RU2202937C2

RU2202937C2 - Refractometer (milanich tester)

Info

Publication number: RU2202937C2
Application number: RU2001111047A
Authority: RU
Inventors: А.И. Миланич
Original assignee: Миланич Александр Иванович
Priority date: 1998-10-27
Filing date: 1999-09-28
Publication date: 2003-04-27
Also published as: RU2137414C1; AU6234699A; WO2000024308A1

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: device has focusing optical element and test object. The focusing optical element is coupled with the test object placed in focal plane of the focusing optical element in normal vision function cases. Both test object and focusing optical element are movable relative to each other along the optical axis. EFFECT: high accuracy in determining eye refraction and accommodation; simplified device design; enhanced effectiveness in training eye muscles. 59 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике, точнее к рефрактометрам, используемым для определения параметров зрения. The invention relates to medical equipment, more specifically to refractometers used to determine vision parameters.

Предшествующий уровень техники
Одной из основной характеристик глаза является острота зрения, которой называют способность глаза различать мелкие детали объектов. Острота зрения зависит от структуры сетчатки, контрастности наблюдаемого объекта и фона, диаметра зрачка глаза, дефектов зрения, освещенности объекта и т.д. За единицу остроты зрения принята способность глаза различать объект размером в одну угловую минуту. Отклонения от нормы (близорукость, дальнозоркость), хотя и позволяют достаточно четко различать мелкие предметы, но лишь на определенных расстояниях. Следующим отклонением зрения от нормы является дальтонизм - неспособность человека различать оттенки цвета в определенном спектральном диапазоне. Дальтонизм вообще не влияет на остроту зрения при условии, что объекты не находятся на фоне, который для дальтоника совпадает с цветом объекта. Невозможность четкого восприятия предмета (наблюдается раздвоение), как следствие несферичности поверхности роговицы глаза, называется астигматизмом. Небольшой объем (глубина) аккомодации затрудняет восприятие близких и удаленных предметов в результате дистрофии мышцы, деформирующей хрусталик глаза, или других нарушений.State of the art
One of the main characteristics of the eye is visual acuity, which is called the ability of the eye to distinguish small details of objects. Visual acuity depends on the structure of the retina, the contrast of the observed object and background, the diameter of the pupil of the eye, visual defects, illumination of the object, etc. The unit of visual acuity is the ability of the eye to distinguish an object the size of one angular minute. Deviations from the norm (myopia, farsightedness), although they can quite clearly distinguish small objects, but only at certain distances. The next deviation of vision from the norm is color blindness - the inability of a person to distinguish shades of color in a certain spectral range. Color blindness does not affect visual acuity at all, provided that the objects are not on the background, which for color blind coincides with the color of the object. The impossibility of a clear perception of the subject (there is a bifurcation), as a result of the non-sphericity of the surface of the cornea of the eye, is called astigmatism. A small volume (depth) of accommodation makes it difficult to perceive close and distant objects as a result of dystrophy of the muscle that deforms the lens of the eye, or other disorders.

Из уровня техники известно множество способов и устройств определения параметров зрения. The prior art there are many methods and devices for determining the parameters of vision.

Известен способ диагностики зрения Грушникова, в котором измеряется расстояние от глаза испытуемого до объекта, когда глаз пациента может видеть удаленный объект, и на основе измеренного расстояния определяются параметры зрения (см. патент РФ 2071716, кл. А 61 В 3/103, опуб. 04.04.1995 г.). Однако этот способ позволяет определять величину корригирующей очковой линзы и лишь очень приближенно глубину аккомодации и астигматизм для случая близорукости. Способ не позволяет определить аналогичные параметры в случае дальнозоркости. A known method for diagnosing Grushnikov’s vision is to measure the distance from the subject’s eye to the object when the patient’s eye can see a distant object, and based on the measured distance, the parameters of vision are determined (see RF patent 2071716, class A 61 B 3/103, publ. 04/04/1995). However, this method allows determining the magnitude of the corrective spectacle lens and only very approximately the depth of accommodation and astigmatism for the case of myopia. The method does not allow to determine similar parameters in the case of farsightedness.

Известны способ и устройство для улучшения параметров аккомодации глаза, в котором глаз рассматривает точечный источник, расположенный не в фокусе линзы, что вызывает напряжение или расслабление мышцы, деформирующей хрусталик глаза, и, как следствие, ее тренировку. В данном устройстве осуществляют тренировку глаза, что позволяет корректировать зрение, не определяя параметров зрения (пат. США 3843249, кл. А 61 В 3/12, опуб. 22.10.1974 г.). A known method and device for improving the parameters of accommodation of the eye, in which the eye examines a point source located not in the focus of the lens, which causes tension or relaxation of the muscle that deforms the lens of the eye, and, as a result, its training. In this device, exercise the eye, which allows you to adjust vision without determining the parameters of vision (US Pat. US 3843249, class A 61 3/12, publ. 10/22/1974).

