Most visual tasks are based on a classification of a visual impression perceived by the test person, which is followed by a reaction from the test person.
  • the reaction can be intentional (hereinafter referred to as active feedback, e.g. active and conscious acoustic feedback) or unintentional (hereinafter referred to as passive feedback, e.g. unintentional eye movement towards an object seen).
  • the basis of the reaction is the ability to distinguish the visual impression from a reference that is either presented directly in the visual task, i.e. as an external reference, or that exists in the subject’s imagination, i.e. as an internal reference.
  • Direct determination includes visual tasks in which optotypes or images are presented in different forms of a property E1. For example, different sizes, different contrasts, different brightnesses, different colors, different refractive effects, e.g. in light field displays, etc. can be used as property El.
  • the subject is instructed to assess whether he can still recognize, better recognize and/or differentiate (positive threshold) the property E1 of the visual objects to be tested, such as optotypes or images.
  • the subject can be instructed to assess the opposite statement, i.e.
  • the test person can define the thresholds by means of a spatial or chronological ranking (e.g. a numbered position of the optotype on the display or a numbered time of the display of the optotype).
  • a first property E1 of the visual impression e.g. the direction of the gap in one or more Landolt rings
  • the psychometric and/or physiological variable to be determined e.g. recognizability of the opening of the Landolt rings in depending on their size
  • one or more visual objects such as optotypes are presented with the same expression of a second property E2 associated with the psychometric and/or physiological variable to be tested, such as size, contrast, brightness, color, but which differ in the first property E1.
  • the second property E2 associated with the psychometric and/or physiological variable to be tested is then varied and the visual task is repeated.
  • the psychometric and/or physiological threshold is finally determined by evaluating the frequency of a correct solution to the visual task, which changes parametrically with the varied property.
  • visual tasks can be categorized by the type of feedback required (active or passive), by the type of reference (internal or external), and/or by the type of determination (direct or indirect).
  • line of sight is synonymous with the line of sight determined with the eye tracking unit (i.e. a possibly calibrated eye signal of the eye tracking unit).
  • the solution of a visual task can be achieved with the help of visual tasks in that the displayed visual objects result in an unwanted or at least not directly consciously controlled eye movement, which can be resolved by the eye-tracking unit either by using an eye-tracking unit with a sufficiently high resolution is used, or alternatively or additionally the visual objects are arranged in such a way that a viewing direction directed thereto can be resolved on average by the eye tracking unit.
  • a visual object can be displayed in different places on the display field and the viewing direction can be registered at the same time.
  • Using one or more thresholds that may depend on the resolution of the eye tracking unit, it can be determined whether the viewing direction matches the position of the displayed visual object.
  • a threshold such as 1°, 2°, 5°, 10°, 15°, 20° through the vertical viewing direction
  • Fixation accuracy can also be measured, which would be less accurate in the absence of a perceived visual object than in the presence of the perceived visual object.
  • the test person should communicate their solution to the visual task in a previously defined way with their eyes.
  • the recognizability of the eye movement that takes place is achieved by either using an eye tracking unit with a sufficiently high resolution, or alternatively or additionally the previously defined type of eye movement or eye deflection is selected in such a way that it can be resolved by the eye tracking unit.
  • the direction of the visual object perceived by the subject can be reported back by a corresponding line of sight, e.g. starting from a displayed symbol or from the center of the display, which is detected by the eye tracking unit. This is even possible with visual tasks in which the subject uses an internal reference.
  • the lines of sight can be shown to support the test person by colored and/or flashing markings on the display field, e.g. near their edge.
  • Two visual objects can be represented, mutually as
  • the subject can be instructed to fixate on the visual object with the stronger or weaker expression of a given property, e.g. the visual object that appears sharper to him.
  • Another possibility is to use a previously determined line of sight to communicate whether the symbols or images have the same expression of the property or not.
  • the subject can be instructed to fixate on the visual object that differs from the others.
  • More than two different visual objects can be displayed.
  • the subject can be instructed acoustically and/or with the help of a text that is presented in a legible manner (e.g. in a sufficiently large size) to fixate on a visual object that only occurs once.
  • the subject can also be instructed by the fact that the visual object to be fixed is additionally enlarged and legibly displayed, e.g. on an edge of the display field.
  • the subject can compare the displayed visual objects against the previously described and therefore internal reference, but the other visual objects also serve as an external reference.
  • One of the visual objects can be displayed twice, in particular once separately from the other visual objects, but not necessarily enlarged or particularly clearly recognizable here. The subject is instructed to find and fixate the separately presented visual object in the set of remaining visual objects.
  • a single visual object can be displayed, that of the subject is to be classified, as well as several visual objects that are clearly recognizable for the subject, ie, for example, are displayed enlarged and/or with increased contrast. The subject is instructed to fixate on the clearly recognizable visual object that corresponds or looks most similar to the visual object to be classified.
  • an arrangement of clearly recognizable visual objects with a clearly defined direction can be arranged around a visual object to be classified in such a way that the direction defined by the visual object to be classified and the clearly recognizable visual objects coincide with the direction of the clearly recognizable visual objects.
  • the described embodiments can all be used in the sense of indirect determination. If one wants to determine a property of the visual impression directly, the determination of the solution to the visual task by eye tracking can be achieved - similar to passive feedback - in that the eye movement of the test person can be resolved by the eye tracking unit by using an eye tracking unit with a sufficiently high resolution is used and/or the visual objects are arranged in such a way that their mean position can be resolved by the eye tracking unit.
  • the visual objects are arranged in such a way that the property of the visual impression to be determined changes monotonically over the position of the display, e.g. that the visual objects displayed become increasingly blurred to the right.
  • the change in the property of the visual impression can be carried out using the display unit, e.g. by displaying different contrasts or sizes of visual objects.
  • an effect set in the refraction unit can be changed depending on the viewing direction detected with the eye tracking unit and/or the direction of the currently fixed visual object.
  • Visual task Preferential Looking (passive feedback, internal reference, indirect determination)
  • the subject In a preferential looking visual task, the subject is presented with two fields. One of them is empty, the other shows a visual object. If the subject can see the visual object, he will prefer to look in its direction. If he can't see it, he won't show a preference for a square. The subject does not necessarily have to be instructed to look at the visual object, which is why this method also works for subjects who cannot express themselves in any other way, or who cannot be assumed to be able to understand the instructions or follow them, e.g. with children.
  • a visual object such as a Landolt ring is shown as a test image and the subject is asked to look from the center of the display or the center of the visual object in the direction that shows the orientation of this visual object, e.g. the opening of the Landolt -Rings, a tip of an arrow or something similar.
  • This visual task is a direct determination of the viewing direction with active feedback, whereby the subject determines an internal reference, e.g. an idea of Landolt rings with differently oriented openings.
  • Landolt rings with different opening directions letters of the Latin or other alphabet, (known) symbols and/or abstract sketches (e.g. house, tree, car) can be used.
  • the task of determining which visual object is to be identified can be carried out acoustically. Alternatively or additionally, the task can also be set using an enlarged visual object that is used as an external reference.
  • a visual object is shown moving across the display panel.
  • the subject is asked to follow the visual object with their gaze. Based on the eye movement, it can be determined whether the subject actually perceives the visual object and can follow it if necessary.
  • test image is shown, such as symbols on a solid color background.
  • a first area of the test image is red and a second area is green.
  • the areas can roughly divide the test image in half. The subject is asked to look at the area that appears sharper.
  • Visual task Symbols or images in different positions and with different refractive powers (active feedback, external reference, direct determination)
  • At least two visual objects are displayed at different positions on the display field that can be resolved by the eye tracking unit, e.g. sequentially or simultaneously. Each of these positions is linked to a different optical correction set by the refraction unit, i.e. the subject is optically corrected depending on the position.
  • the subject should look at the visual object that appears sharper and/or clearer and/or easier to read.
  • Visual task Symbols or images in different forms of a property (active feedback, internal reference, direct determination)
  • Visual objects are shown in different characteristics of a property, e.g. different sizes, different contrasts, different brightnesses, different colors, in the display field. Each expression can occur one or more times. Examples are groups such as rows of visual objects, each with the same expression of this property, with the expression of the property decreasing from group to group. The subject should then look at a visual object or the group of visual objects that he just recognizes.
  • the visual objects can be presented simultaneously with different optical corrections.
  • the different optical corrections can differ in particular with regard to sphere and/or cylinder power and/or cylinder axis.
  • Visual task moving symbol with changing characteristics of a property (active feedback, internal reference, direct determination)
  • a visual object is shown moving across the display panel.
  • the subject is asked to follow the visual object with their gaze.
  • the characteristics of a property are changed, e.g. size, contrast, brightness, color of the visual object.
  • Based on the eye movement it can be determined at what level the subject recognizes the visual object. Preference is given to starting with the form of best visibility, e.g. the largest available size, and changing the form in the direction of poor visibility, e.g. reducing it, until the subject no longer perceives the visual object and can therefore no longer follow it.
  • test person's feedback on visual tasks and/or on controlling the process for several consecutive visual tasks can be recorded, for example, during a refraction as described below.
  • the subject can be guided through the measurement process as follows:
  • this visual task can be solved and/or ended in one of the following ways, for example:
  • this visual object and/or this position is considered to be selected.
  • This period of time can depend on the degree of difficulty of the visual task, ie it can be increased, for example, if the visual task becomes more difficult in the course of the refraction, for example because the visual objects displayed become smaller. If several visual objects are displayed, another criterion can be used in addition or as an alternative Calculation of the period of time can be used after which one of the visual objects is considered to be selected by the subject.
  • the fixation time can be specified as a multiple of the mean fixation time of the remaining symbols, eg as 1.5, 2, 3, 5, or 10 times the mean fixation time of the remaining visual objects, or as a relative proportion of the fixation time at all, eg at least 80%, 60%, 40%, 20%, or 10% of the sum of the fixation times of all symbols.
  • Blink The subject first looks at a visual object and/or a position for a specified time, e.g. at least 1, 2, 5 or 10 seconds, and consciously blinks, i.e. he closes one or both eyes for a specified time, e.g. 0.5, 1 or 2 seconds.
  • Confirmation field The subject first looks at a visual object and/or a position for a specified period of time, e.g. at least 1, 2, 5 or 10 seconds, and then immediately at an action field that is displayed on the display field or next to it.
  • buttons, button, pedal, and/or similar on the refraction unit or on a separate operating unit that the subject can reach or hold, which the subject triggers with a hand or foot while pointing to the selected visual object and/or the selected position looks.
  • This type of confirmation can equally be done by swiping over a touch-sensitive surface or other tactile input methods attached to the refraction unit or located on a separate control unit held by the subject.
  • gesture recognition using cameras and/or depth cameras, e.g. recognizing the gestures of one of the test subject's hands, or other sensors for determining the position or orientation of hands and/or feet, e.g. using distance sensors, inclination sensors, etc ..
  • the subject gives an acoustic signal while looking at the selected visual object and/or the selected position. Sounds that do not require the subject to open their mouth, such as “Mmmm” or something similar, are particularly advantageous as a signal.
  • Sound that do not require the subject to open their mouth such as “Mmmm” or something similar, are particularly advantageous as a signal.
  • test person in the case of at least partially automated sequences of the measurement process, it can be useful for the test person to be able to give the system control messages in addition to the feedback for solving the visual tasks, ie so-called test person communication takes place.
  • the course of the measurement process can thus be at least partially controlled or at least influenced by the subject. This can be done with control messages such as "Back", ie repetition of the last visual task, "Pause” or "Cancel".
  • Control fields that correspond to the corresponding control commands are preferably placed on the right or bottom edge of the display field.
  • the subject can trigger this as described above, for example by fixing for a predetermined period of time. Since the subject has not yet been completely corrected during the measurement and/or refraction process, these control fields can be large enough and clearly recognizable. They can differ in color, for example green: “Confirmation”, yellow: “Back”. Blue: “Pause”, red: “Cancel”).
  • buttons, button or pedal gesture: There is a separate button, button or pedal for each possible control message, which the subject can trigger with a hand or a foot, e.g. "Confirmation”, “Back”, “Pause” and “Cancel”. “. Alternatively, a separate gesture can be used for each possible control message.
  • Acoustic control message The subject gives an acoustic signal, which is received and interpreted by the system, e.g. "Mhmm”, “Ok” and/or “Confirmation” for “Confirmation”; “Back” for “Back”; “Pause” for “Pause”, “Cancel” for cancellation. If such an acoustic control message is used, the system can
  • the system can communicate with the test subject, ie what is known as system communication.
  • the system can at least explain the process and the individual visual tasks to the test person, prompt him to solve the visual tasks, and/or possibly give status feedback on the progress of the measuring process.
  • the system communication can take place acoustically or visually by means of a voice output or the display of corresponding texts.
  • a chatbot and/or agent (as “artificial intelligence”) can be used as a means of system communication, with which the subject can communicate acoustically and/or in text form.
  • a human such as a refractionist can be connected to the system (e.g. via a long-distance communication line) and thus communicate with the subject.
  • displays can be used on the display unit used for the refraction and/or on an additional display unit. It can be noted that the subject is not completely corrected.
  • an existing (e.g. previously) correction can therefore be used and/or a sufficient correction can be made by the refraction unit.
  • the latter can be recorded directly by the system, for example by an integrated aberrometric measuring unit.
  • the best subjective refraction can be determined as described in the prior art, see, for example, D. Methling: Determination of visual aids, 2nd edition, Gustav Enke Verlag, Stuttgart (1996).
  • determined feedback is used, which includes detecting the line of sight and/or orientation.
  • the subjective refraction can take place on a device that can be remote-controlled or controlled by an algorithm, which can depend on the feedback from the subject described above and/or the subject's communication.
  • initial refraction values may be determined first.
  • an objective refraction can first be determined for a subject, i.e. refraction values are determined on the basis of an objective measurement.
  • the objective parameters can include aberrometric measurement data and/or pupillometric measurement data.
  • the objectively determined measurement data ie the aberrometric measurement data and/or the pupillometric measurement data, can be used to calculate an objectively optimized refraction.
  • the objectively determined refraction values can be used, for example, which are obscured by a predetermined distance, e.g. by an additional sphere of 0.50 to 1.00 dpt. These nebulized refraction values can be used as starting refraction values.
  • the refraction values of an already existing optical correction can be used as starting refraction values, e.g. the refraction values of older glasses.
  • any refraction values and thus any available optical effects can be used as start refraction values.
  • step e) when determining the subject's subjective refraction, the following four main method steps a) to d) are optionally supplemented by the Process step e) carried out.
  • a monocular determination of the subjective refraction alternatively only method step a) or b) can be carried out, optionally supplemented by method step e): a) Monocular determination of the most positive spherical-cylindrical refraction, in which subjectively the best visual acuity for a first eye of the Subjects is effected, for example, for the right eye; b) Monocular determination of the most positive spherical-cylindrical refraction, which subjectively produces the best visual acuity for a second eye of the subject, eg for the left eye; c) setting a binocular, accommodative balance; d) Binocular determination of the most positive spherical-cylindrical refraction, in which subjectively the best visual a
  • a change in the strength of the spherical correction can preferably take place if the addition of a sphere of 0.25 dpt improves the visual acuity subjectively and/or optionally improves the visual acuity, i.e. the visual acuity, by one line, i.e. a change of -0, 1 logMAR causes.
  • This condition and/or a subjective improvement in the visual impression can be used throughout as a change criterion in the addition of a negative sphere.
  • a line of visual acuity can be regarded as achieved if the subject can recognize at least 60% of the displayed optotypes of this line.
  • a strength of the required sphere correction of the subjective refraction can first be determined.
  • the second eye can be covered, e.g. the left eye.
  • the measured starting refraction for the right eye is presented to the first eye.
  • a first positive lens can be added to the starting refraction for the first eye.
  • the visual acuity can then be measured again and/or checked subjectively. If the respective change criterion is reached, another positive lens will be added again until the applicable change criterion is no longer reached. If the applicable change criterion is no longer met, the refractionist can switch on a negative lens instead. If the change criterion is reached, another negative lens can be added until the change criterion is no longer reached.
  • a refractionist can use a cross cylinder 1 in order to determine an axis of any astigmatism that may be present in the first eye.
  • Figures 1A and 1B show such a cross cylinder 1 in a schematic representation, which is also known under the name “Jackson cross cylinder” and Jackson cross cylinder.
  • the cross cylinder 1 has a handle 5 through which a handle axis 2 runs.
  • the cross cylinder 1 is an optical aid and has two cylinders crossed at 90°, namely a plus cylinder and a minus cylinder.
  • the handle axis 2 is arranged at 45° to a cylinder axis 3 of the plus cylinder and at 45° to a cylinder axis 4 of the minus cylinder.
  • the subject can be shown optotypes that indicate a worst visual acuity of at least 0.2 logMAR.
  • the handle axis 2 of the cross cylinder 1 can be arranged on a presumed and/or the objectively determined axis of an astigmatism of the first auger of the subject. Subsequently, the cross cylinder 1 can be reversed between the two positions shown in FIGS. 1A and 1B, with the handle axis 2 remaining in the same position. The subject can be asked which of these two rotational positions of the cross cylinder 1 causes a better viewing experience. If the subject does not notice any difference, the axis for the refraction of the first eye has been found and the required cylinder power is determined, see below.
  • the grip axis 2 can be shifted clockwise precisely when the cylinder axis 4 of the minus cylinder is in the preferred rotational position clockwise from the grip axis 2, cf. the situation in Fig .1B.
  • the handle axis 2 can then be precisely shifted counterclockwise when the cylinder axis 4 of the minus cylinder is in the preferred rotational position counterclockwise from the handle axis 2, cf. the situation in Fig. 1B.
  • the axis can be selected from these last used axis positions, which is most likely to have an older one Axis coincides, ie for example with an axis for this first eye, which was used in an older pair of glasses of the subject.
  • the axis that is closer to a non-oblique astigmatism can be selected from these last-used axis positions.
  • the cross cylinder 1 can be arranged such that its cylinder axis 3 of the plus cylinder and its cylinder axis 4 of the minus cylinder are arranged exactly on the corresponding cylinder axes of the objectively determined refraction, which is already presented to the first eye of the subject.
  • the cross cylinder 1 can be turned over in the same way as in the determination of the axis position described above, i.e. with the grip axis 2 in the correct position. If a rotational position preferred by the subject is the rotational position in which the two cylinder axes of the minus cylinder overlap, a negative cylinder strength can be added e.g. -0.25 dpt.
  • the rotational position preferred by the subject is the rotational position in which the cylinder axis 4 of the plus cylinder of the cross cylinder 1 overlaps the cylinder axis of the minus cylinder of the refraction held up, a negative cylinder power can be removed, also e.g. in steps of quarter dioptres.
  • the refractor can repeat this until the subject no longer prefers any of the rotational positions, or until the strength of the cylinder correction changes back and forth. In the latter case, the lowest amount of cylinder correction used should be selected.
  • the strength of the required cylinder correction When determining the strength of the required cylinder correction, it can be ensured that the previously determined strength of the required sphere correction remains the same. This means that, for example, for every change in the strength of the cylinder correction by 0.50 dpt, the strength of the sphere correction is also changed by 0.25 dpt in the other direction. After determining both the strength and the axis of the required cylinder correction, the sphere correction can be checked again. To do this, the same procedure can be followed as described above in connection with the determination of the strength of the required sphere correction. Optionally, in the event that the strength changes significantly, the axis determination can be repeated in order to achieve a more reliable result.
  • the refraction for the second eye is then determined, ie method step b). This takes place exactly analogously to method step a), only for the second eye and with the first eye covered.
  • the monocular subjective refraction for the second eye is determined, which is made up of a specific strength of a required sphere correction and a specific strength and axis of a required cylinder correction.
  • the binocular, accommodative equilibrium is adjusted. Both eyes are revealed.
  • a nebulization can be added to the two monocular subjective refractions for the first and second eye, eg a nebulization of +0.50 dpt each.
  • a separator can also be used, for example a polarization filter and/or a red/green filter.
  • One goal can be that both eyes enter the same state of accommodation.
  • the separator can allow the subject to see different display parts of a target display with each of his eyes and to compare their sharpness with one another. For this purpose, in addition to the parts of the display that can only be seen by one eye at a time, a common display part of the target display must be visible to both eyes.
  • step d ie for the binocular determination of the most positive spherical-cylindrical refraction, in which subjectively the best visual acuity is achieved for both eyes of the subject, the separator is first removed. An optional visual acuity determination can then be carried out.
  • the binocular determination of the strength of the required sphere correction the same procedure can be followed as in method steps a) and b), only here for both eyes at the same time.
  • the two already determined monocular cylindrical refractions can remain unchanged.
  • the result can be used as the binocular subjective refraction.
  • the binocular subjective refraction can be determined as the result of the supplementing step e).
  • Method step e) follows, in which a subjective evaluation of the refraction values contained according to method step d) takes place in a test frame.
  • the refraction values determined in method step d) are placed in a test frame and adjusted to the subject's face.
  • the subject's pupils can be centered in the middle of test lenses with these refraction values.
  • a review of the trial lenses can be done in an open, outdoor environment with the subject fixating on a distant target.
  • the refractionist can add a binocular sphere power of +0.25 dpt and ask the subject whether the visual impression appears better or remains the same with or without this addition. If the visual impression should appear better or remain the same as a result of this addition, then subjective ones are determined as final.
  • the refraction values determined in method step d) are used for the refraction values, which are supplemented by this binocular addition of +0.25 dpt in the sphere.
  • the sphere strength can be changed binocularly by -0.25 dpt and the subject can be asked whether the visual impression appears better with or without this reduction of a quarter dioptre. If this change in negatives should lead to a better visual impression, the sphere strength can be reduced binocularly again by -0.25 dpt. The subject can be asked whether the visual impression appears better with a change of -0.25 dpt or of -0.50 dpt.
  • the refraction values determined in method step d) are used as the finally determined subjective refraction values, which are supplemented by the binocular change by -0.25 dpt in the sphere. If the change of -0.50 dpt leads to a better visual impression, the refraction values determined in method step d) are used as the finally determined subjective refraction values, which are supplemented by the binocular change of -0.50 dpt in the sphere.
  • the visual acuity and/or a visual sensitivity can optionally be measured.
  • Visual acuity can be measured with a cylindrical correction deviating from the determined subjective refraction.
  • Jackson cross cylinders can be used for this, e.g. with plus/minus 0.50 D, or a plus cylinder with e.g. +1.00 D compared to the determined subjective refraction.
  • the extent of the deviation of the correction from the optimal correction can also depend on the level of the addition or be based roughly on the maximum values of the unwanted astigmatism expected with a progressive lens.
  • the visual acuity of a subject with a lower addition would therefore be measured with less spherical or cylindrical fogging than the visual acuity of a subject with a higher addition.
  • Visual acuity can be determined using optotypes, with visual acuity being considered achieved when at least 60% of the optotypes of an associated line have been recognized.
  • the visual acuity can be measured during and/or after the method step(s) a), b), c) and/or d) and stored and/or written down for a subsequent calculation of the sensitivity. For example, at least two binocular vision values can be determined during method step c) and/or d). One or more monocular vision values can be determined during method steps a) and/or b).
  • the vision measurement can be used as a control of the determined subjective refraction. This means that subjects may or may not achieve a given visual acuity.
  • the visual acuity measurement can also be used to obtain information about the behavior of the subject's visual system.
  • the visual acuity can be measured, for example, using optotypes, i.e. using letters, Landolt rings and/or the like. It can be checked whether the subject can fully or partially recognize the optotypes and/or their orientation.
  • a psychophysical assessment of the visual acuity can be carried out.
  • Such a psychophysical evaluation can be based on a Display a sequence of optotypes of different sharpness. This sequence can be changed depending on the respondent's responses.
  • the aim of the assessment may be to converge the sequence of optotypes towards the subject's visual acuity, which is used as a threshold for the assessment.
  • the variations of the sequences can be altered depending on the respondent's responses and depending on the particular method used.
  • the subject can be asked for the smallest line of optotypes which he can recognize. Depending on the outcome, it can then be checked whether the subject can actually recognize the selected line and/or a smaller one.
  • the visual acuity can generally be determined monocularly and/or binocularly. These are different visual parameters that can all be used to calculate eyeglass lenses.
  • the methods described above for determining optometric parameters can be used to check for contrast sensitivity.
  • the refraction is able to intervene in the execution of the algorithm at any time or at selected method steps.
  • such an intervention and/or input can take place during binocular adjustment of the addition and/or determination of a cross cylinder.
  • visual acuity values can also be recorded for one or more optical corrections or without optical correction.
  • the feedback described above can be used instead of the usual acoustic feedback from the subject.
  • the visual acuity can be determined with the best correction, but also corresponding visual acuity values with less than optimal correction. This allows detecting the effect of a changing effect on visual acuity, such as that found in progressive lenses (e.g. caused by unwanted astigmatism or an imperfectly matching spherical power), and which can be used in the calculation of ophthalmic lenses.
  • the visual acuity can be inferred directly from the smallest recognized visual object and the distance of the display field.
  • the sensitivity of visual acuity can be determined, which is based on this visual acuity determination.
  • the visual acuity can be measured with at least two preceding refractions, e.g. zero refractions.
  • the visual acuity is preferably determined with the best optical correction, i.e. with the best subjective or an optimized refraction.
  • the visual acuity can be determined with a correction that deviates from the best optical correction, preferably with a plus correction, since a minus correction can possibly be compensated for by the subject through accommodation, particularly preferably in the range 0.50dpt to 125dpt.
  • the manual and the at least partially automatic subjective refraction can benefit from the knowledge of additional data such as objective refraction values, data from an older prescription, and/or values of a possibly existing correction device (e.g. glasses or contact lenses). Therefore, the system can be coupled to and/or combined with at least one of the following units.
  • additional data such as objective refraction values, data from an older prescription, and/or values of a possibly existing correction device (e.g. glasses or contact lenses). Therefore, the system can be coupled to and/or combined with at least one of the following units.
  • Measurement unit for objective data of the eye In order to carry out an at least partially automated subjective refraction, objective measurement data of the eye, such as objective refraction data or aberrometric data, can be accessed, which can be determined by a measurement unit for objective data of the eye.
  • objective measurement data of the eye such as objective refraction data or aberrometric data
  • an external auto refractometer and/or aberrometer can be connected to the system, or an auto refractometer or aberrometry unit can be integrated into the refraction unit.
  • the measurement results of this measurement unit can then be used, for example, as starting values for manual or at least partially automated subjective refraction.
  • further objective measurement data can be recorded, such as aberrometric measurement data for one or two illumination states, pupillometric measurement data for both illumination states, possibly aberrometric and/or pupillometric measurement data for a second distance.
  • Measurement unit for measuring an already existing correction means Values of a possibly already existing correction means, such as glasses or contact lenses, can be taken into account. Since the subject often does not know the correction values of the correction means that are present, a measuring unit can measure the correction means that may already be present and determine its correction values, e.g. a focimeter with a single measuring point or a wavefront measuring device for the full-surface analysis of a lens, possibly with glass type and measuring point recognition.
  • results of the measurement can then be used, for example, as starting values for manual or at least partially automated subjective refraction.
  • the measurement unit can be used to measure a correction device that may already be present, such as a lensmeter, independently of the use of a measurement unit described above for measuring objective data of the eye, or in combination with this.
  • prescription values of a prescription that may already exist can be taken into account.
  • the prescription values can be entered manually or made available digitally by another software system. This means that these regulation values can be imported from industry software.
  • the prescription values can be used, for example, as starting values for the manual or at least partially automated subjective refraction.
  • measurement data determined by the system such as the determined refraction and/or other visual parameters, e.g. recognition or differentiation thresholds, monocular and/or binocular visual acuity with the best correction, visual acuity with spherical and/or astigmatic fog, etc. , are transmitted to the industry software by means of a transmission unit.
  • the measurement data determined by the system can be used, for example, for ordering, production and/or for advice on ophthalmic glasses and/or other optical correction devices.
  • Figure 2 shows a schematic representation of a first embodiment of a System for determining optometric parameters of a subject 10 in a first display state.
  • the system has a refraction unit 14 for setting an optical correction for at least one eye 12 of the subject 10 .
  • the refraction unit 14 can, for example, be designed as a phoropter and/or have a phoropter.
  • the system also has an eye tracking unit 16, which can be arranged, e.g the subject 10 views a displayed test image.
  • This test image can be displayed on a display unit 24 and can include multiple optotypes 26 and 28 as visual objects.
  • the optotypes 26 and 28 can be displayed in test image areas, e.g. one optotype 26, 28 in each test image area.
  • Each optotype 26, 28 can be displayed with an associated optical correction and/or applied refraction.
  • the test person 10 looks with his eye 12 through the refraction unit 14 along the viewing direction R at the viewed optotype 26, which is shown in FIG. 2 as an “A”.
  • the eye tracking unit 16 can detect the line of sight R.
  • the viewing direction R recorded in this way, it can be checked that the subject 10 is looking at the looked at optotype 26 and not at one of the unlooked optotypes 28, which are shown in FIG. 2 as “B”, “C” and “D”. It can thus be distinguished which of the optotypes 26, 28 the subject is looking at.
  • the system can further include a control unit 18 which can include a controller 20 of the refraction unit 14 and/or the display unit 24 .
  • the control unit 18 can also be designed and/or configured to read out and/or receive the viewing direction R detected by the eye tracking unit 16 .
  • the system can also include a trigger 22, which can be embodied, for example, on the control unit 18, for example as a button.
  • the control unit 18 can be designed and/or configured to read and/or receive signals generated by the trigger 22 .
  • the control unit 18 can be designed and/or configured to evaluate signals generated by the refraction unit 14 and/or the display unit 24 and/or the eye tracking unit 16 and/or the trigger 22 .
  • the control unit 18 can also be embodied as a signal unit that creates an eye signal that contains information about the recorded viewing direction R and/or orientation of the at least one eye 12 of the subject 10 .
  • Control unit 18 can be embodied as an evaluation unit which determines the optometric parameters of subject 10 while evaluating the eye signal as a function of the test image displayed.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a second embodiment of a system for determining optometric parameters of a subject 10 in a second display state.
  • This system is designed similarly or identically to the system shown in FIG. 2, with the same reference symbols identifying the same or similar features.
  • the control unit 18 can be designed and/or configured to additionally evaluate signals generated by a display unit 30
  • the controller 20 can include a controller for the display unit 30 .
  • the display unit 30 of this system can be identical to the display unit 24 of the system shown in FIG.
  • the system has the display unit 30 on which at least one confirmation field 32 and/or at least one cancellation field 34 can be displayed.
  • Such confirmation and/or cancellation fields 32 and 34 can also be additionally displayed and/or provided in the optotypes 26, 28 shown in FIG.
  • the confirmation field 32 and/or the cancel field 34 can be used as an operating field can be formed, by means of which the subject 10 can give feedback to the system.
  • the subject 10 can be asked whether his line of sight R was correctly recorded. This can be done via an audio signal or e.g. via a corresponding display on the display unit 30 and/or 24. If he has correctly recorded the viewing direction R, e.g. that the subject 10 has just looked at the optotype 26 (e.g. "A"), so the subject 10 can fix the confirmation field 32 if this is correct. If the viewing direction R was not recorded correctly, the subject 10 can fix one of the break-off fields 34 . Fixing of the confirmation and/or cancellation field 32, 34 can be detected by the eye tracking unit 16 and evaluated by the control unit 18.
  • the confirmation and/or cancellation field 32, 34 can be detected by the eye tracking unit 16 and evaluated by the control unit 18.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a light field display 36 as a light field display of a system for determining optometric parameters of a subject.
  • the light field display 36 can be used as a refraction unit and/or a display unit.
  • the system includes an eye tracking unit 16 which may be integrated into and/or connected to the light field display 36, for example. Similar to or exactly the same as the embodiments shown in FIGS. 2 and 3, the system has a control unit 18 which can be designed to control the light field display 36 and/or the eye tracking unit 16 .
  • the control unit 18 can be designed and/or configured to detect and/or evaluate signals generated by the light field display 36 and/or the eye tracking unit 16 .
  • a test image is displayed on the light field display 36, which is used to determine the subjective refraction of the subject 10 and has a plurality of test image areas.
  • at least one optotype 38, 40 can be displayed in each test image area, which are projected in rows with the same optical correction and/or effect.
  • an associated optical correction for the at least one eye 12 of the subject 10 can be simulated in such a way that the impression is created that the at least one Eye 12 views the respective optotype 38, 40 through the respectively associated optical correction.
  • at least two of the simulated, assigned optical corrections can differ from one another with regard to their optical effect.
  • the test image areas are displayed simultaneously with the assigned optical corrections.
  • the optotypes 38, 40 of each row can be projected with the same optical correction (within the row).
  • the optical corrections with which the optotypes 38, 40 of the individual rows are projected differ from one another, e.g. in the defocus component used.
  • the mean sphere that is subjectively required can be determined by means of these different defocus components.
  • the optical correction of each row may differ from each other in terms of sphere power, cylinder power and/or axis.
  • the optical correction can deviate from each other by a fixed or variable amount, e.g. by % diopters in the sphere and/or in the cylinder.
  • the corrections can be projected in each row rotated about a specific cylinder axis, e.g. by 45° each time.
  • the subjectively best optical correction can be selected with certainty, since several optotypes 38, 40 are available for each optical correction, namely a whole series of optotypes with the same optical correction.
  • the subject 10 can thus select that row which is projected with the subject 10 subjectively best optical correction. In this way, a more reliable determination of the visual acuity for each correction used is possible, if desired.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a light field display 36 as a light field display of a system for determining optometric parameters of a subject.
  • the same reference symbols identify the same or similar features.
  • optotypes 38, 40 are displayed in rows and columns, which can be projected with different optical corrections.
  • the optotypes 38, 40 can be projected with the same astigmatism components JO of the optical correction within each row (or alternatively column).
  • the astigmatism components JO of the optical correction of the individual rows (or alternatively columns) differ from one another.
  • the optotypes 38, 40 are projected with the same astigmatism component J45 of the optical correction.
  • the astigmatism components J45 of the optical correction of the individual columns (or alternatively rows) differ from one another.
  • the defocus component and thus the mean sphere can first be determined.
  • the astigmatism components J0 and J45 can then be determined, e.g. with the approach shown schematically in FIG. Together, this results in the sphere, cylinder and axis of the subjectively required optical correction.

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Bestimmung optometrischer Parameter eines Probanden (10) wird eine optische Korrektion für zumindest ein Auge (12) des Probanden (12) mittels einer Refraktionseinheit (14; 36) eingestellt. Ein Prüfbild zur Bestimmung der subjektiven Refraktion des Probanden (10) wird angezeigt. Eine Blickrichtung (R) und/oder eine Orientierung des zumindest einen Auges (12) des Probanden (10) wird mittels einer Eyetrackingeinheit (16) erfasst, während der Proband (10) das angezeigte Prüfbild betrachtet. Ein Augensignal wird erstellt, welches Informationen zu der erfassten Blickrichtung (R) und/oder Orientierung des zumindest einen Auges (12) des Probanden (10) enthält. Die optometrischen Parameter des Probanden (10) werden unter Auswertung des Augensignals in Abhängigkeit von dem angezeigten Prüfbild bestimmt.

Description

Verfahren, System und Computerprogrammprodukt zur Bestimmung optometrischer Parameter
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, ein System und ein Computerprogrammprodukt zur Bestimmung optometrischer Parameter eines Probanden. Bei einer subjektiven Refraktion wird der Brechwert derjenigen optischen Korrektion bestimmt, mit der das oder die Augen eines Probanden ein scharfes Bild eines in der Ferne befindlichen Objekts erzeugt oder erzeugen. Zur Durchführung der subjektiven Refraktion gibt es standardisierte Verfahren. Diese Verfahren werden von einem Refraktionisten wie z.B. einem Optiker oder einem Augenarzt durchgeführt. Dazu werden herkömmlicherweise Messvorrichtungen wie eine Probierbrille, Testgläser und/oder ein Phoropter verwendet. Diese Messvorrichtungen können entweder manuell oder elektrisch vom Refraktionisten bedient werden.
Bei der subjektiven Refraktion ist der subjektive Seheindruck des Probanden entscheidend für die Bestimmung der benötigten optischen Korrektion. Dabei kommuniziert der Proband mit dem Refraktionisten, in dem er ihm eine akustische Rückmeldung gibt bezüglich einer ihm gestellten Sehaufgabe. Der Refraktionist nimmt die Rückmeldung des Probanden entgegen und steuert den Refraktionsablauf in Abhängigkeit von der Rückmeldung des Probanden.
Der Refraktionist ist zur Durchführung der Refraktion erforderlich, um die vom Probanden gegebenen Rückmeldungen zu den Sehaufgaben auszuwerten und den Refraktionsverlauf zu steuern. Dies bedeutet einerseits, dass von Refraktionisten Zeit aufgewendet muss, um die Sehschärfe des Probanden zu bestimmen. Weiterhin ist die Bedienung und Durchführung der Refraktion durch den Refraktionisten fehleranfällig dadurch, dass sie von einem Menschen gesteuert wird und zudem Fehler beim Geben und/oder Empfangen der akustischen Rückmeldung auftreten können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Durchführen einer Bestimmung von optometrischen Parametern zu ermöglichen, insbesondere einen Refraktionisten bei der Durchführung einer Refraktion zu unterstützen und/oder eine zumindest teilautomatische Durchführung einer Refraktion zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind die Gegenstände der abhängigen Ansprüche.
Ein Aspekt betrifft ein Verfahren zur Bestimmung optometrischer Parameter eines Probanden mit den Schritten:
- Einstellen einer optischen Korrektion für zumindest ein Auge des Probanden mittels einer Refraktionseinheit;
- Anzeigen eines Prüfbilds zur Bestimmung der subjektiven Refraktion des Probanden;
- Erfassen einer Blickrichtung und/oder einer Orientierung des zumindest einen Auges des Probanden mittels einer Eyetrackingeinheit, während der Proband das angezeigte Prüfbild betrachtet;
- Erstellen eines Augensignals, welches Informationen zu der erfassten Blickrichtung und/oder Orientierung des zumindest einen Auges des Probanden enthält; und
- Bestimmen optometrischer Parameter des Probanden unter Auswertung des Augensignals in Abhängigkeit von dem angezeigten Prüfbild.
Bei dem Verfahren müssen die einzelnen Verfahrensschritte nicht unbedingt in der voranstehend aufgelisteten Reihenfolge durchgeführt werden. Dies bedeutet, dass die einzelnen Verfahrensschritte entweder in der aufgelisteten Reihenfolge, in einer anderen Reihenfolge und/oder auch zumindest teilweise gleichzeitig durchgeführt werden können.
Die Refraktionseinheit kann dazu konfiguriert sein und/oder verwendet werden, Krümmungen der Wellenfronten und gegebenenfalls zusätzlich eine mittlere Propagationsrichtung und/oder Wellenlänge und/oder Intensität und/oder einen Polarisationszustand des vom Prüfbild ausgehenden Lichts zu manipulieren und das Licht so manipuliert in das zumindest eine Auge des Probanden zu leiten. Dazu wird die optische Korrektion definiert, mit welcher das ins Auge einfallende Licht manipuliert wird. Die optische Korrektion kann entweder dinglich in den Ausbreitungsweg des Lichts eingebracht werden, oder rein virtuell im Rahmen einer Projektion simuliert werden, z.B. mittels des Phoropters und/oder mittels einer Lichtfeldanzeige.
Dabei kann die Refraktionseinheit z.B. als ein Phoropter ausgebildet sein, insbesondere als ein automatisierter Phoropter, welcher refraktive und/oder diffraktive Elemente wie z.B. Linsen und/oder Gitter aufweist. Alternativ kann hierfür eine Refraktionsbrille verwendet werden. Hierbei können die refraktiven und/oder difraktiven Elemente als optische Korrektion adaptiv sein, also z.B. als ein verformbarer Spiegel und/oder eine verformbare Linse ausgebildet sein.
Als optische Korrektion kann insbesondere auch eine Nullkorrektion verwendet werden, also z.B. ein Fensterglas ohne tatsächliche optische Korrektion oder ein Weg lassen einer dinglichen Korrektion. Damit kann beispielsweise der Visus des unkorrigierten, „nackten“ Auges bestimmt werden. Allgemein können die optischen Korrektionen einer vorgehaltenen, optischen Wirkung entsprechen, insbesondere einer optischen Wirkung mit einer sphärischen und/oder zylindrischen optischen Wirkung.
Das Anzeigen des Prüfbilds kann auf eine Anzeigeeinheit erfolgen. Die Anzeigeeinheit kann separat und/oder unabhängig von der Refraktionseinheit sein und z.B. vom Refraktionisten bedient werden. Alternativ kann die Anzeigeeinheit auch mit der Refraktionseinheit elektrisch verbunden sein und/oder kommunizieren, wobei sie teil- oder vollautomatisch angesteuert werden. Die Anzeigeeinheit kann das Prüfbild auf einem Anzeigefeld anzeigen, beispielsweise auf einem Bildschirm.
Es wird ein Prüfbild angezeigt, welches unterschiedliche Sehobjekte wie z.B. Bilder und/oder Symbole anzeigt, welche vom Probanden erkannt und/oder ausgemacht werden sollen. Abhängig davon, welche im Prüfbild angezeigten Sehobjekte der Proband wie gut erkennt, kann die subjektive Refraktion des Probanden bestimmt werden. Jedem Prüfbild kann zumindest eine Sehaufgabe zugeordnet sein, welche dem Probanden beim Anzeigen des Prüfbilds gestellt werden kann, um so z.B. dessen subjektive Sehkraft in Abhängigkeit von der eingestellten optischen Korrektion bestimmen zu können.
Die Refraktionseinheit und die Anzeigeeinheit können in einer Ausführungsform so miteinander kombiniert sein, dass sie eine Projektionseinheit aufweisen, welche Licht eines virtuellen Prüfbilds abhängig von der definierten optischen Korrektion unmittelbar in das zumindest eine Auge des Probanden projiziert.
Beim Betrachten des Prüfbildes wird von der Eyetrackingeinheit die Blickrichtung und/oder die Orientierung des zumindest einen Auges des Probanden erfasst. Die Blickrichtung und die Augenorientierung hängen hierbei voneinander ab, so dass es ausreichend ist, entweder die Blickrichtung oder die Orientierung des zumindest einen Auges zu erfassen. Dabei kann insbesondere erfasst werden, auf welchen Teil des Prüfbildes der Proband blickt, also auf welchen Bereich des Anzeigefelds der Proband gerade blickt. Die Eyetrackingeinheit kann entweder nur die Blickrichtung und/oder Orientierung genau eines Auges des Probanden erfassen, oder die beider Augen. Die Eyetrackingeinheit kann dazu zumindest eine Kamera aulweisen, welche Bilder und/oder Videos des zumindest einen Auges aufnimmt, während der Proband das angezeigte Prüfbild betrachtet. Weiterhin kann die Eyetrackingeinheit Programmteile umfassen und mit solchen Zusammenwirken, welche an den aufgenommenen Bildern und/oder Videos eine Bilderkennung durchführen, um anhand eines oder mehrerer Bildmerkmale die Blickrichtung und/oder Orientierung des zumindest einen Auges zu ermitteln. Jedenfalls generiert die Eyetrackingeinheit Messdaten bezüglich der Blickrichtung und/oder der Orientierung des zumindest einen Auges des Probanden, welche Bilder und/oder Videos enthalten können. Dabei kann insbesondere auch eine Blickbewegung erfasst werden, also eine zeitlich veränderliche Blickrichtung des zumindest einen Auges.
Aus den von der Eyetrackingeinheit erfassten Messdaten wird das Augensignal erstellt. Das Augensignal enthält Informationen über die erfasste Blickrichtung und/oder Orientierung. Dabei kann das Augensignal digital sein und z.B. einen Richtungsvektor zusammen mit einem Ansatzpunkt des Richtungsvektors im dreidimensionalen Raum enthalten, z.B. einen Drehmittelpunkt des Augapfels und/oder einen Punkt auf der Netzhaut des Probanden und/oder einen Punkt der Pupille des Probandes wie z.B. einen Pupillenmittelpunkt. Das Augensignal ist detailliert genug, ausreichend genau und/oder weist eine hinreichende Auflösung auf, um anhand des Augensignals ermitteln zu können, welchen Bereich des Prüfbilds das jeweilige Auge des Probanden gerade anblickt.
Während des Verfahrens wird das Augensignal in Abhängigkeit von demjenigen Prüfbild generiert und/oder ausgewertet, welches genau dann angezeigt wird, wenn die zu diesem Augensignal gehörige Blickrichtung und/oder Orientierung von der Eyetrackingeinheit erfasst wird.
Das Prüfbild kann relativ zur Refraktionseinheit kalibriert sein, wobei insbesondere ein Abstand des Prüfbilds zur Refraktionseinheit bekannt sein kann. Dieser Abstand kann z.B. einer Berechnung der Sehschärfe, also des Visus, berücksichtigt werden. Allgemein kann der axiale Abstand und/oder eine laterale Relativposition als Kalibrierung vorbekannt sein. Dann kann auf Informationen darüber zugegriffen werden, in welchem Abstand und/oder in welcher Richtung einzelne Bereiche des Prüfbilds relativ zur Refraktionseinheit angeordnet sind. Kalibrierdaten dieser Kalibrierung können bei der Auswertung des Augensignals verwendet werden. Die Kalibrierdaten dieser Kalibrierung können dazu verwendet werden, um aus dem Abstand und der Größe auf dem Prüfbild angezeigter Sehobjekte einen Visus des Probanden zu ermitteln. In die Auswertung des Augensignals können Informationen darüber einfließen, wie weit das oder die Pupille(n) des Probanden von der Refraktionseinheit in welcher Richtung entfernt sind, insbesondere ein Pupillenmittelpunkt, ein Augendrehpunkt, ein Punkt auf der Netzhaut des Probanden, und/oder ein Reflex, insbesondere ein Purkinje Reflex.
Alternativ oder zusätzlich kann eine Kalibrierung verwendet werden, für welche die genaue Positionierung der Refraktionseinheit relativ zum Prüfbild nicht bekannt sein muss. Wie weiter unten näher beschrieben ist, kann der Proband während eines Kalibriervorgangs aufgefordert werden, vorbestimmte Bereiche und/oder Punkte des Prüfbilds zu betrachten und/oder zu fixieren. Ein zu diesen vorbestimmten Bereichen und/oder Punkten gehörigen Augensignal kann registriert und als Kalibrierung verwendet werden.
Die Auswertung des Augensignals umfasst jedenfalls eine Ermittlung desjenigen Bereichs des Prüfbilds, welchen der Proband gerade anblickt. Das Prüfbild kann mehrere voneinander unterschiedliche Bereiche aufweisen, deren Fixieren zu jeweils voneinander unterschiedlichen Augensignalen führt. Diese unterschiedlichen Augensignale werden im Rahmen der Auswertung voneinander unterschieden. Beispielsweise können auf dem Prüfbild mehrere unterschiedliche Seh Objekte angezeigt werden und der Proband dazu aufgefordert werden, ein bestimmtes der Sehzeichen anzublicken. Die Auflösung und/oder Genauigkeit der Eyetrackingeinheit ist dabei ausreichend, um zu erkennen, welches Sehobjekt der Proband z.B. auf eine entsprechende Aufforderung hin anblickt.
Grundsätzlich sind eine Vielzahl unterschiedlicher Prüfbilder und damit verbundene Sehaufgaben für diesen Zweck ersetzbar. Ausführungsbeispiele solcher Sehaufgaben und damit verbundener Prüfbilder sind nachfolgend näher beschrieben. Ein Beispiel eines Prüfbilds mit zugehöriger Sehaufgabe stellt das Anzeigen zweier Sehobjekte wie z.B. Sehzeichen bereit, welche sich hinsichtlich zumindest einer Eigenschaft unterschieden, beispielsweise hinsichtlich ihres Kontrastes und/oder ihrer Größe. Beim Betrachten dieses Prüfbilds mit den zwei unterschiedlichen Sehobjekten kann der Proband aufgefordert werden, dasjenige Sehobjekt anzublicken, welches ihm schärfer und/oder besser sichtbar erscheint. Aus der daraufhin vom Probanden eingenommenen Blickrichtung können Rückschlüsse auf optometrische Parameter des Probanden gemacht werden, insbesondere auf dessen subjektive Sehschärfe. Dies kann z.B. im Rahmen einer subjektiven Refraktion erfolgen. Dabei bedeutet subjektiv, dass das Ergebnis des Messverfahrens vom subjektiven Sehempfinden des Probanden abhängt.
Das Verfahren unterstützt den Refraktionisten so, dass mögliche Fehlerquellen, welche z.B. auf dem Faktor Mensch beruhen, reduziert werden können. Solche durch das Verfahren reduzierbare Fehlerquellen können auf einem akustischen Missverständnis einer Rückmeldung des Probanden beruhen, auf dem Geben einer falschen Rückmeldung durch den Probanden, und/oder auf dem falschen Registrieren der Rückmeldung durch den Refraktionisten. So kann durch das automatische Erfassen der Blickrichtung z.B. vermieden werden, dass der Proband eine falsche Angabe dazu macht, welches der angezeigten Sehobjekte er schärfer und/oder besser sehen kann. Weiterhin ermöglicht die Erfassung der Blickrichtung und/oder der Orientierung des Auges zumindest eine Teilautomatisierung einer subjektiven Refraktion, insbesondere eine Vollautomatisierung einer subjektiven Refraktion, bei welcher ein Refraktionist nicht mehr unbedingt notwendig ist. Dies ermöglicht es z.B., eine subjektive Refraktion aus der Ferne durchzuführen, also z.B. beim Probanden zuhause, ohne dass der Refraktionist selbst beim Probanden vor Ort sein muss.
Dadurch kann die Durchführung einer subjektiven Refraktion zumindest für den Refraktionisten erleichtert werden, und es können menschliche Fehlerquellen bei der Ermittlung der optometrischen Parameter zumindest reduziert werden. Die optometrischen Parameter können hierbei Informationen über das zumindest eine Auge des Probanden betreffen, insbesondere auch über das Sehsystem des Probanden insgesamt. Bei den optometrischen Parametern kann es sich insbesondere um subjektive optische Parameter handeln, welche von einem subjektiven Sehempfinden des Probanden abhängen. Dies können insbesondere subjektive Refraktionswerte sein, also diejenigen Refraktionswerte, bei welcher der Proband subjektiv den besten Seheindruck empfindet. Die optometrischen Parameter können insbesondere Refraktionswerte umfassen, welche für ein Sehen in der Nähe und/oder der Ferne optimiert sind. Die optometrischen Parameter können auch physiologische Parameter betreffen und/oder enthalten. Die optometrischen Parameter können subjektive optische Parameter umfassen wie z.B. eine subjektiv ermittelte beste optische Korrektion, d.h. eine subjektive Refraktion, und/oder objektive optische Parameter wie z.B. aberrometrische Messdaten und/oder pupillometrische Messdaten. Die optometrischen Parameter können Informationen zum Visus und/oder zum Kontrastsehen umfassen.