Известен рефрактометр для исследования клинической рефракции глаза (фиг. 2), содержащий коллиматорный объектив поз.1, тест-объект поз.2, связанный с измерительной шкалой поз.6, подвижный оптический компонент поз.7 и окулярную линзу поз. 8, при этом тест-объект размещен в передней фокальной плоскости коллиматорного объектива 1, а коллиматорный объектив 1, оптический компонент 7, окулярная линза 8 формируют оптическую систему и размещены вместе с тест-объектом 2 на оптической оси поз.3 (авт. свид. СССР 906508 от 23.02.1982, кл. А 61 В 3/103). Known refractometer for the study of clinical refraction of the eye (Fig. 2), containing a collimator lens pos.1, test object pos.2, associated with a measuring scale pos.6, a movable optical component pos.7 and an ocular lens pos. 8, while the test object is placed in the front focal plane of the collimator lens 1, and the collimator lens 1, the optical component 7, and the ocular lens 8 form the optical system and are placed together with the test object 2 on the optical axis, pos. 3 (Auth. USSR 906508 of 02.23.1982, class A 61 B 3/103).

В данном рефрактометре определение клинической рефракция глаза, объема аккомодации и астигматизма глаза производится самим пациентом в численном виде по шкале, градуированной в диоптриях. Пациент, рассматривая тест-объект 2 через оптическую систему, перемещает оптический компонент 7, добиваясь четкого изображения тест-объекта 2. По существу пациент "примеряет" очки разной силы и определяет, какие лучше. Однако, как правило, пациент предпочитает более сильные очки, поскольку в них более "комфортно" и в силу этого в известном рефрактометре заложена систематическая ошибка, влияющая на достоверность определяемых параметров зрения пациента. In this refractometer, the clinical refraction of the eye, the amount of accommodation and astigmatism of the eye is determined by the patient himself in numerical form on a scale graduated in diopters. The patient, viewing the test object 2 through the optical system, moves the optical component 7, achieving a clear image of the test object 2. In essence, the patient "tries on" glasses of different strengths and determines which is better. However, as a rule, the patient prefers stronger glasses, because they are more “comfortable” and, therefore, a well-known refractometer contains a systematic error that affects the reliability of the determined parameters of the patient’s vision.

К недостаткам следует отнести и сложность градуировки этого устройства. Так, градуировка расчетным путем требует чрезвычайно точного знания радиусов и показателей преломления коллиматорного объектива 1 и подвижного оптического компонента 7. Малейшая допущенная неточность в определении этих параметров влияет на точность градуировки шкалы и, следовательно, на достоверность измеряемых параметров. The disadvantages include the difficulty of graduation of this device. So, calibration by calculation requires extremely accurate knowledge of the radii and refractive indices of the collimator lens 1 and the moving optical component 7. The slightest inaccuracy in the determination of these parameters affects the accuracy of the graduation scale and, therefore, the reliability of the measured parameters.

Сущность изобретения
В соответствии с вышеизложенным задачей настоящего изобретения является создание устройства измерения параметров зрения, а именно рефрактометра, обеспечивающего повышение точности определения параметров глаза: объема аккомодации, выявление дальнозоркости и близорукости, определение величины диоптрий корригирующей линзы, параметров астигматизма и проверка цветового восприятия при одновременном упрощении конструкции рефрактометра, кроме того, с помощью настоящего устройства становится возможным проведение тренировок глазных мышц при наличии соответствующих медицинских методик.SUMMARY OF THE INVENTION
In accordance with the foregoing objective of the present invention is to provide a device for measuring vision parameters, namely a refractometer, providing increased accuracy in determining eye parameters: accommodation volume, detecting hyperopia and shortsightedness, determining the magnitude of corrective lens diopters, astigmatism parameters and checking color perception while simplifying the design of the refractometer In addition, with the help of this device it becomes possible to conduct eye mouse training with appropriate medical procedures.

Указанный результат достигается тем, что по первому варианту реализации изобретения в рефрактометре, содержащем оптически сопряженные фокусирующий оптический элемент и тест-объект, а также измерительный элемент, при этом тест-объект размещен в фокальной плоскости фокусирующего оптического элемента, тест- объект и/или фокусирующий оптический элемент размещают с возможностью взаимного перемещения вдоль оптической оси, при этом размещение тест-объекта в фокальной плоскости фокусирующего оптического элемента соответствует нормальному зрению и сопоставлено с началом отсчета измерительного элемента. This result is achieved by the fact that according to the first embodiment of the invention, in the refractometer containing the optically conjugated focusing optical element and the test object, as well as the measuring element, the test object is placed in the focal plane of the focusing optical element, the test object and / or focusing the optical element is placed with the possibility of mutual movement along the optical axis, while the placement of the test object in the focal plane of the focusing optical element corresponds to the normal vision and compared with the reference point of the measuring element.