Gemäß einer Ausführungsform werden als die optometrischen Parameter zumindest ein Refraktionswert, zumindest eine Sensitivität, zumindest ein Parameter für ein Kontrastsehen, und/oder zumindest eine Sehschärfe bestimmt. Es kann sich bei den optometrischen Parametern insbesondere um einen einzigen Parameter handeln. Bevorzugt umfassen die optometrischen Parameter zumindest einen Refraktionswert, insbesondere zumindest einen subjektiven Refraktionswert, welcher z.B. für eine Nahsicht und/oder eine Fernsicht optimiert ist. Der Refraktionswert kann einer optischen Korrektion, also einer angelegten optischen Wirkung entsprechen. Die optometrischen Parameter können monokular und/oder binokular für den Probanden bestimmt werden.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Augensignal so erstellt, dass es eine horizontale und eine vertikale Komponente aufweist, welche von der Blickrichtung und/oder der Orientierung des zumindest einen Auges abhängig sind. Dabei kann das Augensignal insbesondere zumindest eine horizontale und/oder zumindest eine vertikale Komponente aufweisen. Diese Komponenten können in linearer Näherung proportional zu einer horizontalen und/oder vertikalen Komponente der Blickrichtung und/oder Orientierung sein. Das Augensignal kann insbesondere als ein Vektor erstellt werden, weicher zumindest eine horizontale und/oder zumindest eine vertikale Komponente aufweist. Der Vektor kann etwa parallel zur Blickrichtung und/oder Orientierung des zumindest einen Auges ausgerichtet ist. Durch die Erfassung sowohl der horizontalen als auch der vertikalen Ausrichtung der Blickrichtung und/oder Orientierung kann eine hinreichende Spezifizierung erreicht werden, um anhand des Augensignals zu ermitteln, welchen Bereich des Prüfbilds der Proband gerade betrachtet. Hierbei kann das Augensignal insbesondere vektorartig sein und/oder einen Vektor aufweisen, wobei es sowohl eine Vektorrichtung als auch eine Vektorbasis enthalten kann. Die Verwendung eines Vektors als Augensignal ist mathematisch einfach auswertbar mittels bekannter Vektorrechnung, gegebenenfalls unter Berücksichtigung einer Kalibrierung, z.B. einer Kalibrierung des angezeigten Prüfbilds relativ zum Auge und/oder der Refraktionseinheit.
Allgemein kann das Augensignal als eine umkehrbar eindeutige Funktion der Blickrichtung und/oder Orientierung ausgebildet sein. Damit ist jeder Blickrichtung und/oder Orientierung ein Funktionswert des Augensignals zugeordnet, aus dem auf eben diese Blickrichtung und/oder Orientierung geschlossen werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Augensignal mittels einer Signaleinheit aus von der Eyetrackingeinheit erzeugten Messdaten erzeugt. Diese Messdaten können insbesondere ein oder mehrere Bilder, Videos oder Ähnliches enthalten. Die Signaleinheit kann zumindest teilweise softwaregesteuert sein und/oder eine Bilderkennungssoftware enthalten, insbesondere eine Bilderkennungssoftware, welche mittels „machine learning“ trainiert ist. Die Signaleinheit kann als Bestandteil der Eyetrackingeinheit ausgebildet sein. Alternativ kann die Signaleinheit als Teil einer Steuerung und/oder Steuereinheit ausgebildet sein, insbesondere als Teil eines Computersystems mit einem Prozessor, welcher einen, mehrere oder sämtliche der Verfahrensschritte steuert und/oder regelt.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Prüfbild von einer Anzeigeeinheit angezeigt, welche von einer Steuerung gesteuert wird. Die Anzeigeeinheit kann hierbei beispielsweise einen Bildschirm, eine Projektion und/oder eine holographische Anzeigeeinheit aufweisen. Die Anzeigeeinheit kann elektronisch von der Steuerung derart angesteuert werden, dass sie ein von der Steuerung ausgewähites Prüfbild auf einem Anzeigefeld anzeigt. Die Steuerung kann optional auch zur Steuerung der Refraktionseinheit, der Eyetrackingeinheit, der gegebenenfalls vorhandenen Signaleinheit und/oder einer gegebenenfalls vorhandenen Auswerteinheit zur Auswertung des Augensignals konfiguriert sein und/oder verwendet werden. Abhängig davon, wie viele dieser Einheiten die Steuerung tatsächlich steuert und/oder regelt, ist der Automatisierungsgrad des Verfahrens. Steuert die Steuerung tatsächlich sämtlich Implementierte der voranstehend aufgelisteten Einheiten, so kann das Verfahren vollautomatisch durchgeführt werden. Die Steuerung kann es ermöglichen, die Erfassung der Blickrichtung und/oder Orientierung genau dann durchzuführen, wenn die Anzeigeeinheit ein neues Prüfbild anzeigt, welches der Proband betrachtet.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine Kalibrierung durchgeführt, während welcher Kalibrierungskorrekturdaten erzeugt werden bezüglich einer Abweichung der mittels der Eyetrackingeinheit ermittelten Blickrichtung und/oder Orientierung von einer tatsächlich eingenommenen Blickrichtung und/oder Orientierung des zumindest einen Auges des Probanden. Dabei wird ein kalibriertes Augensignal erstellt und ausgewertet, wobei beim kalibrierten Augensignal die von der Eyetrackingeinheit erfasste Blickrichtung und/oder Orientierung um die Kalibrierungskorrekturdaten korrigiert ist oder sind. Abhängig von der von der Eyetrackingeinheit verwendeten Methode zur Erfassung der Blickrichtung und/oder Orientierung kann die ermittelte Blickrichtung von der tatsächlichen Blickrichtung des Probanden abweichen. Diese Abweichung kann unterschiedliche Ursachen haben und kann durch die Kalibrierung kompensiert werden. Zur Kalibrierung kann dem Probanden gesagt werden, er solle zunächst einen vorbestimmten Bereich eines Anzeigefelds anblicken, auf dem später das Prüfbild angezeigt werden kann. Beispielsweise kann der Proband zunächst einmal einen oberen Bereich, einen unteren Bereich, einen linken Bereich und/oder einen rechten Bereich im Anzeigefeld fixieren. Dabei kann die Eyetrackingeinheit die unmittelbar ermittelte Blickrichtung und/oder Orientierung erfassen. Einige wenige ausgewählte Bereiche und/oder Punkte auf dem Anzeigefeld können dabei ausreichen für eine hinreichende Kalibrierung. Die Kalibrierung kann dabei automatisch erfolgen, insbesondere durch eine Kl oder eine Maschine gesteuert. Nach der Kalibrierung kann die tatsächliche Blickrichtung und/oder Orientierung des Auges zuverlässiger bestimmt werden und als kalibriertes Augensignal ausgewertet werden.
In einer Ausführungsform wird das Augensignal kalibriert durch ein Erfassen der Blickrichtung und/oder der Orientierung des zumindest einen Auges des Probanden mittels einer Eyetrackingeinheit, während der Proband vorgegebene Bereiche und/oder Punkte betrachtet. Dies kann ähnlich zu der vorangehend beschriebenen Kalibrierung erfolgen, wobei der Probanden angewiesen werden kann, er solle zunächst einen vorbestimmten Bereich eines Anzeigefelds anblicken, auf dem später das Prüfbild angezeigt werden kann. Beispielsweise kann der Proband zunächst einmal einen oberen Bereich, einen unteren Bereich, einen linken Bereich und/oder einen rechten Bereich im Anzeigefeld fixieren. Dabei kann die Eyetrackingeinheit die unmittelbar ermittelte Blickrichtung und/oder Orientierung erfassen. Einige wenige ausgewählte Bereiche und/oder Punkte auf dem Anzeigefeld können dabei ausreichen für eine hinreichende Kalibrierung. Die Kalibrierung kann dabei automatisch erfolgen, insbesondere durch eine Kl oder eine Maschine gesteuert. Nach dieser Kalibrierung kann den von der Eyetrackingeinheit erfassten Blickrichtungen und/oder Orientierungen des Auges Punkte und/oder Bereiche der Anzeigeneinheit zugeordnet werden.
Diese Kalibrierungen können eine geometrische und/oder optische Kalibrierung überflüssig machen, bei welcher Kenntnisse über Abstände des Probanden und/oder der Refraktionseinheit vom Prüfbild und/oder Kenntnisse über optische Strahlengänge und/oder Wellenfronten notwendig sind. Somit kann die unmittelbare Kalibrierung am Prüfanzeigefeld eine weitere geometrische und/oder optische Kalibrierung überflüssig machen und den Kalibriervorgang stark vereinfachen.
Gemäß einer Ausführungsform wird ein zeitabhängiges Augensignal erzeugt, welches Informationen bezüglich Richtungsänderungen der Blickrichtung und/oder Orientierung des zumindest einen Auges des Probanden enthält. Aus dem zeitabhängigen Augensignal kann somit eine Blickbewegung und/oder Orientierungsbewegung abgeleitet und ausgewertet werden. Dies ermöglicht ein Erfassen mehrerer nacheinander eingenommener Blickrichtungen und/oder ein Verwenden bewegter Prüfbilder, wie z.B. ein Prüfvideo, bei dessen Betrachtung der Proband zur Durchführung einer vom Prüfvideo abhängigen Blickbewegung veranlasst und/oder auffordert wird.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Prüfbild verwendet, um eine blickrichtungsabhänge Sehaufgabe an den Probanden zu stellen, bei welcher in Abhängigkeit von der erfassten und ausgewerteten Blickrichtung und/oder Orientierung des zumindest einen Auges des Probanden Rückschlüsse auf die optometrischen Parameter des Probanden bei der jeweils eingestellten optischen Korrektion gezogen werden. Beispiele für solche blickrichtungsabhängigen Sehaufgaben sind nachfolgend näher beschrieben. Dabei können unterschiedliche Arten von blickrichtungsabhängigen Sehaufgaben gestellt werden. Hierbei kann die vom Probanden eingenommene Blickrichtung und/oder Augenorientierung davon abhängen, welches von mehreren dargestellten Sehobjekten der Proband gut oder schlecht erkennen kann. Ein Bereich des Prüfbilds und/oder Anzeigefelds, welchen der Proband im Rahmen der Sehaufgabe anblickt, kann abhängig von der (z.B. von der optischen Korrektion abhängigen) Sehschärfe sein. Durch Erfassung des Bereichs des Prüfbilds, welchen der Proband während der Sehaufgabe anblickt, kann eine Bewertung der verwendeten Refraktion und/oder der Sehschärfe des Probanden erfolgen und diese als optometrische Parameter bestimmt werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Prüfbild derart ausgebildet, dass es den Probanden dazu veranlasst, in Abhängigkeit von seiner Sehschärfe unbewusst eine vorbestimmte Blickrichtung einzunehmen und/oder eine vorbestimmte Blickbewegung durchzuführen. Mittels der Eyetrackingeinheit wird dabei die Blickrichtung und/oder die Blickbewegung und/oder die Orientierung des zumindest einen Auges des Probanden erfasst und als eine passive Rückmeldung registriert, während der Proband dieses Prüfbild betrachtet. Bei Sehaufgaben mit einer passiven Rückmeldung wird der Proband unbewusst durch das Bild selbst dazu veranlasst, eine vorbestimmte Blickrichtung einzunehmen und/oder eine vorbestimmte ßlickbewegung durchzuführen. Dies kann z.B. dadurch erfolgen, dass dem Probanden zwei Felder als Prüfbild präsentiert werden. Eines der beiden Felder kann leer sein, das andere Feld kann ein Sehobjekt zeigen. Falls die Sehkraft des Probanden ausreichend ist, das Sehobjekt zu erkennen, wird er unbewusst automatisch das Feld mit Sehobjekt betrachten. Wenn er es nicht sehen kann, wird er keine Präferenz für ein Feld zeigen. Ähnlich dazu kann das Prüfbild als ein bewegtes Prüfbild ausgebildet sein, dass den Probanden dazu anregt, eine vorbestimmte Blickbewegung in Abhängigkeit von seiner Sehschärfe durchzuführen. Dabei kann es sich insbesondere um eine Blickbewegung handeln, bei der der Proband einem Sehanreiz wie z.B. einem Sehzeichen mit dem Blick folgt, sofern er den angezeigten Sehanreiz gut erkennen kann. Die Blickbewegung kann somit insbesondere als eine einem Sehanreiz folgende Blickbewegung ausgebildet sein. Bei dieser Sehaufgabe mit passiver Rückmeldung ist es somit nicht notwendig, den Probanden anzuweisen und/oder dem Probanden zu erklären, wie er die Sehaufgabe zu lösen hat. Damit ist diese Art der Sehaufgabe besonders geeignet für Probanden, von denen man nicht ausgehen kann, dass sie irgendwelchen Anweisungen folgen (z.B. Kinder) oder Probanden, die sich z.B. aufgrund einer Behinderung nicht anders äußern können und/oder bei Probanden, welche nicht die Sprache des Refraktion isten sprechen.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Proband aufgefordert, bei Betrachtung des Prüfbilds eine von seinen optometrischen Parametern abhängige, vorbestimmte aktive Rückmeldung zu geben, was zumindest teilweise mittels einer vom Probanden aktiv eingenommenen Blickrichtung erfolgt, aus deren Erfassung Informationen zu den optometrischen Parametern des Probanden ermittelt werden. Alternativ zu der voranstehend beschriebenen passiven Rückmeldung kann somit eine aktive Rückmeldung zur Lösung der Sehaufgabe vorgesehen sein. Hierbei ist beachtlich, dass die Verwendung einer Sehaufgabe mit aktiver Rückmeldung nicht die Verwendung einer Sehaufgabe mit passiver Rückmeldung ausschließt. Beispielsweise können Aufgaben mit passiver Rückmeldung nach oder vor Sehaufgaben mit aktiver Rückmeldung durchgeführt werden oder umgekehrt, so dass unterschiedliche Arten von Sehaufgaben Teil desselben Messverfahrens sein können. Üblicherweise wird bei Sehaufgaben mit aktiver Rückmeldung dem Probanden die Sehaufgabe erklärt, wobei insbesondere erklärt wird, in welche Richtung er beim Durchführen der Sehaufgabe blicken soll. Dabei kann die hierbei einzunehmende Blickrichtung von der Sehschärfe und/oder zumindest einem anderen optometrischen Paramter des Probanden abhängen. Beispielsweise kann der Proband aufgefordert werden, dasjenige aus einer Mehrzahl von Sehzeichen anzublicken, welches er subjektiv am besten und/oder besser und/oder kontrastreicher sieht.
In einer Weiterbildung der Ausführungsform mit der aktiven Rückmeldung umfasst die aktive Rückmeldung zusätzlich zur aktiv eingenommenen Blickrichtung eine Zusatzrückmeld u ng , welche vom Probanden auf zumindest eine der folgenden Arten gegeben wird:
- Durch manuelles Betätigen eines Auslösers;
- Durch das Ausführen einer Geste;
- Durch Blinzeln oder das Schließen des zumindest einen Auges;
- Durch eine akustische Rückmeldung.
Das manuelle Betätigen eines Auslösers kann mittels einer Hand und/oder einem Fuß erfolgen, beispielsweise durch das Drücken eines Knopfes oder eines Pedals. Alternativ kann es durch das Betätigen wie z.B. Wischen über ein sensitives Feld wie z.B. ein Touchpad und/oder Touchdisplay erfolgen. Durch das Ausführen einer Geste kann eine Gestensteuerung ermöglicht werden. So kann der Proband beispielsweise in dem Moment, in dem er einen von seiner Sehschärfe abhängigen Bereich des Prüfbilds betrachtet, eine Bestätigungsgeste ausführen, beispielsweise mit der Hand und/oder mit dem Fuß. Ein bewusstes Blinzeln und/oder das Schließen des zumindest einen Auges für einen vorbestimmten Zeitraum von einigen Sekunden kann unmittelbar mittels der Eyetrackingeinheit erfasst werden. So kann der Proband angewiesen sein, zunächst einen bestimmten Bereich des Prüfbilds zu betrachten und unmittelbar daraufhin zu blinzeln. Eine akustische Rückmeldung kann ebenfalls registriert werden. Hierbei kann die akustische Rückmeldung bevorzugt möglichst einfach sein, beispielsweise lediglich aus einem Laut wie „mhm“ bestehen, bei dem der Proband seinen Mund nicht öffnen muss, so dass seine Blickrichtung beim
Geben der akustischen Rückmeldung möglichst unverändert und/oder unbeeinflusst bleibt. Die Kombination aus aktiv eingenommener Blickrichtung und
Zusatzrückme Id u ng ermöglicht eine besonders zuverlässige und bewusst abgegebene Rückmeldung, welche es ermöglicht, die zum Prüfbild gehörige Blickrichtung sicher zu zuverlässig zu registrieren.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens mit aktiver Rückmeldung beinhaltet diese aktive Rückmeldung, dass der Proband eines von mehreren als Prüfbild angezeigten Sehobjekten erkennt und fixiert. Beim Fixieren des Sehobjekts nimmt der Proband die aktiv eingenommene Blickrichtung ein, welche als Teil der aktiven Rückmeldung erfasst und registriert wird. Beispielsweise können als Sehaufgabe zwei unterschiedliche Sehzeichen angezeigt werden und der Proband aufgefordert werden, dasjenige Sehobjekt zu fixieren und anzublicken, welches er besser erkennt.
Allgemein kann der Proband angewiesen werden, dasjenige Seh Objekt anzusehen, welches eine stärkere oder schwächere Ausprägung einer vorgegebenen Eigenschaft aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens mit einer Sehaufgabe mit einer aktiven Rückmeldung beinhaltet diese aktive Rückmeldung, dass der Proband eine Blickrichtung aktiv einnimmt, welche von einer Eigenschaft zumindest eines als Prüfbild angezeigten Sehobjekts abhängt, welche oder welches der Proband erkennt. Hierbei kann die Sehaufgabe so ausgestaltet sein, dass sie nur vom Probanden gelöst werden kann, wenn der das angezeigte Sehobjekt erkennt. Wird z.B. ein für Sehaufgaben üblicher Landoltring als Sehzeichen und Sehobjekt verwendet, so kann der Proband angewiesen werden, aktiv in diejenige Richtung und/oder auf den Prüfbild rand zu blicken, zu welcher oder welchem der Landoltring geöffnet ist. Die dann eingenommene Blickrichtung wird erfasst und in Form des Augensignals ausgewertet. Bei dieser Art der Sehaufgabe kann beispielsweise nur ein einziges Sehzeichen angezeigt werden. Es sind auch Prüfvarianten verwendbar, bei denen die einzunehmende Blickrichtung in Schriftform ausgeschrieben sein kann. Dabei kann z.B. „oben“ „unten“ „rechts“ oder „links“ als Sehobjekt angezeigt werden, so dass der Proband dieser als Sehobjekt geschriebenen Anweisung mit seiner Blickrichtung folgen kann, falls er die Sehaufgabe lösen kann.
Gemäß einer Ausführungsform mit einer aktiven Rückmeldung beinhaltet diese aktive Rückmeldung, dass der Proband zunächst eine für die Rückmeldung relevante Blickrichtung einnimmt, welche von zumindest einem als Prüfbild angezeigten Sehobjekt abhängt und welche von der Eyetrackingeinheit erfasst wird, und anschließend ein Betätigungsfeld anblickt, was ebenfalls von der Eyetrackingeinheit erfasst wird. Hierbei kann der Proband beispielsweise zunächst ein auf dem Prüfbild angezeigtes Sehobjekt für eine vorgegebene Zeit fixieren und anschließend ein Betätigungsfeld. Als Betätigungsfeld kann ein Feld oder eine Mehrzahl von Feldern vorgesehen sein, welche(s) entweder als Teil des Prüfbilds oder benachbart zum Prüfbild angezeigt wird bzw. werden. In einer Ausführungsform hierzu wird zunächst erfasst, welches der angezeigten Sehobjekte der Proband fixiert. Diese Erfassung der Fixierung kann durch eine automatische Rückmeldung bestätigt werden, beispielsweise durch eine farbige oder andere Markierung des so fixierten Sehobjekts, beispielsweise durch einen Kreis oder ähnliches. Hierbei kann der Proband somit eines der angezeigten Sehobjekte auswählen und mit seinem Blick aktivieren, ähnlich wie bei einem Anklicken mittels einer Computermaus. Anschließend kann der Proband durch Fixieren des Betätigungsfeldes seine Auswahl bestätigen. Es können weitere Betätigungsfelder vorgesehen sein, deren Fixieren zu einem Abbruch, zu einem Entmarkieren des ausgewählten Sehobjekts, zu einer Pause, oder zu ähnlichen Funktionen führt. Hierbei kann der Proband einen sichtbaren oder unsichtbaren Cursor mithilfe seines Blicks durch das Prüfbild steuern.
Gemäß einer Ausführungsform mit einer aktiven Rückmeldung beinhaltet diese aktive Rückmeldung, dass der Proband mit seinem Blick zumindest einem als Prüfbild angezeigten Sehobjekt folgt und die Blickrichtung und/oder Orientierung seines zumindest einen Auges dabei von der Eyetrackingeinheit zeitabhängig als Blickbewegung und/oder Augenbewegung erfasst wird. Hierbei kann überprüft werden, ob der Proband das angezeigte Sehobjekt soweit erkennt, dass er es zuverlässig verfolgen kann. Die Auswertung setzt hierbei nicht nur eine einzige Blickrichtung und/oder Orientierung in den Zusammenhang mit dem Prüfbild, sondern einen Bewegungsablauf der Blickrichtung in Zusammenhang mit einem Prüfvideo. Hierbei kann auch das aus den erfassten Messdaten erstellte Augensignal zeitabhängig sein und in dieser Zeitabhängigkeit ausgewertet werden.
Alternativ hierzu ist es auch möglich, dass der Proband mit seinem Blick zumindest einem als Prüfbild angezeigten Sehobjekt im Rahmen einer passiven und/oder unbewussten Rückmeldung folgt und die Blickrichtung und/oder Orientierung seines zumindest einen Auges dabei von der Eyetrackingeinheit zeitabhängig als Blickbewegung und/oder Augenbewegung erfasst wird.
Gemäß einer Ausführungsform wird dem Probanden eine zum angezeigten Prüfbild zugehörige Sehaufgabe auf zumindest eine der folgenden Arten erklärt:
- durch Anzeigen zumindest eines Textes, Bildes und/oder Videos;
- durch die Wiedergabe einer akustischen Erklärung; und/oder
- durch einen Chatbot oder Agenten, welcher von einer künstlichen Intelligenz gesteuert wird und mit welchem der Proband akustisch und/oder in Textform kommuniziert.
Die Erklärung kann dabei enthalten, wie der Proband die zum Prüfbild zugehörige Sehaufgabe mit seinen Blicken steuern und/oder lösen kann. Weiter kann die Erklärung enthalten, wie der Proband eine aktive Rückmeldung geben kann, welche seine Lösung der Sehaufgabe enthält. Da beim Erklären der Aufgabe die genaue Sehschärfe des Probanden noch nicht ermittelt ist, ist es u.U. schwierig, die Prüfaufgabe in einer Textform zu erklären, welche der Proband noch nicht hinreichend scharf lesen kann. Deswegen ist die Erklärung der Sehaufgabe auf akustische Art und Weise bevorzugt, insbesondere die Erklärung durch einen Kl gesteuerten Chatbot. Gemäß einer Ausführungsform werden dem Probanden hintereinander mehrere zumindest teilweise unterschiedliche Prüfbilder angezeigt und/oder dem zumindest einen Auge nacheinander und/oder gleichzeitig zumindest teilweise unterschiedliche optische Korrektionen vorgehalten werden. Die Blickrichtung und/oder Orientierung des Probanden für jedes der angezeigten Prüfbilder und/oder für jede vorgehaltene optische Korrektionen erfasst und in Abhängigkeit vom jeweils anzeigten Prüfbild und/oder der jeweils vorgehaltenen optischen Korrektion ausgewertet. So können sich die Prüfbilder z.B. dadurch unterschieden, dass sie immer kleinere Sehobjekte anzeigen und untersucht wird, bis zu welcher Größe von Sehzeichen der Proband diese noch erkennen kann. Die Abfolge der angezeigten Prüfbilder kann einem vorab ermittelten Muster folgen und insbesondere vollautomatisch gesteuert werden. Alternativ können die Prüfbilder hintereinander von einem Refraktionisten aktiviert werden und lediglich die Biickauswertung automatisch erfolgen. Die Auswahl des jeweils folgenden Prüfbildes kann davon abhängen, inwieweit der Proband das aktuelle Prüfbild erkennen konnte. Genauso können die unterschiedlichen optischen Korrektionen ausgewählt und dem zumindest einen Auge vorgehalten werden. Dabei kann die Auswahl der jeweils verwendeten optischen Korrektion abhängig sein von der Blickauswertung. Die optischen Korrektionen können sich dabei insbesondere in ihrer sphärischen und/oder zylindrischen Stärke sowie ihrer Zylinderachse voneinander unterscheiden. Im Laufe des Verfahren können so sowohl die Prüfbilder als auch die vorgehaltenen und/oder vorgeschalteten optischen Korrektionen variiert werden. Dabei ist es möglich, dass dem zumindest einen Auge gleichzeitig eine Mehrzahl unterschiedlicher optischer Korrektionen vorgehalten werden, durch welche der Proband z.B. unterschiedliche Bereiche des Prüfbilds betrachten kann. Dazu kann z.B. eine Lichtfeldanzeige verwendet werden, was nachstehend näher ausgeführt ist. Hierbei kann der Proband aufgefordert werden, denjenigen Bereich zu betrachten, der vom Probanden subjektiv am besten wahrgenommen wird.
Gemäß einer Weiterbildung dieser Ausführungsform werden dem Probanden die zumindest teilweise unterschiedlichen Prüfbilder mittels einer Lichtfeldanzeige angezeigt. Dabei kann die Lichtfeldanzeige die zumindest teilweise unterschiedlichen optischen Korrektionen zumindest teilweise generieren. Dies bedeutet, dass die Lichtfeldanzeige die optischen Wirkungen der unterschiedlichen optischen Korrektionen entweder alleine generiert, oder dass sich die unterschiedlichen optischen Korrektionen zusammensetzen aus z.B. einer physisch vorgehaltenen optischen Korrektion und zusätzlich von der Lichtfeldanzeige generierten optischen Wirkungen. Einzelheiten zu dieser Ausführungsform sind nachstehend näher angegeben.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Verfahren teilautomatisch oder vollautomatisch durchgeführt und es wird dabei eine subjektive Refraktion durchgeführt, und/oder der Visus und/oder die Visussensitivität des Probanden teilautomatisch oder vollautomatisch ermittelt. Während der Refraktion kann bzw. können ein oder mehrere Zwischenergebnisse gespeichert werden, um aus diversen Sehaufgaben beim Annähern an die tatsächliche benötigte optische Korrektion ausreichend Messdaten zu generieren, aus denen die Sensitivität des Visus ermittelt werden kann. Die Visussensitivität kann dazu verwendet werden, bei ophthalmischen Brillengläsern die Addition und/oder den Brechwertübergang an die Visussensitivität des Probanden anzupassen.
Ein Aspekt betrifft ein Verfahren zur Bestimmung optometrischer Parameter eines Probanden, insbesondere nach dem voranstehenden Aspekt, mit den Schritten:
- Bereitstellen einer Lichtfeldanzeige;
- Ansteuern der Lichtfeldanzeige derart, dass die Lichtfeldanzeige ein Prüfbild zur Bestimmung der subjektiven Refraktion des Probanden anzeigt, wobei das Prüfbild eine Mehrzahl von Prüfbildbereichen aufweist; die Lichtfeldanzeige für jeden der Prüfbildbereiche eine zugeordnete optische Korrektion für zumindest ein Auge des Probanden derart simuliert, dass der Eindruck entsteht, dass das zumindest eine Auge den jeweiligen Prüfbildbereich durch die jeweils zugeordnete optische Korrektion betrachtet; sich zumindest zwei der simulierten, zugeordneten optischen Korrektionen hinsichtlich ihrer optischen Wirkung voneinander unterscheiden; und die Prüfbildbereiche mit den zugeordneten optischen Korrektionen simultan angezeigt werden; und
- Bestimmen der optometrischen Parameter des Probanden in Abhängigkeit von dem angezeigten Prüfbild und den simulierten optischen Korrektionen.
Auch bei dem Verfahren müssen die einzelnen Verfahrensschritte nicht unbedingt in der voranstehend aufgelisteten Reihenfolge durchgeführt werden. Dies bedeutet, dass die einzelnen Verfahrensschritte entweder in der aufgelisteten Reihenfolge, in einer anderen Reihenfolge und/oder auch zumindest teilweise gleichzeitig durchgeführt werden können.
Das Verfahren kann entweder als Ausführungsform des voranstehend beschriebenen Aspekts ausgebildet sein oder als ein davon unabhängiges Verfahren. Als Ausführungsform des voranstehenden Aspekts kann die Lichtfeldanzeige sowohl (zumindest teilweise) als die Refraktionseinheit als auch zum Anzeigen des Prüfbilds verwendet werden. Mittels der Eyetrackingeinheit kann die Blickrichtung und/oder Orientierung des zumindest einen Auges erfasst werden, um so zu bestimmen, welchen der angezeigten Prüfbereiche mit der simulierten, zugeordneten optischen Korrektion der Proband gerade betrachtet.
Doch schon ohne die Eyetrackingeinheit, also als unabhängiger Aspekt, bietet das simultane Anzeigen unterschiedlicher Prüfbildbereiche mit unterschiedlichen zugeordneten optischen Korrektionen technische Vorteile. So ermöglicht die simultane Anzeige einen direkten Vergleich der unterschiedlichen optischen Korrektionen miteinander. Bei herkömmlichen Refraktionsverfahren werden Prüfbilder zeitlich nacheinander angezeigt. Hierbei ist der Proband nicht immer sicher, bei welcher Anzeige tatsächlich ein besserer Seheindruck besteht. Oft führt dies zu einem wiederholten Hin- und Herwechseln zwischen Prüfbildern und/oder vorgehaltenen Korrektionen. Bei der simultanen Anzeige können die unterschiedlichen optischen Korrektionen direkt und unmittelbar miteinander verglichen werden, um so den subjektiv besten und/oder subjektiv besseren Seheindruck einfacher ermitteln und/oder auswählen zu können. Dies kann eine zuverlässigere Bestimmung der optometrischen Parameter ermöglichen. Die simultane und somit gleichzeitige Anzeige kann die Parameterbestimmung beschleunigen und/oder verkürzen.
Die Prüfbildbereiche können entweder alle dasselbe Bild und/oder Sehobjekt anzeigen, oder aber zumindest teilweise unterschiedliche Bilder und/oder Sehobjekte. Die Anzeige gleicher Bilder und/oder Sehobjekte in den unterschiedlichen Prüfbildbereichen kann die Auswahl der besten zugeordneten optischen Korrektion erleichtern. Es kann aber auch ein großes zusammenhängendes Prüfbild angezeigt werden, welches sich über sämtliche oder zumindest mehrere der Prüfbildbereiche erstreckt. Einzelnen Bereichen des Prüfbilds können unterschiedliche optische Korrektionen zugeordnet werden.
In Kombination mit der Eyetrackingeinheit kann dabei eine automatische Rückmeldungserfassung erfolgen, so dass das Verfahren automatisiert werden kann und/oder menschliche Fehler reduziert werden können.
Bei Verwendung der Lichtfeldanzeige kann auf einen Phoropter als Refraktionseinheit verzichtet werden, genauso wie auf physisch vorhandene optische Korrektionen. Dies ermöglicht es, die benötigten Bauteile und/oder die Materialkosten zu reduzieren.
Die Lichtfeldanzeige kann ein Lichtfeld erzeugen, welches in das oder die Augen des Probanden projiziert wird. Dabei kann die Lichtfeldanzeige unterschiedliche sphärische und/oder zylindrische optische Wirkungen simulieren, ohne diese dem oder den Augen dinglich vorzuhalten. Die Lichtfeldanzeige kann das Prüfbild aus mehreren Betrachtungswinkeln gleichzeitig darstellen. Dadurch können z.B. zwei Bilder - eines für jedes Auge - mit leicht unterschiedlicher Perspektiven gleichzeitig angezeigt werden, um so ein 3D-Bild zu erzeugen. Das angezeigte Prüfbild kann an die Position des Probanden angepasst werden. Dabei kann der Proband und/oder dessen Augen detektiert werden, z.B. von einer Kamera und/oder der ggf. vorhandenen Eyetrackingeinheit. Dabei können 3D-Strukturen hinter der Monitorebene simuliert werden und/oder Lichtquellen, welche einzelne Bereiche unterschiedlich beleuchten.
Die Lichtfeldanzeige kann die unterschiedlichen sphärischen und/oder zylindrischen optischen Wirkungen gleichzeitig und/oder nacheinander simulieren. Die gleichzeitig simulierten Wirkungen können dabei an getretenen Objekten (z.B. Optoptypen), die an verschiedenen Positionen wahrgenommenen werden, simuliert werden, damit der Betrachter sie örtlich getrennt voneinander wahrnehmen kann. So können z.B. zunächst unterschiedliche sphärische optische Wirkungen gleichzeitig simuliert werden, und anschließend (z.B. für eine dabei bestimmte optimierte sphärische optische Wirkung) gleichzeitig mehrere unterschiedliche zylindrische optische Wirkungen.
Eine Lichtfeldanzeige kann als eine z.B. ebene Lichtquelle ausgebildet sein, bei der die Position und/oder die Richtung und/oder die Intensität und/oder die Farbe der Lichtemission variiert werden kann. Dazu kann die Lichtfeldanzeige z.B. ein Linsenfeld und/oder Linsenarray aufweisen, welches im Abstand der Brennweite der Einzellinsen vor einem Monitor, welcher ein Pixelarray aufweist, angeordnet sein kann. Je nach Ansteuerung kann so ein 4D-Lichtfeld erzeugt werden. Die räumliche Auflösung kann dabei von der Anzahl der Einzellinsen des Linsenfelds und/oder Linsenarrays abhängen, während die Winkelauflösung der Lichtfeldanzeige von einer Anzahl an Monitorpixein des Monitors hinter jeder Einzellinse abhängen kann. Dabei kann mittels einer Kalibrierung jedem Monitorpixel zumindest eine Einzellinse und/oder eine Abstrahlrichtung des erzeugten Teils des Lichtfeldes zugeordnet sein oder werden.
Bei einem herkömmlichen Monitor, welcher ein Pixelarray aufweist, erfolgt eine diffuse Abstrahlung. Durch die Kombination dieses Monitor-Pixelarrays mit einem Linsenfeld, also einem Array aus Lenslets und/oder Mikrolinsen, kann von jedem Superpixel eine gerichtete Abstrahlung erreicht werden. Dabei wird jedes Superpixel von sämtlichen hinter je einer Linse des Linsenfelds (d.h. hinter jedem Lenslet) angeordneten Pixeln und/oder dieser Linse zugeordneten Pixeln gebildet. Alternativ oder zusätzlich zu dem Linsenarray kann die Lichtfeldanzeige zumindest ein Array aus Mikrospiegeln aufweisen. Dabei können auch zwei oder mehr Arrays aus Mikrospiegeln hintereinander angeordnet sein, um das Lichtfeld zu erzeugen.
Weiterhin kann eine Lichtfeldanzeige mit zumindest einem scannenden Spiegel verwendet werden, z.B. mit einem einzigen scannenden Spiegel oder eine Kombination aus zwei oder mehr scannenden Spiegel hintereinander.
Die Linsen und/oder Spiegel der Lichtfeldanzeige können jeweils einfarbig oder mehrfarbig ausgebildet sein, insbesondere rot oder grün oder rot/grün. Dies ermöglicht es, eine chromatische Aberration des Auges zur Bestimmung optometrischer Parameter auszunutzen, z.B. durch bichromatische Refraktionsverfahren, Rot-Grün-Tests und/oder Rot-Grün-Abgleich. Dies bietet einen besseren Vergleich bei gleichzeitiger Darstellung mit unterschiedlichen Korrektionen.
So kann die Lichtfeldanzeige z.B. in jedem Prüfbiidbereich zumindest einen Optotypen und/oder ein anderes Sehobjekt anzeigen, und zusätzlich für jeden Prüfbiidbereich eine andere optische Wirkung der Korrektion simulieren. Dabei unterscheiden sich zumindest zwei, bevorzugt sämtliche der gleichzeitig simulierten optischen Korrektionen hinsichtlich ihrer sphärischen und/oder zylindrischen Wirkung voneinander.
Die Lichtfeldanzeige zeigt simultan zumindest zwei Prüfbildbereiche an. In einigen Ausführungsformen können auch drei, vier oder noch mehr Prüfbildbereiche gleichzeitig angezeigt werden. Bevorzugt werden gleichzeitig etwa zwei bis maximal acht Prüfbildbereiche angezeigt. Die Anzahl der gleichzeitig angezeigten Prüfbildbereiche kann deswegen nach oben begrenzt sein, um den Probanden nicht zu überfordern und/oder zu verwirren. In einzelnen Ausführungsformen kann diese maximale Anzahl allerdings auch überschritten werden.
Die Anzahl der angezeigten Prüfbild bereiche kann veränderlich sein. So kann z.B. erst eine große Anzahl von Prüfbildbereichen mit jeweils unterschiedlichen optischen Korrektionen angezeigt werden, dann aber die Anzahl auf einige wenige (z.B. einen besonders guten subjektiven Seheindruck vermittelnden) Prüfbild bereiche reduziert werden. Zumindest in einem Verfahrensschritt können dem Probanden lediglich zwei unterschiedliche Prüfbildbereiche mit zwei unterschiedlichen optischen Korrektionen angezeigt werden, um so einen direkten Vergleich einer bestimmten Veränderung zu ermöglichen. Dies kann insbesondere bei den letzten Schritten einer subjektiven Refraktionsbestimmung erfolgen, vgl. nachfolgend beschriebener Verfahrensschritte e) eines Ausführungsbeispiels zum Durchführen einer subjektiven Refraktion.
Als Prüfbild kann ein 2D-, ein 3D-, und/oder ein 4D-Prüfbild angezeigt werden, welches mehrere Prüfbildbereiche aufweist.
Die Prüfbildbereiche können etwa gleichgroß ausgebildet sein und/oder gleichmäßig auf einer Prüfebene angezeigt werden, insbesondere in Reihen und/oder Spalten.
Es können in einem Verfahrensschritt simultan lediglich hinsichtlich der sphärischen Wirkung unterschiedliche Korrektionen simuliert und dadurch „angezeigt“ werden und in einem anderen Verfahrensschritt simultan lediglich hinsichtlich der zylindrischen Wirkung unterschiedliche Korrektionen. Dabei können z.B. in einem Verfahrensschritt simultan lediglich hinsichtlich der Achslage der zylindrischen Wirkung unterschiedliche Korrektionen simuliert und dadurch „angezeigt“ werden, und in einem anderen Verfahrensschritt lediglich sich hinsichtlich der Zylinderstärke voneinander unterscheidende Korrektionen. Auf diese oder ähnliche Weise können die simulierten, unterschiedlichen optischen Korrektionen sinnvoll gruppiert werden, insbesondere gruppiert nach Verfahrensschritten zur Durchführung einer subjektiven Refraktion (vgl. nachfolgend beschriebene Verfahrensschritte a) bis e)).
In einer Ausführungsform werden zumindest hinsichtlich ihrer zylindrischen Wirkung und/oder Achslage unterschiedliche optischen Korrektionen simultan simuliert.
Bei der Bestimmung der optometrischen Parameter können mittels der Lichtfeldanzeige optische Korrektionen simuliert werden, welche nicht nur sphärische und zylindrische Korrektionen simulieren, sondern mit denen eine Bestimmung von JO und J45 und/oder Harris-Vektoren und/oder Power-Vektoren durchgeführt werden kann.
Es können Prüfbilder mit jeweils einem roten und einem grünen Bereich von der Lichtfeldanzeige angezeigt werden. Damit kann ein bichromatisches Refraktionsverfahren durchgeführt werden, bei welchem z.B. eine chromatische Aberration des Auges ausgenutzt und/oder bestimmt werden kann. So können Rot-Grün-Tests und/oder (binokulare) Rot-Grün-Abgleiche durchgeführt werden. Werden diese Bilder gleichzeitig bei unterschiedlichen simulierten optischen Wirkungen von der Lichtfeldanzeige angezeigt, so ermöglicht dies einen besseren Vergleich der unterschiedlichen optischen Korrektionen.
Mit der Lichtfeldanzeige können Lichtfelder mit einem Prüfbild für ein einzelnes Auge erzeugt werden, und/oder es können binokulare Lichtfelder erzeugt werden, bei welchem jedem Auge eine dedizierte optische Wirkung zugeordnet ist und simuliert wird.
Bei solchen binokularen Lichtfeldern können jedem Auge dedizierte Prüfbilder angezeigt werden, welche jedem Auge unterschiedliche Objekte und/oder das gleiche Objekt zeigen.
Binokulare Lichtfelder können so erzeugt werden, dass jedem Auge Prüfbilder zur Bestimmung von Phorien und/oder Korrektionsprismen angezeigt werden.
So kann z.B. ein Lichtfeld generiert werden, welches einem Auge einen Kreis und dem anderen Auge ein Kreuz anzeigt, jeweils mit zugeordneter optischer Wirkung (entsprechend der zugeordneten optischen Korrektion). Sieht der Proband das Kreuz zentral im Kreis, so kann ein binokularer Feinabgleich erreicht sein. Alternativ können andere Symbole und/oder Objekte angezeigt werden, welche zusammen und korrekt abgeglichen ein stimmiges Bild ergeben. Binokulare Lichtfelder können so erzeugt werden, dass jedem Auge zumindest ein dediziertes Objekt angezeigt wird und zusätzlich zumindest ein gemeinsames Objekt für beide Augen. Dadurch kann ein Fusionsanreiz generiert werden, welcher zur Durchführung binokularer Refraktionen z.B. mit binokularem Feinabgleich genutzt werden kann.
Es kann eine Lichtfeldsteuerung vorgesehen sein, über welche Lichtfeidsteuersignaie zum Anzeigen bestimmter Prüfbildbereiche und/oder zum Simulieren bestimmter optischer Korrektionen an die Lichtfeldanzeige versendet werden. Diese Lichtfeldsteuersignale können automatisch generiert werden und/oder von einem Refraktionisten bearbeitet und/oder generiert werden. Die Auswahl zumindest einiger der Lichtfeldsteuersignale kann von Rückmeldungen des Probanden abhängen, insbesondere von mittels einer Eyetrackingeinheit und/oder vom Refraktionisten erfassten Rückmeldungen.
Der Proband kann aus den unterschiedlichen angezeigten Prüfbildbereichen denjenigen oder diejenigen auswählen, bei welchem bzw. welchen er den besten subjektiven Seheindruck hat. Dazu kann er Rückmeldungen geben, z.B. ganz klassisch einem Refraktionisten mitteilen, welche(n) der Prüfbild bereiche(n) für den Probanden den subjektiv besten Seheindruck bewirkt bzw. bewirken. Die Rückmeldung kann auch von einer Eyetrackingeinheit, einer Spracherkennungseinheit, und/oder einem Taster o.Ä. erfasst werden.
Als Ergebnis des Verfahrens kann ein (monokulares oder binokulares) bestes subjektives Refraktionsergebnis ermittelt werden als die optometrischen Parameter des Probanden. Die optometrischen Parameter ergeben sich aus dem angezeigten Prüfbild und den jeweils zugeordneten, simulierten optischen Korrektionen. Die optometrischen Parameter können auch physiologische Parameter betreffen und/oder enthalten. Die optometrischen Parameter können subjektive optische Parameter umfassen wie z.B. eine subjektiv ermittelte beste optische Korrektion, d.h. eine subjektive Refraktion, und/oder objektive optische Parameter wie z.B. aberrometrische Messdaten und/oder pupillometrische Messdaten. Die optometrischen Parameter können Informationen zum Visus und/oder zum Kontrastsehen umfassen.
In einer Ausführungsform wird die Lichtfeldanzeige dazu verwendet, optische Korrektionen mit optischen Wirkungen höherer Ordnung (d.h. zumindest dritter Ordnung) anzuzeigen, insbesondere simultan. Dadurch wird es ermöglicht, bei der Refraktion auch den Bedarf an optischen Wirkungen höherer Ordnung zu untersuchen. Hierbei können sowohl Korrektionen mit optischer Wirkung zweiter Ordnung angezeigt werden, d.h. Korrektionen mit sphärischer und/oder zylindrischer optischer Wirkung, als auch zusätzlich (oder ausschließlich) Korrektionen mit optischer Wirkung dritter und/oder vierter Ordnung, d.h. Korrektionen für z.B. Koma, Asymmetriefehler, sphärische Aberration, Trefoil und/oder Pentafoil. Es können auch optische Wirkungen mit noch höhere Ordnungen verwendet werden, jedoch sind die voranstehend aufgelisteten die relevantesten bei der Brillenberechnung und/oder -herstellung.
Durch die Verwendung der Lichtfeldanzeige kann die Auswahlmöglichkeit an vorgehaltenen optischen Korrektionen erhöht und/oder flexibler werden. Hierbei kann unmittelbar die gewünschte optische Wirkung erzeugt und/oder simuliert werden, ohne (z.B. vorab) eine dingliche Korrektion herstellen zu müssen.
Da dieses Verfahren als Ausführungsform des voranstehend beschriebenen Aspekts ausgebildet sein kann, können die Ausführungen zum voranstehend beschriebenen Aspekt auch dieses Verfahren betreffen und umgekehrt. Dies kann in jedem Fall auch für diejenigen Ausführungen gelten, die nicht die Eyetrackingeinheit und/oder das Augensignal betreffen, und welche somit unabhängig vom voranstehend beschriebenen Aspekt sein können.
Gemäß einer Ausführungsform werden die optischen Wirkungen der unterschiedlichen optischen Korrektionen erzeugt aus einem Zusammenspiel einer optischen Wirkung zumindest einer dinglich vorgehaltenen optischen Korrektion und zusätzlich von der Lichtfeldanzeige generierten optischen Wirkung. Die dinglich vorgehaltene Korrektion kann z.B. zumindest eine gemeinsame Linse mit einer vorbekannten optischen Wirkung sein, oder z.B. für jedes Auge eine dedizierte Linse wie z.B. eine alte, bereits vorhandene Brille und/oder eine Testbrille.
Gemäß einer Ausführungsform weist die dinglich vorgehaltene Korrektion zumindest eine klassische Linse auf.
Gemäß einer Ausführungsform weist die dinglich vorgehaltene Korrektion zumindest eine adaptive Linse und/oder ein anderes adaptives Element auf.
Gemäß einer Ausführungsform weist die dinglich vorgehaltene Korrektion zumindest eine verschiebbare Linse auf und/oder ein Linsensystem mit mindestens zwei Linsen, welche zueinander und/oder zum Pixelarray so verschiebbar angeordnet sind, dass dadurch unterschiedliche sphärische und/oder zylindrische optische Wirkungen bewirkt werden können.
Gemäß einer Ausführungsform weist die dinglich vorgehaltene Korrektion sowohl zumindest eine klassische Linse als auch zumindest eine adaptive Linse und/oder ein anderes adaptives Element auf.
Gemäß einer Ausführungsform wird als dinglich vorgehaltene Korrektion eine Linse aus einem Linsenmagazin ausgewählt, wie z.B. bei einem klassischen Phoropter. Dies ermöglicht die Verwendung einer Mehrzahl von Linsen mit unterschiedlichen optischen Wirkungen.
Gemäß einer Ausführungsform wird als dinglich vorgehaltene Korrektion zumindest eine Fresnel-Linsen verwendet. Dies ermöglicht es, eine Linse mit einer großen Fläche zu realisieren, welche z.B. nahe und/oder unmittelbar benachbart an der vom Probanden z.B. mehrere Meter entfernt positionierten Lichtfeldanzeige angeordnet werden kann. Die optische Wirkung der insgesamt vorgehaltenen Korrektion setzt sich dabei aus der optischen Wirkung der dinglich vorgehaltenen optischen Korrektion(en) und den zusätzlich von der Lichtfeldanzeige generierten optischen Wirkungen zusammen. Die dinglich vorgehaltene optische Korrektion kann im Strahlengang zwischen Proband und sämtlichen Prüfbildbereichen angeordnet sein und so die optischen Korrektionen grob voreinstellen. Zusätzlich dazu kann die Lichtfeldanzeige dazu verwendet werden, die von der dinglich vorgehaltenen optischen Korrektion grob voreingestellte optische Wirkung feiner einzustellen. So kann die optische Wirkung der dinglichen Korrektion mittels der Lichtfeldanzeige in einzelnen Prüfbildbereichen zusätzlich um z.B. etwa +/-0,50dpt oder etwa +/-1 ,00dpt verändert werden.
Wird z.B. eine dingliche Korrektion (für ein oder beide Augen) mit +5,00dpt verwendet, kann diese optische Wirkung mittels der Lichtfeldanzeige in den einzelnen Prüfbildbereichen zwischen +4,50dpt und +5,50dpt feinjustiert werden.
Da manche Lichtfeldanzeigen einen begrenzten Dynamikumfang haben, kann diese Kombination mit einer dinglich vorgehaltenen optischen Korrektion das Einsatzgebiet für die Lichtfeldanzeige verbessern. Weiterhin ermöglicht die Kombination, eine günstigere Lichtfeldanzeige mit kleinerem Dynamikumfang zu verwenden.
In einer Weiterbildung erzeugt die dinglich vorgehaltene Korrektion lediglich eine sphärische optische Wirkung, während die Lichtfeldanzeige zusätzlich unterschiedliche zylindrische optische Wirkungen generiert.
In Kombination mit einer bereits vorhandenen Brille, deren optische Wirkung bekannt ist und/oder gemessen wird, kann eine Änderung der Refraktionswerte des Probanden ermittelt werden, insbesondere mittels einer Lichtfeldanzeige mit geringem Dynamikumfang.
Ein Aspekt betrifft ein System zur Bestimmung optometrischer Parameter eines Probanden mit: - einer Refraktionseinheit zum Einstellen einer optischen Korrektion für zumindest ein Auge des Probanden;
- einer Anzeigeeinheit zum Anzeigen eines Prüfbilds zur Bestimmung der subjektiven Refraktion des Probanden;
- einer Eyetrackingeinheit welche dazu ausgebildet und konfiguriert ist, eine Blickrichtung und/oder eine Orientierung des zumindest einen Auges des Probanden zu erfassen, während der Proband das angezeigte Prüfbild betrachtet;
- einer Signaleinheit, welche einen Augensignal erstellt, welches Informationen zu der erfassten Blickrichtung und/oder Orientierung des zumindest einen Auges des Probanden enthält; und
- einer Auswerteinheit, welche die optometrischen Parameter des Probanden bestimmt unter Auswertung des Augensignals in Abhängigkeit von dem angezeigten Prüfbild.
Die Vorrichtung kann dazu verwendet werden, das Verfahren gemäß dem voranstehenden Aspekt durchzuführen. Deswegen beziehen sich alle Ausführungen zum Verfahren auch auf die Vorrichtung und umgekehrt. Die Vorrichtung kann mehrteilig ausgebildet sein. Insbesondere kann die Anzeigeeinheit getrennt und/oder separat von einer Refraktionsvorrichtung ausgebildet sein. Die Refraktionsvorrichtung kann beispielsweise die Refraktionseinheit und die Eyetrackingeinheit umfassen sowie gegebenenfalls eine Signaleinheit und eine Auswerteinheit. Dabei kann eine integrierte oder separate Steuerung vorgesehen sein, welche die Signaleinheit und/oder die Auswerteinheit enthält und/oder zur Steuerung der unterschiedlichen Einheiten des Systems beiträgt bzw. diese vollständig übernimmt, um so eine automatische Erfassung der subjektiven Refraktion durchführen zu können.
Die Vorrichtung und/oder das Verfahren kann bei der Durchführung der subjektiven Refraktion verwendet werden. Die so erfasste und ermittelten optometrischen Parameterkönnen weiterhin dazu verwendet werden, eine Sehhilfe für den Probanden berechnen zu können, welche individuell auf den Probanden eingestellt und optimiert ist. So können während der Ermittlung der optometrischen Parameter wie z.B. einer subjektiven Sehschärfe und/oder Refraktion Messdaten generiert werden, welche relevant sind für die Herstellung einer Sehhilfe wie einer Brille für den Probanden. Dafür kann die Vorrichtung optische Parameter (wie z.B. die Pupillendistanz) des Probanden ermitteln und/oder berechnen, welche bei der Herstellung der Brille benötigt und verwendet werden.
Ein Aspekt betrifft ein System zur Bestimmung optometrischer Parameter eines Probanden, insbesondere nach dem voranstehend beschriebenen Aspekt, mit einer Lichtfeldanzeige, welche dazu konfiguriert ist: ein Prüfbild zur Bestimmung der subjektiven Refraktion des Probanden anzuzeigen, welches eine Mehrzahl von Prüfbild bereichen aufweist; und für jeden der Prüfbildbereiche eine zugeordnete optische Korrektion für zumindest ein Auge des Probanden derart zu simulieren, dass der Eindruck entsteht, dass das zumindest eine Auge den jeweiligen Prüfbildbereich durch die jeweils zugeordnete optische Korrektion betrachtet; wobei sich zumindest zwei der simulierten, zugeordneten optischen Korrektionen hinsichtlich ihrer optischen Wirkung voneinander unterscheiden; und wobei die Prüfbildbereiche mit den zugeordneten optischen Korrektionen simultan angezeigt werden.
Das System kann weiterhin eine Auswerteinheit aufweisen, welche die optometrischen Parameter des Probanden bestimmt in Abhängigkeit von dem angezeigten Prüfbild und den angezeigten optischen Korrektionen. Die Auswertung kann alternativ oder zusätzlich von einer Bedienperson wie einem Optiker durchgeführt werden, ggf. mittels nicht unbedingt zum System gehörigen Hilfsmitteln wie einem Rechner und/oder einem Computerprogrammprodukt. Diese Auswertung kann von einem Computerprogrammprodukt zumindest geführt sein, welches als Bestandteil des Systems konfiguriert sein kann. Alternativ kann das Computerprogrammprodukt die Auswertung vollautomatisch durchführen, insbesondere in Kombination mit einer Eyetrackingeinheit.
Das System kann entweder als Ausführungsform des voranstehend beschriebenen Aspekts ausgebildet sein oder als eigenständiges System, welches von der Eyetrackingeinheit, der Signaleinheit und/oder dem Augensignal unabhängig ist. Als Ausführungsform des voranstehenden Aspekts kann die Lichtfeldanzeige als die Refraktionseinheit und/oder als die Anzeigeeinheit verwendet werden. Mittels der Eyetrackingeinheit kann die Blickrichtung und/oder Orientierung des zumindest einen Auges erfasst werden, um so zu bestimmen, welchen der angezeigten Prüfbereiche mit der simulierten, zugeordneten optischen Korrektion der Proband betrachtet.
Die Vorrichtung kann dazu verwendet werden, das Verfahren gemäß dem voranstehenden Aspekt mit der Lichtfeldanzeige durchzuführen. Deswegen beziehen sich alle Ausführungen zum Verfahren auch auf die Vorrichtung und umgekehrt.
In einer Ausführungsform ist das System vollautomatisch derart ausgebildet, dass zur Benutzung kein Fachpersonal und/oder überhaupt kein Personal notwendig ist. Der Proband kann das System hierbei sogar als Laie alleine bedienen. Dabei kann das System als eine Art Kiosk ausgebildet sein, ähnlich einem Automaten zum Anfertigen von Passbildern. Der Proband kann den Kiosk betreten und/oder sich vor dem System anordnen und seine optometrischen Parameter werden vollautomatisch ermittelt, z.B. ausgelöst von einem Startsignal wie einem Knopfdruck und/oder einem Bezahlnachweis.
In einer Ausführungsform ist das System in einem mobilen Endgerät wie einem Smartphone und/oder Tablet und/oder Laptop integriert. Das mobile Endgerät kann eine Kamera aufweisen, die z.B. zur Detektion des Abstands des Probanden und/oder der Augen des Probanden verwendet werden kann. Die Kamera kann dabei als eine normale Digitalkamera und/oder als eine Tiefenkamera ausgebildet sein. Das mobile Endgerät kann eine Infrarotkamera zur Pupillendetektion und/oder einen Entfernungssensor zur Abstandsdetektion und/oder Kalibrierung aufweisen. Ein Display des mobilen Endgeräts kann zur Anzeige des oder der Prüfbilder ausgebildet sein. Das mobile Endgerät kann weiterhin eine Lichtfeldanzeige aufweisen, um das Prüfbild und die optischen Korrektionen (zumindest teilweise) zu generieren. Die Lichtfeldanzeige kann z.B. in das reguläre Display integriert sein.
In einer Ausführungsform wird die Kamera zudem zum Eyetracking gemäß dem eingangs beschriebenen Aspekt der Erfindung verwendet.
Ein Aspekt betrifft ein Computerprogrammprodukt umfassend computerlesbare Programmteile, welche in einen Prozessor geladen und ausgeführt eine Vorrichtung nach einem der voranstehenden Aspekte dazu bringen, ein Verfahren nach ebenfalls einem der voranstehend beschriebenen Aspekte durchzuführen, wobei das Computerprogrammprodukt zumindest eine der folgenden Einheiten zumindest teilweise steuert und/oder regelt:
- die Refraktionseinheit; und/oder
- die Anzeigeeinheit; und/oder
- die Eyetrackingeinheit; und/oder
- die Signaleinheit; und/oder
- die Auswerteinheit.
Hierbei kann das Computerprogrammprodukt beispielsweise auf einer Steuerung und/oder Steuereinheit ausgeführt werden, und zum Beispiel zur Steuerung sämtlicher der voranstehend genannten Einheiten benutzt werden, so dass die subjektive Refraktion vollautomatisch durchgeführt werden kann. Dabei kann insbesondere eine Lichtfeldanzeige sowohl als Refraktionseinheit als auch als Anzeigeeinheit verwendet werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren näher beschrieben. Diese Ausführungsbeispiele und Figuren dienen zum besseren Verständnis einiger Aspekte der Erfindung. Es zeigen:
Figur 1A in einer schematischen Darstellung einen Kreuzzylinder in einer ersten Position; Figur 1 B in einer schematischen Darstellung einen Kreuzzylinder in einer zweiten Position;
Figur 2 in einer schematischen Darstellung eine erste Ausführungsform eines Systems zur Bestimmung optometrischer Parameter eines Probanden in einem ersten Anzeigezustand;
Figur 3 in einer schematischen Darstellung eine zweite Ausführungsform eines Systems zur Bestimmung optometrischer Parameter eines Probanden in einem zweiten Anzeigezustand;
Figur 4 in einer schematischen Darstellung ein Lichtfelddisplay eines Systems zur Bestimmung optometrischer Parameter eines Probanden; und Figur 5 in einer schematischen Darstellung ein Lichtfelddisplay eines Systems zur Bestimmung optometrischer Parameter eines Probanden.
Ausfüh ru ngsformen
Erfindungsgemäß wird eine Refraktionseinheit mit einer Eyetrackingeinheit kombiniert, mit welcher zumindest als Teil einer Rückmeldung zu einer Sehaufgabe eine Blickbewegung des zu refraktionierenden Probanden erfasst werden kann.
Diese Rückmeldung kann dem Refraktionierenden, also dem Refraktionist, angezeigt werden, z.B. auf einer Bedieneinheit des Systems, und so für eine subjektive Refraktion durch den Refraktion isten verwendet werden. Damit kann die herkömmlicherweise akustische Kommunikation zwischen Refraktion ist und Proband als Rückmeldung, die langwierig und fehleranfällig sein kann, ergänzt oder ersetzt werden. Bei Refraktionsvorrichtungen, bei denen eine Kinnstütze für den Probanden benutzt wird, ist eine akustische Rückmeldung für den Probanden in der Regel mit einer unbequemen Bewegung des Unterkiefers verbunden. Weiterhin kann eine solche Bewegung zu einer ungewollten Änderung der Position und/oder Ausrichtung der Augen zur Refraktionsvorrichtung führen, und damit zu Messfehlern. Dies kann durch die Verwendung der Blickbewegung als zumindest einen Teil der Rückmeldung verbessert werden. Die Rückmeldung kann für eine teilweise oder vollständig automatisierte Refraktion verwendet werden.
Diese Rückmeldung kann für eine Fernrefraktion verwendet werden, bei der der Refraktionist nicht direkt vor Ort ist. Die Rückmeldung des Probanden kann an den Refraktion isten entweder im Rahmen einer teilweise automatisierten Refraktion vollständig und sofort übertragen werden, oder lediglich nach Bedarf oder verzögert.
Die Erfindung kann für folgende Arten von subjektiven Refraktionen eingesetzt werden:
* Bei einer manuellen subjektiven Refraktion wird die subjektive Refraktion manuell durchgeführt. Dabei kann der Refraktion ist die Einstellungen der Refraktionseinheit und/oder die Inhalte der Anzeigeeinheit für jeden Schritt selbst vorgeben.
* Bei einer vollständig automatisierten subjektiven Refraktion wird die subjektive Refraktion vollständig automatisiert durchgeführt. Dabei kann das System anhand der von ihm erfassten Rückmeldung des Probanden die Einstellungen der Refraktionseinheit und den Inhalt der Anzeigeeinheit automatisch bestimmen. Sofern benötigt und vorhanden, kann ein auf einer Bedieneinheit dargestellter Inhalt ebenfalls automatisch belegt werden. Ferner kann das Ende des Refraktionsprozesses und das Ergebnis automatisch bestimmt werden. Ein Eingreifen eines Refraktion isten ist hierbei in der Regel nicht erforderlich.
* Bei einer teilweise automatisierten subjektiven Refraktion wird ein subjektiver Refraktionsprozess durchgeführt, bei dem das System einige Teile des Refraktionsprozesses (z.B. eine Bestimmung der Sphäre, des Zylinders und/oder der Achslage) automatisiert durchführt, andere Teile des Refraktionsprozesses (z.B. ein binokularer Abgleich der Addition) werden manuell durchgeführt. Hierbei kann das System zumindest teilweise Vorschläge für Einstellungen der Refraktionseinheit und/oder den Inhalt der Anzeigeeinheit machen, welche der Refraktion ist zumindest teilweise übersteuern und durch eigene Einstellungen bzw. Inhalte ersetzen kann. Bevorzugt wird dazu die Bedien-Einheit benutzt.
Das System weist zumindest eine Refraktionseinheit und eine Eyetrackingeinheit auf. Es kann bevorzugt eine Anzeigeeinheit zur Darstellung der vom Probanden zu betrachtenden Sehaufgabe und/oder Sehobjekt aufweisen. Optional weist das System eine Bedieneinheit auf zur Darstellung zumindest des aktuellen und/oder finalen Zustands der in der Refraktionseinheit eingestellten Refraktion und/oder zu dessen manueller Änderung und/oder der erfassten Rückmeldung des Probanden.
Als Sehaufgabe kann dem Probanden das Sehobjekt angezeigt werden, welches als ein Symbol wie z.B. ein Optotyp, eine Ziffer, ein Buchstabe, ein Piktogramm, ein Bild o. ä. ausgebildet sein kann. Das Sehobjekt kann ein- oder mehrfarbig angezeigt werden.
Das System kann zusätzlich eine Übermittlungseinheit aufweisen, die das Ergebnis der Refraktionsbestimmung an ein Empfängersystem übermittelt, wie z.B. an ein Empfängersystem zur Bestellung von ophthalmischen Gläsern, und/oder an ein Empfängersystem zur Beratung von ophthalmischen Gläsern.
Refraktionseinheit
Als Refraktionseinheit wird eine Vorrichtung verwendet, die zumindest in der Lage ist, Krümmungen der Wellenfronten und ggf. zusätzlich eine mittlere Propagationsrichtung und/oder Wellenlänge und/oder Intensität und/oder Polarisationszustand des von einem (z.B. auf der Anzeigeeinheit dargestellten) Sehobjekt ausgehenden Lichts zu manipulieren und diese in zumindest ein Auge des Probanden zu leiten. Dazu können dem Probanden optische Korrektionen vorgesetzt werden.
Die Refraktionseinheit kann auch in der Lage sein, zur Darstellung von Sehobjekten auf der Netzhaut des Probanden geeignetes Licht direkt zu erzeugen (z.B. mit Hilfe einer Lichtfeldanzeige und/oder einer holographischen Anzeige. Hierbei kann die Anzeigeeinheit in der Refraktionseinheit integriert sein.
Die Refraktionseinheit kann als ein automatisierter Phoropter oder als eine Refraktionsbrille mit zumindest einem refraktiven und/oder diffraktiven Element (wie z.B. eine Linse und/oder Gitter) ausgebildet sein. Das oder die refraktiven und/oder diffraktiven Elemente können adaptiv ausgebildet sein, wie z.B. als zumindest ein verformbarer Spiegel und/oder als zumindest eine verformbare Linse.
In einer Ausführungsform ist die Refraktionseinheit als eine Phoroptereinheit ausgebildet und wird dazu verwendet, dem Probanden optische Korrektionen als Probegläser mit verschiedenen Wirkungen vorzusetzen, d.h. z.B. mit verschiedener Sphäre, Zylinder und/oder Achse. Weiterhin können dem Probanden dabei unter anderem Farbfilter (insbesondere rot und grün) sowie Polarisatoren zur Bildtrennung (senkrecht und waagrecht und/oder links- und rechtszirkular), Graufilter (verschiedene Intensitäten), Blenden und Prismen (nach Betrag und Basis oben/unten/rechts/links oder nach Betrag und Richtung) vorgesetzt werden.
Die unterschiedlichen Wirkungen können klassischerweise durch Gläser mit verschiedenen sphärischen und zylindrischen Wirkungen erzielt werden, wobei bei den Zylindergläsern die Achslage eingestellt werden kann.
In moderneren Bauformen können die unterschiedlichen Wirkungen der optischen Korrektionen durch variabel befüllbare Flüssigkeitslinsen, Linsen mit variablen Grenzflächen, Alvarez-Linsen oder andere Elemente mit variabler optischer Wirkung realisiert werden, wie z.B. adaptive Spiegel. Letztere haben den Vorteil, keine chromatische Aberration zu besitzen. Alternativ können die unterschiedlichen Wirkungen auch mit diffraktiven Elementen erzielt werden.
Die genannten der optischen Korrektionen als Wirkelemente können miteinander kombiniert werden, z.B. als Kombination einer flüssigkeitsgefüllten Linse mit einer drehbaren Alvarez-Zylinderlinse. Wird als Anzeigeeinheit eine Lichtfeldanzeige und/oder eine holographische Anzeige verwendet, mit der die notwendigen Lichtfelder direkt erzeugt werden können, kann auf eine zusätzliche Einheit mit optischen Korrektionen (wie z.B. einen Phoropter) verzichtet werden.
Eine Messbrille als Refraktionseinheit kann entweder manuell bedient werden , wobei die automatisierte Rückmeldung hilft, oder mit den oben beschriebenen variablen Elementen versehen sein, die von einer Rechner- und/oder Steuereinheit gesteuert werden können.
Eyetrackingeinheit
Die Eyetrackingeinheit wird dazu verwendet, die Blickrichtung und/oder Orientierung des jeweiligen Auges zu erfassen. Dabei hängt die Blickrichtung von der Orientierung ab und umgekehrt. Dies kann beispielhaft auf zumindest eine der folgendermaßen beschrieben Arten durchgeführt werden:
• Die Eyetrackingeinheit kann ein Bild der Pupille und/oder der Iris aufnehmen. Dazu kann eine Beleuchtungseinheit eingesetzt werden. Aus der Position und/oder der perspektivischen Verzerrung von Pupille und/oder Iris wird die Augenstellung und/oder Blickrichtung abgeleitet.
• Die Eyetrackingeinheit kann ein Bild eines oder mehrerer Purkinje-Reflexe aufnehmen. Dazu wird eine oder mehrere bevorzugt punktförmige Beleuchtungseinheiten verwendet, welche den oder die Purkinje-Reflexe erzeugen. Aus den Positionen des einen oder der mehreren Purkinje-Reflexe im aufgenommenen Bild wird die Blickrichtung und/oder Augenstellung und/oder Orientierung des Auges abgeleitet.
• Die Eyetrackingeinheit kann ein Bild von der Pupille und/oder der Iris und eines oder mehrerer Purkinje-Reflexe aufnehmen. Dazu wird eine oder mehrere bevorzugt punktförmige Beleuchtungseinheit(en) verwendet, welche den oder die Purkinje-Reflexe erzeugen. Aus den Positionen des einen oder der mehreren Purkinje-Reflexe(s) und der Position und/oder der perspektivischen Verzerrung der Pupille und/oder der Iris wird die Augenstellung bzw. Blickrichtung abgeleitet. Dabei kann auch die relative Position des einen oder der mehreren Purkinje-Reflexe relativ zur Position der Pupille und/oder der Iris ausgewertet werden.
• Die Eyetrackingeinheit kann alternativ oder zusätzlich ein Bild des Randes der Hornhaut und / oder der Lederhaut aufnehmen, welches zur Bestimmung einer Blickrichtung des Auges benutzt werden kann. Dazu können sich z.B. auch markante Punkte auf der Lederhaut eignen wie z.B. sichtbare Adern.
• Die Eyetrackingeinheit kann ein Fundus-Bild aufnehmen, d.h. ein Bild des Augenhintergrundes. Dies kann zur Bestimmung einer Blickrichtung des Auges benutzt werden, da die Retina über ein gut zu erkennendes Muster von Blutgefäßen verfügt.
• Die Eyetrackingeinheit kann ein Bild eines von der Hornhaut reflektierten Musters aufnehmen, z.B. ein Muster mehrerer Punktlichtquellen oder ausgedehnter Lichtquellen mit bekannter Position. Dies kann zur Bestimmung einer Blickrichtung des Auges benutzt werden. Dazu kann ein topographisches Modell der Hornhaut erstellt werden, mit dessen Hilfe ein von der Blickrichtung abhängendes Reflexbild berechnet werden kann.
• Es kann eine Spule (als ein ,,Coil“-System) am Auge befestigt werden, z.B. mittels einer Kontaktlinse ohne optische Wirkung mit integrierter Spule auf der Hornhaut. Über Messungen der Induktivität kann die Position und/oder Ausrichtung der Spule bestimmt und daraus die Augenstellung bzw. Blickrichtung abgeleitet werden.
• Zum Eyetracking können auch die elektrischen Ableitungen der Muskelspannung der Augen verwendet werden.
Die Blickrichtung kann anhand von Bildern bestimmt werden. Aus diesen Bildern kann ein zeitlicher Blickverlauf bestimmt werden, also die Blickbewegung. Dies kann entweder life oder mittels zumindest einer Videoaufnahme erfolgen.
Mit Hilfe der voranstehend kurz beschriebenen Methoden zur Bestimmung der Blickrichtung wird aus den erfassten Daten (welche Messdaten zur Position/ Orientierung/ Verzerrung/ Ausrichtung von Pupille/ Iris/ Purkinje-Reflex(en)/ Retina/ Hornhaut/ Lederhaut sowie die abgeleiteten Spannungen der Coils oder Elektroden enthalten können) ein Augensignal bestimmt. Das Augensignal kann zumindest eine horizontale und/oder eine vertikale Komponente aufweisen und in linearer Näherung zu einer Komponente der Blickrichtung proportional sein, z.B. zur horizontalen und/oder vertikalen Komponente des in die Blickrichtung zeigenden Einheitsvektors. Das Augensignal kann zusätzlich oder stattdessen Komponenten enthalten, mit deren Hilfe nicht nur die Blickrichtung oder statt der Blickrichtung die Orientierung des Auges bestimmt werden kann.
Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung des Systems kann es vorteilhaft sein, das System für den jeweiligen Probanden zu kalibrieren, insbesondere falls das Augensignal sich nur annähernd linear zur Blickrichtung oder zur Orientierung des Auges verhält. Durch eine solche Kalibrierung erhält man ein kalibriertes Augensignal, welches besser als das ursprüngliche Signal mit der Blickrichtung und/oder mit der Orientierung des Auges übereinstimmt. Die zur Kalibrierung benötigten Daten können gemessen werden, indem dem Probanden Sehaufgaben gestellt werden, bei denen er spezielle Punkte eines Anzeigefelds der Anzeigeeinheit (z.B. Mitte des Anzeigefelds, Mitte eines Randes des Anzeigefelds, Ecke des Anzeigefelds) anblicken soll. Wird das Anzeigefeld der Anzeigeeinheit zur Kalibrierung benutzt, so können die Punkte, die während der Kalibrierung vom Probanden fixiert werden sollen, mit geeigneten Markierungen auf dem Anzeigefeld dargestellt werden. Da es für einen fehlsichtigen Probanden schwierig sein kann, bei noch nicht bekannter Korrektion eine solche Markierung zu erkennen, kann die Markierung derart gestaltet werden, dass sie trotz Fehlsichtigkeit erkennbar ist. Sie kann z.B. eine besonders auffallende Farbe haben (z.B. leuchtendes Blau) oder sie kann zusätzlich oder alternativ blinken. Das mit der durch die Punkte vorgegebenen Blickrichtung korrespondierende Signal wird bei der Kalibrierung erfasst und daraus ein Zusammenhang zwischen den erfassten Daten und der Augenstellung und/oder Blickrichtung abgeleitet. Falls es Anhaltspunkte für die Fehlsichtigkeit gibt, z.B. durch eine bekannte vorherige Refraktion, bekannte Werte einer exisitierenden Sehhilfe und/oder einer vorab durchgeführten autorefraktometrischen Messung, kann bei der Kalibrierung auch eine derartige Korrektion vorgeschaltet werden. Dies kann dem Probanden die Kalibrierung erleichtern und die Qualität der Kalibrierung verbessern.
Die Eyetrackingeinheit kann entweder als eigenständige Vorrichtung ausgebildet sein, oder in die Refraktionseinheit und/oder die Anzeigeeinheit integriert sein.
Anzeigeeinheit
Während die Refraktionseinheit und die Eyetrackingeinheit notwendige Bestandteile des Systems sind, handelt es sich bei der Anzeigeeinheit um eine optionale Komponente.
Ohne die Anzeigeeinheit kann der Refraktionist mit einer unabhängigen Anzeigeeinheit subjektive Refraktionen auf Basis der vom System angezeigten Rückmeldung des Probanden in einem teilautomatisierten Verfahren durchführen.
Zum Durchführen einer zumindest teilweise automatisierten subjektiven Refraktion ist es vorteilhaft, wenn das System die Anzeigeeinheit ansteuern und so die Darstellung unterschiedlicher Sehobjekte auslösen kann. Alternativ kann zum Durchführen einer zumindest teilweise automatisierten subjektiven Refraktion eine Anzeigeeinheit mit festem Inhalt eingesetzt werden, die alle notwendigen Symbole (z.B. Optotypen wie Landolt-Ringe, Snellen E, Buchstaben und/oder Ziffern) oder Bilder enthält (z.B. klassische Seh-Tafel mit verschieden großen Symbolen).
Die Anzeigeeinheit kann ein Anzeigefeld aufweisen, auf welchem die Anzeigeeinheit dem Probanden Prüfbilder präsentieren kann. Mittels der so angezeigten Prüfbilder können dem Probanden Sehaufgaben gestellt werden, deren Lösung von der Sehkraft des Probanden mit der aktuell verwendeten optischen Korrektion abhängt.
Die Anzeigeeinheit kann beispielsweise in folgenden Bauformen realisiert werden:
• Die Anzeigeeinheit kann als eine Displayanzeige ausgebildet sein, z.B. als eine Anzeige in TFT, LED, LCD, OLED oder ähnlicher Technologien, bei denen einzelne Elemente oder Bildpunkte individuell angesteuert werden können. Hierbei können für jedes Auge getrennte Bildschirme verwendet werden, z.B. zur Trennung der Seheindrücke beider Augen oder zur 3-dimensionalen Darstellung.
• Die Anzeigeeinheit kann als eine Projektionsanzeige ausgebildet sein, welche eine Projektionseinheit und einen Schirm aufweist. Mit der Projektionseinheit kann ein Bild auf diesen Schirm projiziert werden. Die Projektionseinheit kann dabei einzelne vorgegebene Bilder, wie z.B. „Dias“, zeigen, oder es können einzelne Elemente, z.B. Teile eines Optotypen, oder Bildpunkte individuell angesteuert werden.
• Die Anzeigeeinheit kann als eine Lichtfeldanzeige und/oder als eine holographische Anzeige ausgebildet sein, welche mehrere Sehobjekt wie z.B. Symbole oder Optotypen simultan im Bildfeld mit unterschiedlichen refraktiven Wirkungen darstellen kann. So können z.B. gleichzeitig drei Symbole mit unterschiedlichen sphärischen refraktiven Wirkungen, z.B. -O.Sdpt, Odpt und +0.5dpt, dargestellt werden. Zusammen mit einer refraktiven Wrkung der Refraktionseinheit sph würde der Proband drei Symbole mit den Wirkungen sph -O.Sdpt, sph, und sph +0.5dpt sehen.
Dabei kann die Refraktionseinheit mit einer Lichtfeldanzeige und/oder holographischen Anzeige kombiniert werden, um einen Teil der Wrkungsänderung, wie z.B. eine astigmatische Wrkung, mit dieser Anzeige vorzunehmen. Dabei kann auf Bauteile in der Refraktionseinheit verzichtet werden können.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform kann eine derartige Anzeigeeinheit in der Refraktionseinheit integriert sein und/oder gleichzeitig die Aufgabe der Refraktionseinheit erfüllen (vgl. oben).
Die Anzeigeeinheit kann unabhängig von der genauen Bauform ein- oder mehrfarbige Sehobjekte anzeigen sowie verschiedene Polarisationen, wie z.B. linear-vertikal, linear-horizontal, linear-diagonal, recht-zirkular, und/oder links-zirkular und/oder Helligkeiten unterstützen.
Die Anzeigeeinheit kann entweder ortsfest ausgebebiidet sein, also z.B. fest aufgestellt oder (z.B. an einer Wand) montiert sein, oder mobil, z.B. als Tablett. Insbesondere für mobile Ausprägungen ist es sinnvoll, die Entfernung zwischen Probanden und/oder dessen zumindest einen Auge und der Anzeigeeinheit zu messen. Die gemessene Entfernung kann dann für das Eyetracking und/oder zur Bestimmung der Objektentfernung bei der Refraktion, also der Korrektion- und/oder Visusbestimmung, verwendet werden. Diese Entfernung kann z.B. mittels Entfernungssensor, Tiefenkamera, Ultraschall, Stereokamera, Bildverarbeitung, und/oder Musterprojektion erfasst werden.
Kategorien von Sehaufgaben
Erfindungsgemäß kann dem Probanden zumindest eine Sehaufgabe gestellt werden, die durch eine Blickbewegung gelöst werden kann. Beispiele für Sehaufgaben und Kategorien von Sehaufgaben werden im Folgenden beschrieben.
Die meisten Sehaufgaben basieren auf einer Klassifizierung eines vom Probanden wahrgenommenen Seheindrucks, der von einer Reaktion des Probanden gefolgt wird. Die Reaktion kann dabei beabsichtigt (im Folgenden als aktive Rückmeldung bezeichnet, z.B. eine aktive und bewusste akustische Rückmeldung) oder unbeabsichtigt (im Folgenden als passive Rückmeldung bezeichnet, z.B. unbeabsichtigte Blickbewegung auf ein gesehenes Objekt) sein.
Die Basis der Reaktion ist die Unterscheidbarkeit des Seheindrucks von einer Referenz, die entweder direkt in der Sehaufgabe dargestellt wird, also als eine externe Referenz, oder aber in der Vorstellung des Probanden existiert, also als eine interne Referenz.
Weiterhin kann zwischen Sehaufgaben unterschieden werden, bei denen die mit der Sehaufgabe zu bestimmende psychometrische und/oder physiologische Größe, z.B. eine Kontrastempfindlichkeitsschwelle direkt oder indirekt bestimmt wird, d.h. mittels direkter oder indirekter Bestimmung.
Bei der direkten Bestimmung wird der Proband direkt zu der Eigenschaft E1 des Seheindrucks befragt, die gemessen werden soll. Zur direkten Bestimmung zählen Sehaufgaben, bei denen Sehzeichen oder Bilder in unterschiedlichen Ausprägungen einer Eigenschaft E1 dargeboten werden. Als Eigenschaft El können z.B. unterschiedliche Größen, unterschiedliche Kontraste, unterschiedliche Helligkeiten, unterschiedliche Farben, unterschiedliche refraktive Wirkung, z.B. bei Lichtfeldanzeigen, etc. verwendet werden. Der Proband wird dabei angewiesen, zu beurteilen, ob er die zu prüfende Eigenschaft E1 der Seh Objekte wie Sehzeichen oder Bilder noch erkennen kann, besser erkennen und/oder unterscheiden kann (positive Schwelle). Alternativ oder zusätzlich kann der Proband angewiesen werden, die gegenteilige Aussage zu beurteilen, d.h. ob er die zu prüfende Eigenschaft E1 der Sehzeichen oder Bilder gerade nicht mehr erkennen kann, nicht mehr besser erkennen oder nicht mehr unterscheiden kann (negative Schwelle). Wird sowohl die positive als auch die negative Schwelle bestimmt, so können die für beide Schwellen vom Probanden zurückgemeldeten Ausprägungen der Eigenschaft E1 der Sehzeichen oder Bilder gemittelt werden.
Werden mehrere Sehobjekte wie Sehzeichen oder Bilder mit unterschiedlichen Ausprägungen in einer anhand der Ausprägung geordneten Reihenfolge (z.B. steigender Kontrast oder steigende Größe der Sehzeichen) gleichzeitig bzw. in einer zeitlichen Abfolge dargeboten, so ist es möglich, dass der Proband die Schwellen durch eine räumliche oder zeitliche Rangfolge (z.B. eine mit einer Nummer bezeichnete Position des Sehzeichens auf der Anzeige oder ein mit einer Nummer bezeichneter Zeitpunkt der Darstellung des Sehzeichens) mitteilt.
Dagegen wird bei der indirekten Bestimmung der Proband zu einer ersten Eigenschaft E1 des Seheindrucks befragt (z.B. zur Richtung der Lücke eines oder mehrerer Landolt-Ringe), welche von der zu bestimmenden psychometrische und/oder physiologische Größe (z.B. Erkennbarkeit der Öffnung der Landolt-Ringe in Abhängigkeit von ihrer Größe) nicht beeinflusst wird. Dazu werden ein oder mehrere Sehobjekte wie z.B. Sehzeichen mit gleicher Ausprägung einer mit der zu prüfenden psychometrischen und/oder physiologischen Größe verbundenen zweiten Eigenschaft E2, wie z.B. Größe, Kontrast, Helligkeit, Farbe, präsentiert, die sich in der ersten Eigenschaft E1 jedoch unterscheiden. Die mit der zu prüfenden psychometrischen und/oder physiologischen Größe verbundene zweite Eigenschaft E2 wird anschließend variiert und die Sehaufgabe wiederholt. Durch die Auswertung der sich parametrisch mit der variierten Eigenschaft ändernden Häufigkeit einer korrekten Lösung der Sehaufgabe wird schließlich die psychometrische und/oder physiologische Schwelle bestimmt.
Zusammenfassend können die Sehaufgaben kategorisiert werden durch die erforderliche Rückmeldung (aktive oder passive), durch die Referenzart (intern oder extern), und/oder durch die Art der Bestimmung (direkt oder indirekt).
Lösung von Sehaufgaben mit Hilfe von Blickbewegungen
Soll eine Sehaufgabe mit Hilfe einer Blickbewegung gelöst werden, so muss die vom Probanden erfolgende Rückmeldung von der Eyetrackingeinheit auflösbar sein. Abhängig von der Art der Sehaufgabe ergeben sich dadurch unterschiedliche Ausführungsformen.
Der im Folgenden verwendete der Begriff „Blickrichtung“ ist synonym zur mit der Eyetrackingeinheit bestimmten Blickrichtung (d.h. einem möglicherweise kalibrierten Augensignal der Eyetrackingeinheit) zu verstehen.
Bei einer passiven Rückmeldung des Probanden ist die Lösung einer Sehaufgabe mit Hilfe von Sehaufgaben dadurch zu erreichen, dass durch die dargestellten Sehobjekte eine ungewollte oder zumindest nicht unmittelbar willentlich gesteuerte Blickbewegung entsteht, die von der Eyetrackingeinheit aufgelöst werden kann, indem entweder eine Eyetrackingeinheit mit genügend hoher Auflösung verwendet wird, oder alternativ oder zusätzlich die Sehobjekte derart angeordnet werden, dass eine darauf gerichtete Blickrichtung im Mittel von der Eyetrackingeinheit auflösbar ist. So können z.B. ein Sehobjekt auf verschiedenen Stellen des Anzeigefelds angezeigt werden, und gleichzeitig die Blickrichtung registriert werden. Anhand von einer oder mehreren ggf. von der Auflösung der Eyetrackingeinheit abhängenden Schwellen kann festgestellt werden, ob die Blickrichtung mit der Position des dargestellten Sehobjekts übereinstimmt. Beispielsweise würde das Überschreiten und/oder Unterschreiten einer Schwelle wie z.B. 1°, 2°, 5°, 10°, 15°, 20° durch die vertikale Blickrichtung als Fixation eines im oberen bzw. unteren Teil der Anzeige dargestellten Sehobjekts interpretiert werden. Es kann auch die Fixationsgenauigkeit gemessen werden, die bei Fehlen eines wahrgenommenen Sehobjekts ungenauer wäre als bei Vorhandensein des wahrgenommenen Sehobjekts.
Bei einer aktiven Rückmeldung sollte der Probanden seine Lösung der Sehaufgabe auf eine vorher festgelegte Art mit dem Blick mitteilen. Die Erkennbarkeit der dabei erfolgenden Blickbewegung wird wie bei der passiven Rückmeldung erreicht, indem entweder eine Eyetrackingeinheit mit genügend hoher Auflösung verwendet wird, oder alternativ oder zusätzlich die vorher festgelegte Art der Blickbewegung oder Blickauslenkung derart gewählt wird, dass sie von der Eyetrackingeinheit auflösbar ist.
Weisen zum Beispiel die verwendeten Sehobjekte eine klare Richtung auf, so kann die vom Probanden wahrgenommene Richtung des Sehobjekts durch eine entsprechende Blickrichtung, z.B. ausgehend von einem dargestellten Symbol oder von der Mitte der Anzeige, zurückgemeldet werden, welche von der Eyetrackingeinheit detektiert wird. Dies ist selbst bei Sehaufgaben möglich, bei denen der Proband eine interne Referenz verwendet. Die Blickrichtungen können dabei unterstützend für den Probanden durch farbige und/oder blinkende Markierungen auf dem Anzeigefeld, z.B. in der Nähe ihres Randes, dargestellt werden.
Wird eine Sehaufgabe mit einer externen Referenz verwendet, so ergeben sich weitere Ausführungsformen, die sich in den Möglichkeiten der Rückmeldung unterscheiden:
1 . Es können zwei Sehobjekte dargestellt werden, die sich gegenseitig als
Referenz dienen. a) Hierbei kann der Proband angewiesen werden, das Sehobjekt mit der stärkeren bzw. schwächeren Ausprägung einer vorgegebenen Eigenschaft zu fixieren, also z.B. das ihm schärfer erscheinende Sehobjekt. b) Eine andere Möglichkeit besteht darin, durch eine im Vorhinein festgelegte Blickrichtung mitzuteilen, ob die Symbole oder Bilder die gleiche Ausprägung der Eigenschaft besitzen oder nicht.
2. Es können mehrere Sehobjekte dargestellt werden, die sich gegenseitig als
Referenz dienen. a) Unterscheidet sich genau eines der Sehobjekte von den anderen, so kann der Proband angewiesen werden, das sich von den anderen unterscheidende Sehobjekt zu fixieren. b) Mehr als zwei unterschiedliche Sehobjekte können dargestellt werden. Der Proband kann akustisch und/oder mit Hilfe eines für ihn lesbar dargestellten Texts (z.B. in einer genügend großen Größe) angewiesen werden, ein nur einmal vorkommendes Sehobjekt zu fixieren. Eine Anweisung des Probanden kann auch dadurch erfolgen, dass das zu fixierende Sehobjekt zusätzlich vergrößert und lesbar dargestellt wird, z.B. an einem Rand des Anzeigefelds.
Bei dieser Sehaufgabe kann der Proband zwar die dargestellten Sehobjekte gegen die vorher beschriebene und deshalb interne Referenz vergleichen, die anderen Sehobjekte dienen jedoch auch als externe Referenz. c) Eines der Sehobjekte kann doppelt angezeigt werden, insbesondere einmal separat von den anderen Sehobjekte, hier allerdings nicht unbedingt vergrößert bzw. besonders deutlich erkennbar. Der Proband wird angewiesen, das separat dargestellte Sehobjekt in der Menge der verbleibenden Sehobjekte wiederzufinden und zu fixieren. d) Es kann ein einziges Sehobjekt dargestellt werden, das vom Probanden klassifiziert werden soll, sowie mehrere für den Probanden deutlich erkennbare, d.h. z.B. vergrößert und/oder mit erhöhtem Kontrast dargestellte, Sehobjekte. Der Proband wird angewiesen, das deutlich erkennbare Sehobjekt zu fixieren, das dem zu klassifizierenden Sehobjekt entspricht oder am ähnlichsten sieht.
Die voranstehenden Ausführungsformen können kombiniert werden. Es kann z.B. eine Anordnung von deutlich erkennbaren Sehobjekten mit einer klar definierten Richtung um ein zu klassifizierendes Sehobjekt derart angeordnet werden, dass die durch das zu klassifizierende Sehobjekt und die deutlich erkennbaren Sehobjekte festgelegte Richtung mit der Richtung der deutlich erkennbaren Sehobjekte übereinstimmen.
Die beschriebenen Ausführungsformen können alle im Sinne der indirekten Bestimmung verwendet werden. Möchte man eine Eigenschaft des Seheindrucks direkt Bestimmen, so kann die Bestimmung der Lösung der Sehaufgabe durch Eyetracking - ähnlich wie bei der passiven Rückmeldung - dadurch erreicht werden, dass die Blickbewegung des Probanden von der Eyetrackingeinheit aufgelöst werden kann, indem eine Eyetrackingeinheit mit genügend hoher Auflösung verwendet wird und/oder die Sehobjekte derart angeordnet werden, dass ihre mittlere Position von der Eyetrackingeinheit auflösbar ist. Dabei werden die Seh Objekte derart angeordnet, dass die zu bestimmende Eigenschaft des Seheindrucks sich über die Position der Anzeige monoton ändert, z.B. dass die dargestellten Sehobjekte nach rechts immer unschärfer werden. Die Änderung der Eigenschaft des Seheindrucks kann dabei mit Hilfe der Anzeigeeinheit durchgeführt werden, z.B. mittels Darstellung unterschiedlicher Kontraste oder Größen von Sehobjekten. Alternativ oder zusätzlich kann eine in der Refraktionseinheit eingestellte Wirkung abhängig von der mit der Eyetrackingeinheit detektierten Blickrichtung und/oder der Richtung des aktuell fixierten Sehobjekte geändert werden.
Im Folgenden sind weitere spezielle Ausführungsformen von Sehaufgaben beschreiben. Sehaufgabe: Preferential Looking (passive Rückmeldung, interne Referenz, indirekte Bestimmung)
Bei einer Preferential Looking-Sehaufgabe werden dem Probanden zwei Felder präsentiert. Eines davon ist leer, das andere zeigt ein Sehobjekt. Wenn der Proband das Sehobjekt sehen kann, wird er präferenziell in dessen Richtung schauen. Wenn er es nicht sehen kann, wird er keine Präferenz für einen Feld zeigen. Der Proband muss dabei nicht notwendigerweise zum Anschauen des Sehobjekts angewiesen werden, weswegen diese Methode auch bei Probanden funktioniert, die sich anderweitig nicht äußern können, oder bei denen man nicht davon ausgehen kann, dass sie die Anweisungen verstehen können oder ihnen folgen werden, wie z.B. bei Kindern.
Sehaufgabe: Orientierung eines Symbols (aktive Rückmeldung, interne Referenz, indirekte Bestimmung)
Bei einer Sehaufgabe wird ein Sehobjekt wie z.B. ein Landolt-Ring als Prüfbild gezeigt und der Proband gebeten, ausgehend von der Mitte der Anzeige oder der Mitte des Sehobjekts in die Richtung zu schauen, die der Orientierung dieses Sehobjekts zeigt, also z.B. die Öffnung des Landolt-Rings, eine Spitze eines Pfeils oder Ähnliches.
Bei dieser Sehaufgabe handelt es sich um eine direkte Bestimmung der Blickrichtung mit aktiver Rückmeldung, wobei der Proband eine interne Referenz bestimmt, z.B. eine Vorstellung von Landolt-Ringen mit unterschiedlich orientierten Öffnungen.
Sehaufgabe: Orientierung mehrerer Symbole (aktive Rückmeldung, interne Referenz, indirekte Bestimmung)
Es werden mehrere Sehobjekte wie z.B. Landolt-Ringe gezeigt und der Proband gebeten, in die Richtung zu schauen, die der Orientierung einer vorgegebenen Anzahl, der meisten oder der wenigsten Sehobjekte zeigen, also z.B. die Öffnungen der Landolt-Ringe.
Sehaufgabe: Finden eines bestimmten Symbols (aktive Rückmeldung, interne/externe Referenz, indirekte Bestimmung)
Es werden verschiedene Sehobjekte gezeigt und der Proband gebeten, ein spezielles Sehobjekt anzublicken. Dabei können z.B. Landoltringe mit verschiedenen Richtungen der Öffnung, Buchstaben des lateinischen oder anderen Alphabets, (bekannte) Symbole und/oder abstrahierte Skizzen (z.B. Haus, Baum, Auto) verwendet werden.
Die Aufgabenstellung, welches Sehobjekt auszumachen ist, kann dabei akustisch erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann die Aufgabenstellung auch mittels eines vergrößert dargestellten Sehobjekts erfolgen, das als externe Referenz verwendet wird.
Sehaufgabe: Sich bewegendes Symbol (aktive Rückmeldung, interne Referenz, indirekte Bestimmung)
Es wird ein Sehobjekt gezeigt, das sich über das Anzeigefeld bewegt. Der Proband wird gebeten, dem Sehobjekt mit dem Blick zu folgen. Anhand der Blickbewegung kann ermittelt werden, ob der Proband das Sehobjekt tatsächlich wahrnimmt und ihm ggf. folgen kann.
Sehaufgabe: Rot-Grün-Bilder (aktive Rückmeldung, externe Referenz, direkte Bestimmung)
Es wird ein Prüfbild gezeigt, wie z.B. Symbole vor einem einfarbigem Hintergrund. Dabei ist ein erster Bereich des Prüfbilds rot und ein zweiter Bereich grün. Die Bereiche können das Prüfbild in etwa in zwei Hälften Teilen. Der Proband wird aufgefordert, den schärfer erscheinenden Bereich anzublicken. Sehaufgabe: Symbole oder Bilder an unterschiedlichen Positionen und mit unterschiedlichen Brechwerten (aktive Rückmeldung, externe Referenz, direkte Bestimmung)
Es werden mindestens zwei Sehobjekte an unterschiedlichen, von der Eyetrackingeinheit auflösbaren Positionen auf dem Anzeigefeld, z.B. sequenziell oder gleichzeitig, dargestellt. Jede dieser Positionen ist mit einer anderen durch die Refraktionseinheit eingestellten optischen Korrektion verbunden, d.h. der Proband wird positionsabhängig optisch korrigiert. Der Proband soll das ihm schärfer und/oder deutlicher und/oder besser lesbar erscheinende Sehobjekt anblicken.
Sehaufgabe: Symbole oder Bilder in verschiedenen Ausprägungen einer Eigenschaft (aktive Rückmeldung, interne Referenz, direkte Bestimmung)
Es werden Sehobjekte in verschiedenen Ausprägungen einer Eigenschaft, also z.B. unterschiedliche Größen, unterschiedliche Kontraste, unterschiedliche Helligkeiten, unterschiedliche Farben, im Anzeigefeld gezeigt. Dabei kann jede Ausprägung ein- oder mehrmals Vorkommen. Beispiele sind Gruppen wie z.B. Zeilen von Sehobjekten mit jeweils gleicher Ausprägung dieser Eigenschaft, wobei von Gruppe zu Gruppe die Ausprägung der Eigenschaft abnimmt. Der Proband soll dann auf ein Sehobjekt oder die Gruppe von Sehobjekten blicken, die er gerade noch erkennt.
Hierbei können insbesondere mit einem Lichtfelddisplay und/oder einer holographischen Einheit (als Refraktions- und/oder Anzeigeeinheit) die Sehobjekte mit unterschiedlicher optischer Korrektion gleichzeitig dargeboten werden. Die unterschiedlichen optischen Korrektionen können sich dabei insbesondere hinsichtlich Sphäre und/oder Zylinderstärke und/oder Zylinderachse unterscheiden. Sehaufgabe: Sich bewegendes Symbol mit sich verändernder Ausprägungen einer Eigenschaft (aktive Rückmeldung, interne Referenz, direkte Bestimmung)
Es wird ein Sehobjekt gezeigt, das sich über das Anzeigefeld bewegt. Der Proband wird gebeten, dem Sehobjekt mit dem Blick zu folgen. Dabei wird die Ausprägungen einer Eigenschaft geändert, also z.B. Größe, Kontrast, Helligkeit, Farbe des Sehobjekts. Anhand der Blickbewegung kann ermittelt werden, bei welcher Ausprägung der Proband das Sehobjekt erkennt. Bevorzugt wird mit der Ausprägung der besten Sichtbarkeit angefangen, also z.B. der größten verfügbaren Größe, und die Ausprägung so lange in Richtung schlechter Sichtbarkeit verändert, also z.B. verkleinert, bis der Proband das Sehobjekt nicht mehr wahrnimmt und ihm deswegen nicht mehr folgen kann.
Interaktion des Probanden mit dem System
Die Rückmeldungen des Probanden zu Sehaufgaben und/oder zur Steuerung des Ablaufs bei mehreren aufeinanderfolgenden Sehaufgaben (im folgenden Messvorgang bezeichnet) können z.B. während einer Refraktion wie im Folgenden beschrieben erfasst werden. Weiterhin kann der Proband bei zumindest teilweise automatisierten Systemen wie folgt durch den Messvorgang geführt werden:
Um zu erkennen, wie und/oder wann der Proband eine Sehaufgabe gelöst hat, kann diese Sehaufgabe z.B. auf eine der folgenden Arten gelöst und/oder beendet werden:
* Erfassen einer Fixationszeit: Wenn der Blick des Probanden mindestens eine vorgegebene Zeitspanne, z.B. mindestens 1 , 2, 5 oder 10 Sekunden, auf einem Sehobjekt und/oder einer Position verharrt, gilt dieses diese Sehobjekt und/oder diese Position als ausgewählt. Diese Zeitspanne kann vom Schwierigkeitsgrad der Sehaufgabe abhängen, d.h. sie kann z.B. erhöht werden, wenn im Laufe der Refraktion die Sehaufgaben schwieriger wird, z.B. weil die dargestellten Sehobjekte kleiner werden. Werden mehrere Sehobjekte dargestellt, so kann zusätzlich oder alternativ ein anderes Kriterium zur Berechnung der Zeitspanne verwendet werden, nach der eines der Sehobjekte als vom Probanden ausgewählt gilt. So kann die Fixationszeit als ein Vielfaches der mittleren Fixationszeit der verbleibenden Symbole angegeben sein, z.B. als das 1.5-, 2-, 3-, 5-, oder 10-fache der mittleren Fixationszeit der verbleibenden Sehobjekte, oder aber als ein relativer Anteil der Fixationszeit an allen, z.B. mindestens 80%, 60%, 40%, 20%, oder 10% der Summe der Fixationszeiten aller Symbole.
• Blinzeln: Der Proband blickt zuerst eine vorgegebene Zeit, z.B. mindestens 1 , 2, 5 oder 10 Sekunden, auf ein Sehobjekt und/oder eine Position und blinzelt bewusst, d.h. er schließt ein oder beide Augen für eine vorgegebene Zeit, z.B. 0.5, 1 oder 2 Sekunden.
* Bestätigungsfeld: Der Proband blickt zuerst eine vorgegebene Zeit, z.B. mindestens 1 , 2, 5 oder 10 Sekunden, auf ein Sehobjekt und/oder eine Position und direkt im Anschluss auf ein Betätigungsfeld, das auf dem Anzeigefeld oder daneben dargestellt wird.
• Anderweitige Bestätigung: Es gibt eine an der Refraktionseinheit oder an einer separaten, vom Probanden erreichbaren oder gehaltenen Bedienungseinheit einen Taster, Knopf, Pedal, und/oder Ähnliches, das der Proband mit einer Hand oder einem Fuß auslöst, während er auf das ausgewählte Sehobjekt und/oder die ausgewählte Position blickt. Diese Art von Bestätigung kann auf gleiche Weise durch Wischen über eine berührungsempfindliche Fläche, oder andere taktilen Eingabemethoden erfolgen, welche an der Refraktionseinheit angebracht sind, oder sich an einer separaten, vom Probanden gehaltenen Bedienungseinheit befinden. Eine wiederum andere Möglichkeit bietet eine Gestenerkennung mit Hilfe von Kameras und/oder Tiefenkameras, z.B. eine Erkennung der Gesten einer der Hände des Probanden, oder anderweitige Sensoren zur Bestimmung der Position oder Orientierung von Händen und/oder Füßen, z.B. mittels Entfernungssensoren, Neigungssensoren, etc..
* Akustische Rückmeldung: Der Proband gibt ein akustisches Signal von sich, während er auf das ausgewählte Sehobjekt und/oder die ausgewählte Position blickt. Besonders vorteilhaft sind dabei Geräusche als Signal, bei denen der Proband den Mund nicht öffnen muss, wie z.B. „Mhmm“ oder Ähnliches. Beispielsweise bei zumindest teilweise automatisierten Abläufen des Messvorgangs kann es sinnvoll sein, dass der Proband über die Rückmeldung zum Lösen der Sehaufgaben hinaus dem System gegenüber Steuerungsmeldungen geben kann, also eine sogenannte Probanden-Kommunikation erfolgt. Damit kann der Ablauf des Messvorgangs zumindest teilweise vom Probanden gesteuert oder zumindest beeinflusst werden. Dies kann durch Steuerungsmeldungen wie z.B. „Zurück“, d.h. Wiederholung der letzten Sehaufgabe, „Pause" oder „Abbruch“ erfolgen.
Diese Steuermeldungen können auf zumindest eine der folgenden Arten gegeben werden:
• Blickbewegungen: Bevorzugt am rechten oder unteren Rand des Anzeigefelds werden Steuerfelder platziert, die den entsprechenden Steuerkommandos entsprechen. Der Proband kann diese wie voranstehend beschrieben auslösen, also z.B. durch ein Fixieren für einen vorgegebenen Zeitraum. Da der Proband während des Mess- und/oder Refraktionsvorgangs noch nicht vollständig auskorrigiert ist, können diese Steuerfelder groß genug und klar erkennbar sein. Sie können sich farblich unterschieden, also z.B. grün: „Bestätigung“, gelb: „Zurück“. Blau: „Pause“, rot: „Abbruch“).
• Taster, Knopf oder Pedal, Geste: Es gibt für jede mögliche Steuerungsmeldung einen eigenen Taster, Knopf oder Pedal, das der Proband mit einer Hand oder einem Fuß auslösen kann, z.B. „Bestätigung“, „Zurück“, „Pause“ und „Abbruch“. Alternativ kann für jede mögliche Steuerungsmeldung eine eigene Geste verwendet werden.
• Akustische Steuerungsmeldung: Der Proband gibt ein akustisches Signal von sich, das vom System empfangen und interpretiert wird, z.B. „Mhmm“, „Ok“ und/oder „Bestätigung“ für „Bestätigung“; „Zurück“ für „Zurück“; „Pause" für „Pause“, „Abbruch“ für Abbruch. Wird eine solche akustische Steuerungsmeldung verwendet, so kann das System eine
Spracherkennungseinheit zur Erkennung und Klassifizierung der akustischen Steuerungsmeldung aufweisen und/oder mit einer solchen verbunden sein. Z.B. bei zumindest teilweise automatisierten Messvorgängen, die ohne Refraktionisten ablaufen können, kann eine Kommunikation des Systems an den Probanden erfolgen, also eine sogenannte System-Kommunikation. Dabei kann das System dem Probanden zumindest den Ablauf und die einzelnen Sehaufgaben erklären, ihn zum Lösen der Sehaufgaben auffordern, und/oder evtl. Statusrückmeld ungen zum Fortschreiten des Messvorgangs geben.
Die System-Kommunikation kann akustisch oder visuell durch eine Sprachausgabe oder Anzeige entsprechender Texte geschehen. Als Mittel zur System-Kommunikation bieten kann ein Chat-bot und/oder Agent (als „künstliche Intelligenz“) verwendet werden, mit denen sich der Proband akustisch und/oder in Textform verständigen kann. Ein Mensch wie z.B. ein Refraktionist kann (z.B. über eine Fernkommunikationsleitung) mit dem System verbunden sein und so mit dem Probanden kommunizieren.
Ergänzend oder alternativ können Anzeigen auf der für die Refraktion verwendeten Anzeigeeinheit und/oder einer Zusatzanzeigeeinheit verwendet werden. Dabei kann beachtet werden, dass der Proband nicht vollständig korrigiert ist. Beim Anzeigen der System-Kommunikation kann deswegen eine (z.B. vorab) vorhandene Korrektion verwendet werden und/oder eine hinreichende Korrektion durch die Refraktionseinheit erfolgen. Letztere kann direkt von dem System erfasst werden, beispielsweise durch eine integrierte aberrometrische Messeinheit.
Ausführungsformen von Refraktionsprotokollen
Nachfolgend werden beispielhaft Protokolle zur automatischen subjektiven Refraktion vorgestellt.
Eine Bestimmung der besten subjektiven Refraktion kann grundsätzlich wie im Stand der Technik beschrieben erfolgen, vgl. z.B. D. Methling: Bestimmung von Sehhilfen, 2. Aufl. Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart (1996). Hierbei wird allerdings anstelle der üblichen akustischen Rückmeldungen des Probanden die erfindungsgemäß festgestellte Rückmeldungen verwendet werden, welche das Erfassen der Blickrichtung und/oder Orientierung enthält.
Dabei kann die subjektive Refraktion an einer Vorrichtung erfolgen, welche ferngesteuert oder durch einen Algorithmus gesteuert sein kann, welcher von den voranstehend beschriebenen Rückmeldungen des Probanden und/oder der Probanden-Kommunikation abhängen kann.
In einem Ausführungsbeispiel können zunächst Startrefraktionswerte bestimmt werden. Dazu kann z.B. zunächst eine objektive Refraktion für einen Probanden bestimmt werden, d.h. es werden Refraktionswerte auf Basis einer objektiven Messung ermittelt. Beispielsweise ist aus der Druckschrift DE 10 2011 120 973 A1 ein Verfahren bekannt, wie solche objektiven Parameter bestimmt werden können. Die objektiven Parameter können aberrometrische Messdaten und/oder pupillometrische Messdaten umfassen. Die objektiv ermittelten Messdaten, also die aberrometrischen Messdaten und/oder die pupillometrischen Messdaten, können zur Berechnung einer objektiv optimierten Refraktion verwendet werden.
Als Ausgangspunkt für die Bestimmung der subjektiven Refraktion können z.B. die objektiv ermittelten Refraktionswerte verwendet werden, welche um einen vorgegebenen Abstand vernebelt werden, z.B. um eine zusätzliche Sphäre von 0,50 bis 1 ,00 dpt. Diese so vernebelten Refraktionswerte können als Startrefraktionswerte verwendet werden.
Alternativ können als Startrefraktionswerte z.B. die Refraktionswerte einer ggf. bereits vorhandenen optischen Korrektion verwendet werden, also z.B. die Refraktionswerte einer älteren Brille. Alternativ können als Sta rtrefraktio n swe rte beliebige Refraktionswerte und somit beliebige vorgehaltene optische Wirkungen verwendet werden.
Anschließend werden bei der Bestimmung der subjektiven Refraktion des Probanden die folgenden vier Hauptverfahrensschritte a) bis d), gegebenenfalls ergänzt um den Verfahrensschritt e), durchgeführt. Bei einer monokularen Bestimmung der subjektiven Refraktion kann alternativ auch nur der Verfahrensschritt a) oder b) durchgeführt werden, optional ergänzt um Verfahrensschritt e): a) Monokulare Bestimmung der positivsten sphärisch-zylindrischen Refraktion, bei welcher subjektiv die beste Sehschärfe für ein erstes Auge des Probanden bewirkt wird, z.B. für das rechte Auge; b) Monokulare Bestimmung der positivsten sphärisch-zylindrischen Refraktion, bei welcher subjektiv die beste Sehschärfe für ein zweites Auge des Probanden bewirkt wird, z.B. für das linke Auge; c) Einstellen eines binokularen, akkommodativen Gleichgewichts; d) Binokulare Bestimmung der positivsten sphärisch-zylindrischen Refraktion, bei welcher subjektiv die beste Sehschärfe für beide Augen des Probanden bewirkt werden; und e) Subjektive Bewertung der so ermittelten Refraktionswerte in einem Testrahmen
Dabei folgen diese Verfahrensschritte einem logischen Muster, bei welchem optional auch Visusmessungen durchgeführt werden können. Eine Veränderung der Stärke der sphärischen Korrektion kann dabei bevorzugt dann erfolgen, wenn die Zugabe einer Sphäre von 0,25 dpt die Sehschärfe subjektiv verbessert und/oder optional den Visus, also die Sehschärfe, um eine Linie verbessert, also eine Veränderung von -0,1 logMAR bewirkt. Diese Bedingung und/oder eine subjektive Verbesserung des Seheindrucks kann durchgehend als ein Veränderungskriterium bei der Zugabe einer negativen Sphäre verwendet werden.
Bei einer Veränderung zu einer positiven sphärischen Wirkung hin, also unter Zugabe einer Sphäre von +0,25 dpt, muss der Visus besser werden oder gleichbleiben, um die vorgehaltene optische Wirkung um diese +0,25 dpt in der Sphäre zu verändern. Diese Bedingung kann durchgehend als ein Veränderungskriterium bei der Zugabe einer positiven Sphäre verwendet werden. Diese unterschiedlichen Kriterien ergeben sich daraus, dass man sich bei der Zugabe einer positiven Sphäre auf einem Plateau befinden kann. Startet man z.B. mit +3,00 dpt und beträgt die tatsächlich benötigte Refraktion z.B. +3,25 dpt, so wird sich der Visus nicht ändern, egal ob man +0,25 dpt zugibt oder -0,25 dpt. Deswegen gilt für die Zugabe einer positiven Sphäre das weitere Veränderungskriterium, welches auch für einen dabei gleichbleibenden Visus gilt.
Eine Linie der Sehschärfe kann hierbei als erreicht angesehen werden, wenn der Proband zumindest 60% der angezeigten Optotypen dieser Linie erkennen kann.
Bei der monokularen Bestimmung der Refraktion für das erste Auge, also im Verfahrensschritt a), kann zunächst eine Stärke der benötigten Sphärenkorrektion der subjektiven Refraktion bestimmt werden. Dabei kann das zweite Auge abgedeckt werden, also z.B. das linke Auge. Dem ersten Auge wird die gemessene Startrefraktion für das rechte Auge vorgehalten. Falls eine optionale Visusbestimmung für die Startrefraktion einen Visuswert von 0,1 log MAR oder besser ergibt, kann der Startrefraktion eine erste positive Linse für das erste Auge hinzugefügt werden. Anschließend kann der Visus erneut gemessen und/oder subjektiv überprüft werden. Falls dabei das jeweilige Veränderungskriterium erreicht wird, wird solange erneut eine weitere positive Linse hinzugefügt werden, bis das zutreffende Veränderungskriterium nicht mehr erreicht wird. Wenn das zutreffende Veränderungskriterium nicht mehr erreicht wird, kann der Refraktionist stattdessen eine negative Linse zuschalten. Falls dabei das Veränderungskriterium erreicht wird, kann solange erneut eine weitere negative Linse hinzugefügt werden, bis das Veränderungskriterium nicht mehr erreicht wird.
Damit ist die Bestimmung der Stärke der benötigten Sphärenkorrektion abgeschlossen und es folgt eine Bestimmung einer Achse und/oder Achslage einer ggf. benötigten Zylinderkorrektion.
Dazu kann ein Refraktionist einen Kreuzzylinder 1 benutzen, um eine Achse eines ggf. vorhandenen Astigmatismus des ersten Auges zu bestimmen. Figuren 1A und 1B zeigen in einer schematischen Darstellung einen solchen Kreuzzylinder 1, welcher auch unter dem Namen „Jackson cross cylinder“ und Jackson Kreuzzylinder bekannt ist. Der Kreuzzylinder 1 weist einen Griff 5 auf, durch welchen eine Griffachse 2 verläuft. Der Kreuzzylinder 1 ist ein optisches Hilfsmittel und weist zwei unter 90° gekreuzte Zylinder auf, nämlich einen Pluszylinder und einen Minuszylinder. Die Griffachse 2 ist unter 45° zu einer Zylinderachse 3 des Pluszylinders angeordnet und unter 45° zu einer Zylinderachse 4 des Minuszylinders angeordnet.
Dem Probanden können Optotypen angezeigt werden, die auf eine schlechteste Sehschärfe von zumindest 0,2 logMAR hinweisen. Die Griffachse 2 des Kreuzzylinders 1 kann auf einer vermuteten und/oder der objektiv ermittelten Achse eines Astigmatismus des ersten Augers des Probanden angeordnet werden. Anschließend kann der Kreuzzylinder 1 zwischen den beiden in den Figuren 1A und 1 B gezeigten Positionen umgedreht werden, wobei die Griffachse 2 positionsgetreu verbleibt. Der Proband kann gefragt werden, welche dieser beiden Drehpositionen des Kreuzzylinders 1 ein besseres Seherlebnis bewirkt. Stellt der Proband keinen Unterschied fest, ist die Achse für die Refraktion des ersten Auges gefunden und es wird mit einer Bestimmung der benötigten Zylinderstärke weitergemacht, vgl. unten. Falls der Proband eine der beiden in den Figuren 1A und 1B gezeigten Drehpositionen bevorzugt, kann die Griffachse 2 genau dann im Uhrzeigersinn verlagert werden, wenn die Zylinderachse 4 des Minuszylinders in der bevorzugten Drehposition im Uhrzeigersinn von der Griffachse 2 steht, vgl. Situation in Fig. 1B. Die Griffachse 2 kann genau dann im Gegenuhrzeigersinn verlagert werden, wenn die Zylinderachse 4 des Minuszylinders in der bevorzugten Drehposition im Gegenuhrzeigersinn von der Griffachse 2 steht, vgl. Situation in Fig. 1B.
Diese Überprüfung mit den beiden Drehpositionen und dem Verdrehen der Griffachse 2 kann solange wiederholt werden, bis der Proband keinen Unterschied mehr zwischen den beiden Drehpositionen erkennt, oder bis die Griffachse 2 dabei hin- und herbewegt wird. Im letzteren Fall kann diejenige Achse aus diesen zuletzt verwendeten Achslagen ausgewählt werden, welche am ehesten mit einer älteren Achse übereinstimmt, also z.B. mit einer Achse für dieses erste Auge, die in einer älteren Brille des Probanden verwendet wurde. Alternativ kann diejenige Achse aus diesen zuletzt verwendeten Achslagen ausgewählt werden, welche näher an einem nicht-schrägen Astigmatismus angeordnet ist.
Damit ist die Bestimmung der Achse der benötigten Zylinderkorrektion abgeschlossen und es folgt eine Bestimmung einer Stärke der benötigten Zylinderkorrektion.
Der Kreuzzylinder 1 kann dazu so angeordnet werden, dass seine Zylinderachse 3 des Pluszylinders und seine Zylinderachse 4 des Minuszylinders genau auf den entsprechenden Zylinderachsen der objektiv ermittelten Refraktion angeordnet sind, welche dem ersten Auge des Probanden bereits vorgehalten ist. Der Kreuzzylinder 1 kann genauso umgedreht werden wie bei der voranstehend beschriebenen Bestimmung der Achslage, also unter positionsgetreuer Lage der Griffachse 2. Falls eine dabei vom Probanden bevorzugte Drehposition diejenige Drehposition ist, bei der die beiden Zylinderachsen der Minuszylinder überlappen, so kann eine negative Zylinderstärke hinzugefügt werden, z.B. -0,25 dpt. Falls die dabei vom Probanden bevorzugte Drehposition diejenige Drehposition ist, bei der die Zylinderachsen 4 des Pluszylinders des Kreuzzylinders 1 die Zylinderachse des Minuszylinders der vorgehaltenen Refraktion überlappt, so kann eine negative Zylinderstärke weggenommen werden, auch z.B. in Schritten von Vierteldioptrien. Der Refraktionist kann dies solange wiederholen, bis der Proband keine der Drehpositionen mehr bevorzugt, oder bis sich die Stärke der Zylinderkorrektion dabei hin und her verändert. Im letzteren Fall sollte die niedrigste dabei verwendete Stärke der Zylinderkorrektion ausgewählt werden.
Bei der Bestimmung der Stärke der benötigten Zylinderkorrektion kann darauf geachtet werden, dass die vorab ermittelte Stärke der benötigten Sphärenkorrektion gleichbleibt. Dies bedeutet, dass z.B. für jede Veränderung der Stärke der Zylinderkorrektion um 0,50 dpt auch die Stärke der Sphärenkorrektion um 0,25 dpt in die andere Richtung verändert wird. Nach der Bestimmung sowohl der Stärke als auch der Achse der benötigten Zylinderkorrektino kann noch einmal die Sphärenkorrektion überprüft werden. Dazu kann genauso vorgegangen werden, wie voranstehend im Zusammenhang mit der Bestimmung der Stärke der benötigten Sphären korrektion beschrieben. Optional kann für den Fall, dass sich dabei die Stärke stark ändert, die Achsenbestimmung wiederholt werden, um ein zuverlässigeres Ergebnis zu erzielen.
Damit ist eine monokulare Bestimmung der subjektiven Refraktion für das erste Auge abgeschlossen, welche sich aus der bestimmten Stärke der benötigten Sphärenkorrektion und der bestimmten Stärke und Achse der benötigten Zylinderkorrektion zusammensetzt.
Anschließend erfolgt die Bestimmung der Refraktion für das zweite Auge, also der Verfahrensschritt b). Dieser erfolgt genau analog zum Verfahrensschritt a), nur für das zweite Auge und bei abgedecktem ersten Auge.
Als Ergebnis wird die monokulare subjektive Refraktion für das zweite Auge bestimmt, welche sich aus einer bestimmten Stärke einer benötigten Sphärenkorrektion und einer bestimmten Stärke und Achse einer benötigten Zylinderkorrektion zusammensetzt.
In Verfahrensschritt c) erfolgt ein Einstellen des binokularen, akkommodativen Gleichgewichts. Dazu werden beide Augen aufgedeckt. Den beiden monokularen subjektiven Refraktionen für das erste und zweite Auge kann jeweils eine Vernebelung zugefügt werden, z.B. eine Vernebelung von jeweils +0,50 dpt. Zudem kann ein Separator verwendet werden, also z.B. ein Polarisationsfilter und/oder ein rot/grün-Filter. Ein Ziel dabei kann es sein, dass beide Augen denselben Akkommodationszustand eingehen. Der Separator kann es dem Probanden erlauben, mit jedem seiner Augen unterschiedliche Anzeigeteile einer Zielanzeige zu sehen und deren Schärfe miteinander zu vergleichen. Hierfür sollte zusätzlich zu den Anzeigeteilen, die nur von jeweils einem Auge wahrgenommen werden können, ein gemeinsamer Anzeigeteil der Zielanzeige für beiden Augen sichtbar sein. Erst dann kann eine sinnvolle Fusion stattfinden und die Sehschärfe überprüft werden. Falls eines der beiden Augen schärfer sieht als das andere, kann die Refraktion dieses Auges weiter mit einer positiven Sphäre vernebelt werden. Der Refraktion ist kann diesen Vorgang wiederholen, bis beide Anzeigeteile der Zielanzeige dem Probanden etwa gleichscharf erscheinen, oder bis dabei der geringste Schärfenunterschied wahrgenommen wird.
Für den Verfahrensschritt d), also für die binokulare Bestimmung der positivsten sphärisch-zylindrischen Refraktion, bei welcher subjektiv die beste Sehschärfe für beide Augen des Probanden bewirkt wird, wird zunächst der Separator entfernt. Anschließend kann eine optionale Visusbestimmung durchgeführt werden. Für die binokulare Bestimmung der Stärke der benötigten Sphärenkorrektion kann nach demselben Vorgehen wie in den Verfahrensschritten a) und b) vorgegangen werden, nur hier für beide Augen zugleich. Die beiden bereits bestimmten monokularen zylindrischen Refraktionen können hierbei unverändert bleiben. Das Ergebnis kann als die binokulare subjektive Refraktion verwendet werden. Alternativ kann die binokulare subjektive Refraktion als das Ergebnis des Ergänzungsschritts e) bestimmt werden.
Es folgt der Verfahrensschritt e), bei welchem eine subjektive Bewertung der nach Verfahrensschritt d) enthaltenen Refraktionswerte in einem Testrahmen erfolgt. Dazu werden die in Verfahrensschritt d) ermittelten Refraktionswerte in einen Testrahmen gegeben und an das Gesicht des Probanden angepasst. Dazu können insbesondere die Pupillen des Probanden in der Mitte von Testlinsen mit diesen Refraktionswerten zentriert werden. Eine Überprüfung der Testlinsen kann in einer offenen Umgebung im Freien erfolgen, wobei der Proband ein Ziel in der Ferne fixieren kann.
Der Refraktionist kann binokular eine Sphärenstärke von +0,25 dpt hinzugeben und den Probanden fragen, ob der Seheindruck mit oder ohne diese Zugabe besser erscheint oder gleichbleibt. Falls der Seheindruck durch diese Zugabe besser erscheinen sollte oder gleichbleibt, so werden als endgültig bestimmte subjektive Refraktionswerte die in Verfahrensschritt d) ermittelten Refraktionswerte verwendet, welche um diese binokulare Zugabe von +0,25 dpt in der Sphäre ergänzt werden.
Falls die Zugabe zu keinem verbesserten oder zumindest gleichbleibenden Seheindruck führt, so kann binokular die Sphärenstärke um -0,25 dpt verändert werden und der Probanden gefragt werden, ob der Seheindruck mit oder ohne diese Reduktion um eine Vierteldioptrie besser erscheint. Falls diese Veränderung in Negative zu einem besseren Seheindruck führen sollte, so kann binokular nochmals die Sphärenstärke um -0,25 dpt reduziert werden. Der Proband kann gefragt werden, ob der Seheindruck bei einer Veränderung um -0,25 dpt oder um -0,50 dpt besser erscheint. Falls die Veränderung um -0,25 dpt zu einem besseren Seheindruck führt, so werden als endgültig bestimmte subjektive Refraktionswerte die in Verfahrensschritt d) ermittelten Refraktionswerte verwendet, welche um die binokulare Veränderung um -0,25 dpt in der Sphäre ergänzt werden. Falls die Veränderung um -0,50 dpt zu einem besseren Seheindruck führt, so werden als endgültig bestimmte subjektive Refraktionswerte die in Verfahrensschritt d) ermittelten Refraktionswerte verwendet, welche um die binokulare Veränderung um -0,50 dpt in der Sphäre ergänzt werden.
Damit ist die Bestimmung der binokularen subjektiven Refraktion für den Probanden beendet.
Während dieser Bestimmung der binokularen subjektiven Refraktion kann optional der Visus und/oder eine Visussensitivität gemessen werden. Der Visus kann bei einer von der bestimmten subjektiven Refraktion abweichenden zylindrischen Korrektion gemessen werden. Dazu können Jackson Kreuzzylinder benutzt werden, z.B. mit plus/minus 0,50 dpt, oder ein plus Zylinder mit z.B. +1 ,00 dpt im Vergleich zur bestimmten subjektiven Refraktion.
Die Stärke der Abweichung der Korrektion von der optimalen Korrektion kann dabei auch von der Höhe der Addition abhängen oder sich grob nach den Maximalwerten des bei einem Gleitsichtglas erwarteten ungewollten Astigmatismus richten. Der Visus eines Probanden mit einer geringeren Addition würde demnach bei weniger sphärischer bzw. zylindrischer Nebelung gemessen werden als der Visus eines Probanden mit einer höheren Addition.
Der Visus kann mittels Optotypen bestimmt werden, wobei ein Visus als erreicht gilt, wenn mindestens 60% der Optotypen einer zugehörigen Zeile erkannt wurden.
Der Visus kann während der und/oder nach den Verfahrensschritte(n) a), b), c) und/oder d) gemessen und für eine nachfolgende Berechnung der Sensitivität abgespeichert und/oder aufgeschrieben werden. Beispielsweise können während des Verfahrensschritts c) und/oder d) zumindest zwei binokulare Visuswerte ermittelt werden. Es können während der Verfahrensschritte a) und/oder b) ein oder mehrere monokulare Visuswerte ermittelt werden.
Die Visusmessung kann dabei als Kontrolle der bestimmten subjektiven Refraktion verwendet werden. Dies bedeutet, dass die Probanden einen vorgegebenen Visus erreichen können oder auch nicht. Die Visusmessung kann auch dazu genutzt werden, Information über das Verhalten des Sehsystems des Probanden zu erhalten.
Dabei gibt es eine Mehrzahl an Möglichkeiten für die Visusmessung. Die Visusmessung kann z.B. mittels Optotypen erfolgen, also mittels Buchstaben, Landoltringen und/oder Ähnlichem. Es kann geprüft werden, ob der Proband die Optotypen und/oder deren Ausrichtung ganz oder teilweise erkennen kann.
Da es hierbei um eine Schwellwertbewertung gehen kann, sollte dabei sichergestellt werden, dass keine zufällige Erkennung der Optotypen vorliegt. Dies kann durch eine Wiederholung von Sehaufgaben bewirkt werden. Dabei kann ein korrektes Erkennen von 60% der Optotypen einer Menge als ein erfolgreiches Erkennen dieser Menge gewertet werden.
Weiterhin kann eine psychophysikalische Bewertung des Visus vorgenommen werden. Eine solche psychophysikalische Bewertung kann basieren auf einer Anzeige einer Sequenz von Optotypen unterschiedlicher Schärfe. Diese Sequenz kann in Abhängigkeit von Antworten des Probanden verändert werden. Ziel der Bewertung kann es sein, die Sequenz der Optotypen zu der Sehschärfe des Probanden hin konvergieren zu lassen, welche als ein Schwellwert für die Beurteilung verwendet wird. Die Variationen der Sequenzen können abhängig von den Antworten des Probanden und abhängig von der jeweils verwendeten Methode verändert werden.
Um einen dabei verwendeten Algorithmus beim Konvergieren auf die korrekte Sehschärfe zu unterstützen, kann der Proband nach der kleinsten Linie von Optotypen gefragt werden, welche er erkennen kann. Dann kann abhängig vom Ausgang überprüft werden, ob der Proband tatsächlich die ausgewählte Linie und/oder eine kleinere erkennen kann.
Der Visus kann genauso wie die subjektive Refraktion und/oder die optometrischen Parameter im Allgemeinen monokular und/oder binokular ermittelt werden. Dabei handelt es sich um unterschiedliche visuelle Parameter, die alle zur Berechnung von Brillengläsern herangezogen werden können.
Die voranstehend beschriebenen Verfahren zur Bestimmung optometrischer Parameter können dafür verwendet werden, auf eine Kontrastsensitivität hin überprüft zu werden.
Dabei kann es vorgesehen sein, dass der Refraktion ist jederzeit oder zu ausgewählten Verfahrensschritten in die Ausführung des Algorithmus eingreifen kann. Insbesondere kann ein solcher Eingriff und/oder Input erfolgen beim binokularen Abgleich der Additon und/oder Bestimmen eines Kreuzzylinders.
Zusätzlich oder alternativ zur Bestimmung der (z.B. besten) subjektiven Refraktion können auch Visuswerte für eine oder mehrere optische Korrektionen oder ohne optische Korrektion erfasst werden. Dabei kann anstelle der üblichen akustischen Rückmeldungen des Probanden die voranstehend beschriebenen Rückmeldungen verwendet werden. Hierbei kann nicht nur den Visus bei bester Korrektion ermittelt werden, sondern auch entsprechende Visuswerte bei nicht optimaler Korrektion. Dies ermöglicht ein Erfassen der Auswirkung einer veränderten Wirkung auf die Sehschärfe, wie sie z.B. in Gleitsichtgläsern vorkommt (z.B. verursacht von einem ungewollten Astigmatismus oder einer nicht vollkommen passenden sphärischen Wirkung), und weiche bei der Berechnung von ophthalmischen Gläsern verwendet werden kann.
Bei Durchführung eines Messvorgangs mit der Größe eines Sehobjekts als variierte Eigenschaft kann direkt aus dem kleinsten erkannten Sehobjekt und der Entfernung des Anzeigefelds auf den Visus geschlossen werden.
Durch die so mögliche Erfassung von Visuswerten kann eine Bestimmung der Sensitivität des Visus erfolgen, welche auf dieser Visusbestimmung basiert. Dazu kann der Visus bei mindestens zwei vorgeschalteten Refraktionen, z.B. Null-Refraktionen, gemessen werden.
Bevorzugt wird dazu der Visus bei der besten optischen Korrektion, d.h. bei der besten subjektiven oder einer optimierten Refraktion, bestimmt. Zusätzlich kann der Visus bei einer von der besten optischen Korrektion abweichen Korrektion bestimmt werden, bevorzugt bei einer Plus-Korrektion, da eine Minus-Korrektion vom Probanden eventuell durch Akkomodation ausgeglichen werden kann, besonders bevorzugt im Bereich O.SOdpt bis 1 25dpt.
Einzelne oder sämtliche der voranstehenden Verfahrensschritte a) bis e) können unter Verwendung einer Lichtfeldanzeige durchgeführt werden, welche die optischen Korrektionen nicht dinglich vorhält, sondern lediglich simuliert. Dabei können zumindest während einiger der Verfahrensschritte a) bis e) mehrere unterschiedliche optische Korrektionen gleichzeitig auf unterschiedlichen Prüfbildbereichen angezeigt werden, um dem Probanden so die Auswahl der jeweils besten subjektiven Korrektion zu erleichtern. Kopplung mit zusätzlichen Systemen
Die manuelle und die zumindest teilweise automatische subjektive Refraktion kann von der Kenntnis zusätzlicher Daten wie z.B. objektiven Refraktionswerten, Daten einer älteren Verordnung, und/oder Werten eines eventuell bereits vorhandenen Korrektionsmittels (z.B. Brille oder Kontaktlinse) profitieren. Deswegen kann das System an zumindest eine der folgenden Einheiten gekoppelt und/oder damit kombiniert werden.
Messeinheit für objektive Daten des Auges: Zum Durchführen einer zumindest teilweise automatisierten subjektiven Refraktion kann auf objektive Messdaten des Auges, wie z.B. objektive Refraktionsdaten oder aberrometrische Daten zugegriffen werden, welche von einer Messeinheit für objektive Daten des Auges ermittelt werden können. Dazu kann entweder ein externes Auto refra kto mete r und/oder Aberrometer an das System angeschlossen werden, oder eine Autorefraktometer- bzw. Aberrometrie-Einheit in die Refraktionseinheit integriert werden.
Die Messergebnisse dieser Messeinheit können dann beispielsweise als Ausgangswerte für die manuelle oder die zumindest teilweise automatisierte subjektive Refraktion verwendet werden.
Weiterhin können weitere objektive Messdaten erfasst werden, wie z.B. aberrometrische Messdaten für einen oder zwei Beleuchtungszustände, pupillometrische Messdaten für beide Beleuchtungszustände, ggf. aberrometrische und/oder pupillometrische Messdaten für eine zweite Entfernung.
Vermessungseinheit zur Vermessung eines bereits vorhandenen Korrektionsmittels: Es können Werte eines eventuell bereits vorhandenen Korrektionsmittels, wie z.B. eine Brille oder eine Kontaktlinse, berücksichtigt werden. Da der Proband oft die Korrektionswerte der vorhandenen Korrektionsmittels nicht kennt, kann eine Vermessungseinheit das eventuell bereits vorhandene Korrektionsmittel vermessen und dessen Korrektionswerte ermitteln, also z.B. ein Scheitelbrechwertmesser mit einzelnem Messpunkt oder ein Wellenfront-Messgerät zur ganzflächigen Analyse einer Linse, ggf. mit Glastyp und Messpunkterkennung.
Die Ergebnisse der Vermessung können dann beispielsweise als Ausgangswerte für die manuelle oder die zumindest teilweise automatisierte subjektive Refraktion verwendet werden.
Die Verwendung der Vermessungseinheit zur Vermessung eines eventuell bereits vorhandenen Korrektionsmittels, wie z.B. ein Scheitelbrechwertmesser, kann unabhängig von der Verwendung einer voranstehend beschriebenen Messeinheit zur Messung objektiver Daten des Auges erfolgen oder in Kombination mit dieser.
Branchensoftware: Weiterhin können Verordnungswerte einer eventuell bereits vorhandenen Verordnung berücksichtigt werden. Die Verordnungswerte können manuell eingegeben werden oder von einem anderen Softwaresystem digital zur Verfügung gestellt werden. Damit können diese Verordnungswerte von einer Branchen Software importiert werden.
Die Verordnungswerte können beispielsweise als Ausgangswerte für die manuelle oder zumindest teilweise automatisierte subjektive Refraktion verwendet werden.
Wird eine Branchensoftware verwendet, so können vom System ermittelte Messdaten wie die ermittelte Refraktion und/oder andere visuelle Parameter, z.B. Erken nbarkeits- oder Unterscheidbarkeitsschwellen, monokulare und/oder binokulare Sehschärfe bei bester Korrektion, Sehschärfe bei sphärischer und/oder astigmatischer Nebeldung, etc., mittels einer Übermittlungseinheit an die Branchensoftware übermittelt werden. Die vom System ermittelten Messdaten können z.B. zur Bestellung, Fertigung und/oder zur Beratung über ophthalmische Gläser und/oder anderer optischer Korrektionsmittel verwendet werden.
Figur 2 zeigt in einer schematischen Darstellung eine erste Ausführungsform eines Systems zur Bestimmung optometrischer Parameter eines Probanden 10 in einem ersten Anzeigezustand.
Das System weist eine Refraktionseinheit 14 zum Einstellen einer optischen Korrektion für zumindest ein Auge 12 des Probanden 10 auf. Die Refraktionseinheit 14 kann z.B. als ein Phoropter ausgebildet sein und/oder einen Phoropter aufweisen. Das System weist weiterhin eine Eyetrackingeinheit 16 auf, welche z.B. an der Refraktionseinheit 14 angeordnet sein kann, und welche dazu ausgebildet und/oder konfiguriert ist, eine Blickrichtung R und/oder eine Orientierung des zumindest einen Auges 12 des Probanden 10 zu erfassen, insbesondere während der Proband 10 ein angezeigtes Prüfbild betrachtet. Dieses Prüfbild kann auf einer Anzeigeeinheit 24 angezeigt werden und mehrere Sehzeichen 26 und 28 als Sehobjekte umfassen. Die Sehzeichen 26 und 28 können in Prüfbildbereichen angezeigt werden, z.B. in jedem Prüfbildbereich jeweils ein Sehzeichen 26, 28. Dazu kann jedes Sehzeichen 26, 28 mit einer zugeordneten optischen Korrektion und/oder angelegten Refraktion angezeigt werden.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel blickt der Proband 10 mit seinem Auge 12 durch die Refraktionseinheit 14 entlang der Blickrichtung R auf das angeblickte Sehzeichen 26, welches in der Figur 2 als ein „A“ gezeigt ist. Dabei kann die Eyetrackingeinheit 16 die Blickrichtung R erfassen. Anhand der so erfassten Blickrichtung R kann geprüft werden, dass der Proband 10 das angeblickte Sehzeichen 26 betrachtet und nicht eines der unangeblickten Sehzeichen 28, welche in der Figur 2 als „B“, „C“ und „D“ gezeigt sind. Somit kann unterschieden werden, welches der Sehzeichen 26, 28 der Proband anblickt.
Das System kann weiterhin eine Steuereinheit 18 umfassen, welches eine Steuerung 20 der Refraktionseinheit 14 und/oder der Anzeigeeinheit 24 umfassen kann. Die Steuereinheit 18 kann zudem dazu ausgebildet und/oder konfiguriert sein, die von der Eyetrackingeinheit 16 erfasste Blickrichtung R auszulesen und/oder zu empfangen. Das System kann weiterhin einen Auslöser 22 umfassen, welcher z.B. an der Steuereinheit 18 ausgebildet sein kann, z.B. als ein Taster. Die Steuereinheit 18 kann dazu ausgebiidet und/oder konfiguriert sein, von dem Auslöser 22 generierte Signale auszulesen und/oder zu empfangen.
Die Steuereinheit 18 kann dazu ausgebildet und/oder konfiguriert sein, von der Refraktionseinheit 14 und/oder der Anzeigeeinheit 24 und/oder der Eyetrackingeinheit 16 und/oder dem Auslöser 22 generierte Signale auszuwerten.
Die Steuereinheit 18 kann weiterhin als eine Signaleinheit ausgebildet sein, welche ein Augensignal erstellt, welches Informationen zu der erfassten Blickrichtung R und/oder Orientierung des zumindest einen Auges 12 des Probanden 10 enthält. Die
Steuereinheit 18 kann als eine Auswerteinheit ausgebildet sein, welche die optometrischen Parameter des Probanden 10 bestimmt unter Auswertung des Augensignals in Abhängigkeit von dem angezeigten Prüfbild.
Figur 3 zeigt in einer schematischen Darstellung eine zweite Ausführungsform eines Systems zur Bestimmung optometrischer Parameter eines Probanden 10 in einem zweiten Anzeigezustand. Dieses System ist ähnlich oder gleich zu dem in Fig. 2 gezeigten System ausgebildet, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Merkmale kennzeichnen. Dabei kann die Steuereinheit 18 dazu ausgebildet und/oder konfiguriert sein, zusätzlich von einer Anzeigeeinheit 30 generierte Signale auszuwerten, und die Steuerung 20 kann eine Steuerung der Anzeigeeinheit 30 umfassen. Die Anzeigeeinheit 30 dieses Systems kann identisch zu der Anzeigeeinheit 24 des in Fig. 2 gezeigten Systems sein.
Das System weist die Anzeigeeinheit 30 auf, auf welcher zumindest ein Bestätigungsfeld 32 und/oder zumindest ein Abbruchsfeld 34 angezeigt werden kann bzw. können. Solche Bestätigungs- und/oder Abbruchfelder 32 und 34 können auch zusätzlich in den in Figur 2 gezeigten Sehzeichen 26, 28 angezeigt werden und/oder vorgesehen sein. Das Bestätigungsfeld 32 und/oder das Abbruchsfeld 34 kann als ein Betätigungsfeld ausgebildet sein, mittels welchem der Proband 10 eine Rückmeldung an das System geben kann.
So kann der Proband 10 z.B. gefragt werden, ob seine Blickrichtung R korrekt erfasst wurde. Dies kann über ein Audiosignal erfolgen oder z.B. über eine entsprechende Anzeige auf der Anzeigeeinheit 30 und/oder 24. Hat er die Blickrichtung R korrekt erfasst, also z.B. dass der Proband 10 soeben das angeblickte Sehzeichen 26 (z.B. „A“) angeblickt hat, so kann der Proband 10 das Bestätigungsfeld 32 fixieren, falls dies korrekt ist. Wurde die Blickrichtung R nicht korrekt erfasst, kann der Proband 10 eines der Abbruchfelder 34 fixieren. Ein Fixieren des Bestätig ungs- und/oder Abbruchfelds 32, 34 kann von der Eyetrackingeinheit 16 erfasst werden und von der Steuereinheit 18 ausgewertet werden.
Figur 4 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Lichtfelddisplay 36 als Lichtfeldanzeige eines Systems zur Bestimmung optometrischer Parameter eines Probanden. Das Lichtfelddisplay 36 kann als eine Refraktionseinheit und/oder eine Anzeigeeinheit verwendet werden. Das System weist eine Eyetrackingeinheit 16 auf, welche z.B. in das Lichtfelddisplay 36 integriert sein kann und/oder mit diesem verbunden sein kann. Ähnlich oder genauso wie die in den Figuren 2 und 3 gezeigten Ausführungsformen weist das System eine Steuereinheit 18 auf, welches zur Steuerung des Lichtfelddisplays 36 und/oder der Eyetrackingeinheit 16 ausgebildet sein kann. Die Steuereinheit 18 kann dazu ausgebildet und/oder konfiguriert sein, vom Lichtfelddisplay 36 und/oder der Eyetrackingeinheit 16 generierte Signale zu erfassen und/oder auszuwerten.
Auf dem Lichtfelddisplay 36 wird ein Prüfbild angezeigt, welches zur Bestimmung der subjektiven Refraktion des Probanden 10 dient und eine Mehrzahl von Prüfbildbereichen aufweist. Hierbei kann in jedem Prüfbildbereich z.B. zumindest ein Sehzeichen 38, 40 angezeigt werden, welche reihenweise mit derselben optischen Korrektion und/oder Wirkung projiziert werden. Für jeden der Prüfbildbereiche kann eine zugeordnete optische Korrektion für das zumindest ein Auge 12 des Probanden 10 derart simuliert werden, dass der Eindruck entsteht, dass das zumindest eine Auge 12 das jeweilige Sehzeichen 38, 40 durch die jeweils zugeordnete optische Korrektion betrachtet. Hierbei können sich zumindest zwei der simulierten, zugeordneten optischen Korrektionen hinsichtlich ihrer optischen Wirkung voneinander unterscheiden. Die Prüfbildbereiche werden mit den zugeordneten optischen Korrektionen simultan angezeigt.
Dabei können die Sehzeichen 38, 40 jeder Reihe mit der jeweils gleichen optischen Korrektion (innerhalb der Reihe) projiziert werden. Die optischen Korrektionen mit der die Sehzeichen 38, 40 der einzelnen Reihen projiziert werden, unterschieden sich voneinander, z.B. in der verwendeten Defokuskomponente. Mittels dieser unterschiedlichen Defokuskomponenten kann die subjektiv benötigte mittlere Sphäre bestimmt werden.
Alternativ kann die optische Korrektion jeder Reihe auch die Sphärenwirkung, die Zylinderwirkung und/oder die Achse voneinander abweichen. So kann die optische Korrektion z.B. um einen festen oder variablen Betrag voneinander abweichen, z.B. um jeweils % Dioptrie in der Sphäre und/oder im Zylinder. Die Korrektionen können pro Reihe um eine bestimmte Zylinderachse verdreht gegeneinander projiziert sein, z.B. jeweils um 45°.
Dadurch kann die Wahl der subjektiv besten optischen Korrektion sicher getroffen werden, da für jede optische Korrektion mehrere Sehzeichen 38, 40 zur Verfügung stehen, nämlich eine ganze Reihe Sehzeichen mit derselben optischen Korrektion. Der Proband 10 kann somit diejenige Reihe auswählen, welche mit der für den Probanden 10 subjektiv besten optischen Korrektion projiziert wird. Hierbei ist so eine sicherere Bestimmung des Visus für jede verwendete Korrektion möglich, wenn gewünscht.
Figur 5 zeigt, ähnlich wie Figur 4, in einer schematischen Darstellung ein Lichtfelddisplay 36 als Lichtfeldanzeige eines Systems zur Bestimmung optometrischer Parameter eines Probanden. Hierbei kennzeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Merkmale. Auf dem Lichtfelddisplay 36 werden Sehzeichen 38, 40 in Reihen und Spalten angezeigt, welche mit jeweils unterschiedlichen optischen Korrektionen projiziert werden können. Dabei können innerhalb jeder Reihe (oder alternativ Spalte) die Sehzeichen 38, 40 mit jeweils gleichen Astigmatismuskomponenten JO der optischen Korrektur projiziert werden. Die Astigmatismuskomponenten JO der optischen Korrektur der einzelnen Reihen (oder alternativ Spalten) unterschieden sich aber voneinander. In jeder Spalte (oder alternativ Reihe) werden dagegen die Sehzeichen 38, 40 mit jeweils gleichen Astigmatismuskomponente J45 der optischen Korrektur projiziert. Die Astigmatismuskomponenten J45 der optischen Korrektur der einzelnen Spalten (oder alternativ Reihen) unterschieden sich aber untereinander.
So kann mit den in Fig. 4 schematisch gezeigten Ansatz z.B. zunächst die Defokuskomponente und somit die mittlere Sphäre ermittelt werden. Anschließend kann z.B. mit dem in Fig. 5 schematisch gezeigten Ansatz die Astigmatismuskomponenten J0 und J45 ermittelt werden. Zusammen ergeben sich daraus Sphäre, Zylinder und Achse der subjektiv benötigten optischen Korrektion.
Bezugszeichenliste
1 Kreuzzylinder
2 Griffachse
3 Zylinderachse des Pluszylinders
4 Zylinderachse des Minuszylinders
5 Griff
10 Proband
12 Auge
14 Refraktionseinheit
16 Eyetrackingeinheit
18 Steuereinheit
20 Steuerung
22 Auslöser 24 Anzeigeeinheit 26 angeblicktes Sehzeichen 28 unangeblicktes Sehzeichen 30 Anzeigeeinheit 32 Bestätigungsfeld
34 Abbruchsfeld 36 Lichtfelddisplay 38 Sehzeichen 40 Sehzeichen R Blickrichtung

Claims

Patentansprüche
1 Verfahren zur Bestimmung optometrischer Parameter eines Probanden mit den Schritten:
Einstellen einer optischen Korrektion für zumindest ein Auge (12) des Probanden (10) mittels einer Refraktionseinheit (14; 36); - Anzeigen eines Prüfbilds zur Bestimmung der subjektiven Refraktion des Probanden (10);
Erfassen einer Blickrichtung (R) und/oder einer Orientierung des zumindest einen Auges (12) des Probanden (10) mittels einer Eyetrackingeinheit (16), während der Proband (10) das angezeigte Prüfbild betrachtet;
Erstellen eines Augensignals, welches Informationen zu der erfassten Blickrichtung (R) und/oder Orientierung des zumindest einen Auges (12) des Probanden (10) enthält; und
Bestimmen der optometrischen Parameter des Probanden (10) unter Auswertung des Augensignals in Abhängigkeit von dem angezeigten
Prüfbild.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei als die optometrischen Parameter zumindest ein Refraktionswert, zumindest eine Sensitivität, zumindest ein Parameter für ein Kontrastsehen, und/oder zumindest eine Sehschärfe bestimmt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Augensignal so erstellt wird, dass es eine horizontale und eine vertikale Komponente aufweist, welche von der Blickrichtung (R) und/oder der Orientierung des zumindest einen Auges (12) abhängig sind.
4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Augensignal mitels einer Signaleinheit (18) aus von der Eyetrackingeinheit (16) erzeugten Messdaten erzeugt wird.
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Prüfbild von einer Anzeigeeinheit (24; 30; 36) angezeigt wird, welche von einer Steuerung (20) gesteuert wird.
6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei eine Kalibrierung durchgeführt wird, während welcher Kalibrierungskorrekturdaten erzeugt werden bezüglich einer Abweichung der mitels der Eyetrackingeinheit (16) ermitelten Blickrichtung (R) und/oder Orientierung von einer tatsächlich eingenommenen Blickrichtung (R) und/oder Orientierung des zumindest einen Auges (12) des Probanden (10) und ein kalibriertes Augensignal erstellt und ausgewertet wird, bei welchem die von der Eyetrackingeinheit (16) erfasste Blickrichtung (R) und/oder Orientierung um die Kalibrierungskorrekturdaten korrigiert ist oder sind.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Augensignal kalibriert wird durch ein Erfassen der Blickrichtung (R) und/oder der Orientierung des zumindest einen Auges (12) des Probanden (10) mitels einer Eyetrackingeinheit (16), während der Proband (10) vorgegebene Bereiche und/oder Punkte betrachtet.
8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei ein zeitabhängiges Augensignal erzeugt wird, welches Informationen bezüglich Richtungsänderungen der Blickrichtung (R) und/oder Orientierung des zumindest einen Auges (12) des Probanden (10) enthält.
9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Prüfbild verwendet wird, um eine blickrichtungsabhängige Sehaufgabe an den Probanden (10) zu stellen, bei welcher in Abhängigkeit von der erfassten und ausgewerteten Blickrichtung (R) und/oder Orientierung des zumindest einen Auges (12) des Probanden (10) Rückschlüsse auf die optometrischen Parameter des Probanden (10) bei der jeweils eingestellten optischen Korrektion gezogen werden.
10. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei: das Prüfbild derart ausgebildet ist, dass es den Probanden (10) dazu veranlasst, in Abhängigkeit von seiner Sehschärfe unbewusst eine vorbestimmte Blickrichtung (R) einzunehmen und/oder eine vorbestimmte Blickbewegung durchzuführen, und dabei mittels der Eyetrackingeinheit (16) die Blickrichtung (R) und/oder die Blickbewegung und/oder die Orientierung des zumindest einen Auges (12) des Probanden (10) erfasst und als eine passive Rückmeldung registriert wird, während der Proband (10) dieses Prüfbild betrachtet.
11. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Proband (10) aufgefordert wird, bei Betrachtung des Prüfbildes eine von seinen optometrischen Parametern abhängige, vorbestimmte aktive Rückmeldung zu geben, was zumindest teilweise mittels einer vom Probanden (10) aktiv eingenommenen Blickrichtung (R) erfolgt, aus deren Erfassung Informationen zu diesen optometrischen Parametern des Probanden (10) ermittelt werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , wobei die aktive Rückmeldung zusätzlich zur aktiv eingenommenen Blickrichtung (R) eine Zusatzrückmeldung umfasst, welche vom Probanden (10) auf zumindest eine der folgenden Arten gegeben wird: durch manuelles Betätigen eines Auslösers (22); durch das Ausführen einer Geste; durch Blinzen und/oder das Schließen des zumindest einen Auges (12); durch eine akustische Rückmeldung.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei die aktive Rückmeldung beinhaltet, dass der Proband (10) eines von mehreren als Prüfbild angezeigten Sehobjekten (26, 28; 38, 40) erkennt und fixiert.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die aktive Rückmeldung beinhaltet, dass der Proband (10) eine Blickrichtung (R) einnimmt, welche von einer Eigenschaft zumindest eines als Prüfbild angezeigten Sehobjekts (26, 28; 38, 40) abhängt, welche oder welches der Proband (10) erkennt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei die aktive
Rückmeldung beinhaltet, dass der Proband (10) zunächst eine für die Rückmeldung relevante Blickrichtung (R) einnimmt, welche von zumindest einem als Prüfbild angezeigten Sehobjekt (26, 28; 38, 40) abhängt und welche von der Eyetrackingeinheit (16) erfasst wird, und anschließend ein Betätigungsfeld (32, 34) anblickt, was ebenfalls von der Eyetrackingeinheit (16) erfasst wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei die aktive Rückmeldung beinhaltet, dass der Proband (10) mit seinem Blick zumindest einem als Prüfbild angezeigten Sehobjekt (26, 28; 38, 40) folgt und die Blickrichtung (R) und/oder Orientierung seines zumindest einen Auges (12) dabei von der Eyetrackingeinheit (16) zeitabhängig als Blickbewegung und/oder Augenbewegung erfasst wird.
17. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei dem
Probanden (10) eine zum Prüfbild zugehörige Sehaufgabe auf zumindest eine der folgenden Arten erklärt wird: durch Anzeigen zumindest eines Textes, Bildes und/oder Videos; - durch die Wiedergabe einer akustischen Erklärung; und/oder durch einen Chat-bot und/oder Agenten, welcher von einer künstlichen Intelligenz gesteuert wird und mit welcher der Proband akustisch und/oder in Textform kommuniziert.
18. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei dem Probanden (10) hintereinander mehrere zumindest teilweise unterschiedliche Prüfbilder angezeigt werden und/oder dem zumindest einen Auge (12) nacheinander und/oder gleichzeitig zumindest teilweise unterschiedliche optische Korrektionen vorgehalten werden und die Blickrichtung (R) und/oder Orientierung des Probanden (10) für jedes der angezeigten Prüfbild und/oder jede der vorgehaltenen optischen Korrektionen erfasst und in Abhängigkeit vom jeweils angezeigten Prüfbild und/oder von der jeweils vorgehaltenen optischen Korrektion ausgewertet wird.
19. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Verfahren teilautomatisch oder vollautomatisch durchgeführt wird und dabei teilautomatisch oder vollautomatisch eine subjektive Refraktion durchgeführt wird und/oder teilautomatisch oder vollautomatisch der Visus und/oder die Visussensitivität des Probanden ermittelt wird.
20. Verfahren zur Bestimmung optometrischer Parameter eines Probanden (10), insbesondere nach einem der vorangegangenen Ansprüche, mit den Schritten: - Bereitstellen einer Lichtfeldanzeige (36);
Ansteuern der Lichtfeldanzeige (36) derart, dass die Lichtfeldanzeige (36) ein Prüfbild zur Bestimmung der subjektiven Refraktion des Probanden (10) anzeigt, wobei das Prüfbild eine Mehrzahl von Prüfbildbereichen aufweist; - die Lichtfeldanzeige (36) für jeden der Prüfbildbereiche eine zugeordnete optische Korrektion für zumindest ein Auge des Probanden derart simuliert, dass der Eindruck entsteht, dass das zumindest eine Auge (12) den jeweiligen Prüfbildbereich durch die jeweils zugeordnete optische Korrektion betrachtet; - sich zumindest zwei der simulierten, zugeordneten optischen
Korrektionen hinsichtlich ihrer optischen Wirkung voneinander unterscheiden; und die Prüfbildbereiche mit den zugeordneten optischen Korrektionen simultan angezeigt werden; und - Bestimmen der optometrischen Parameter des Probanden (10) in
Abhängigkeit von dem angezeigten Prüfbild und den simulierten optischen Korrektionen.
21. System zur Bestimmung optometrischer Parameter eines Probanden (10) mit: einer Refraktionseinheit (14; 36) zum Einsteilen einer optischen Korrektion für zumindest ein Auge (12) des Probanden (10); einer Anzeigeeinheit (24; 30; 36) zum Anzeigen eines Prüfbilds zur Bestimmung der subjektiven Refraktion des Probanden (10); einer Eyetrackingeinheit (16), welche dazu ausgebiidet und konfiguriert ist, eine Blickrichtung (R) und/oder eine Orientierung des zumindest einen Auges (12) des Probanden (10) zu erfassen, während der Proband (10) das angezeigte Prüfbild betrachtet; einer Signaleinheit (18), welche ein Augensignal erstellt, welches Informationen zu der erfassten Blickrichtung (R) und/oder Orientierung des zumindest einen Auges (12) des Probanden (10) enthält; und einer Auswerteinheit (18), welche die optometrischen Parameter des Probanden (10) bestimmt unter Auswertung des Augensignals in Abhängigkeit von dem angezeigten Prüfbild.
22. System zur Bestimmung optometrischer Parameter eines Probanden, insbesondere nach Anspruch 21 , mit einer Lichtfeldanzeige (36), welche dazu konfiguriert ist: ein Prüfbild zur Bestimmung der subjektiven Refraktion des Probanden (10) anzuzeigen, welches eine Mehrzahl von Prüfbildbereichen aufweist; und für jeden der Prüfbildbereiche eine zugeordnete optische Korrektion für zumindest ein Auge (12) des Probanden (10) derart zu simulieren, dass der Eindruck entsteht, dass das zumindest eine Auge (12) den jeweiligen Prüfbildbereich durch die jeweils zugeordnete optische Korrektion betrachtet; wobei sich zumindest zwei der simulierten, zugeordneten optischen Korrektionen hinsichtlich ihrer optischen Wirkung voneinander unterscheiden; und wobei die Prüfbildbereiche mit den zugeordneten optischen Korrektionen simultan angezeigt werden.
23. Computerprogrammprodukt umfassend computerlesbare Programmteile, welche geladen und ausgeführt eine Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22 dazu bringen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20 durchzuführen, wobei das Computerprogrammprodukt zumindest eine der folgenden Einheiten zumindest teilweise steuert und/oder regelt: die Refraktionseinheit (14; 36); und/oder - die Anzeigeeinheit (24; 30; 36); und/oder die Eyetrackingeinheit (16); und/oder die Signaleinheit (18); und/oder die Auswerteinheit (18).
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