При этом предпочтительным является то, что тест-объект выполнен, по меньшей мере, из двух тест-объектов, в том числе съемных, размещенных на небольшом расстоянии друг от друга вдоль оптической оси, при этом отсчет по измерительному элементу осуществляется при условии, когда четко виден только один из них. In this case, it is preferable that the test object is made of at least two test objects, including removable ones, placed at a small distance from each other along the optical axis, while the reading on the measuring element is carried out provided that it is clearly only one of them is visible.

Фокусирующий оптический элемент предпочтительно выполняют в виде коллиматорного объектива. The focusing optical element is preferably in the form of a collimator lens.

При этом фокусирующий оптический элемент может быть выполнен в виде собирающей линзы. In this case, the focusing optical element can be made in the form of a collecting lens.

Кроме того, фокусирующий оптический элемент может быть выполнен в виде вогнутого зеркала. In addition, the focusing optical element can be made in the form of a concave mirror.

При этом предпочтительным является выполнение измерительного элемента в виде измерительной шкалы. Moreover, it is preferable to perform the measuring element in the form of a measuring scale.

Кроме того, измерительная шкала может быть градуирована в диоптриях. In addition, the measuring scale can be graduated in diopters.

При этом разметка шкалы в диоптриях определяется по формуле:
x=f/(l-fN),
где f - фокусное расстояние фокусирующего оптического элемента, N - значение диоптрий на шкале с учетом знака, х - соответствующее данному N расстояние от фокусирующего оптического элемента.In this case, the marking of the scale in diopters is determined by the formula:
x = f / (l-fN),
where f is the focal length of the focusing optical element, N is the diopter value on the scale, taking into account the sign, x is the distance from the focusing optical element corresponding to a given N.

Измерительный элемент может быть выполнен в виде датчика перемещения. The measuring element can be made in the form of a displacement sensor.

При этом предпочтительным является введение в измерительный элемент дополнительной второй измерительной шкалы. In this case, it is preferable to introduce an additional second measuring scale into the measuring element.

А градуировка второй измерительной шкалы осуществляется в миллиметрах для измерения расстояния между зрачками глаз. And the graduation of the second measuring scale is carried out in millimeters to measure the distance between the pupils of the eyes.

При этом предпочтительным является то, что фокусирующий оптический элемент может быть дополнительно снабжен набором съемных линз с различными цилиндрическими и/или сферическими поверхностями. Moreover, it is preferable that the focusing optical element may be further provided with a set of removable lenses with various cylindrical and / or spherical surfaces.

Кроме того, в наборе съемных линз линзы с цилиндрической поверхностью размещены на фокусирующем оптическом элементе с возможностью вращения относительно оптической оси. In addition, in a set of removable lenses, lenses with a cylindrical surface are placed on the focusing optical element with the possibility of rotation about the optical axis.

При этом предпочтительным является то, что рефрактометр дополнительно содержит шкалу для определения углов главных меридианов астигматического глаза. It is preferable that the refractometer further comprises a scale for determining the angles of the main meridians of the astigmatic eye.

На тест-объекте для определения остроты зрения могут быть изображены графические объекты разных угловых размеров. Graphic objects of different angular sizes can be displayed on a test object for determining visual acuity.

Кроме того, тест-объект может быть выполнен с использованием цветных элементов для тестирования цветовосприятия. In addition, the test object can be performed using colored elements to test color perception.

Указанный результат достигается также тем, что по второму варианту реализации изобретения в рефрактометр, содержащий оптически сопряженные фокусирующий оптический элемент и тест-объект, а также измерительный элемент, при этом тест-объект размещен в фокальной плоскости указанного фокусирующего оптического элемента, между фокусирующим оптическим элементом и тест-объектом введен оптический элемент, прикрепленный к тест-объекту и измерительному элементу с возможностью совместного перемещения вдоль оптической оси, при этом размещение тест-объекта в фокальной плоскости фокусирующего оптического элемента соответствует нормальному зрению и сопоставлено с началом отсчета измерительного элемента. The indicated result is also achieved by the fact that, according to the second embodiment of the invention, a refractometer containing optically conjugated focusing optical element and a test object, as well as a measuring element, while the test object is placed in the focal plane of the specified focusing optical element, between the focusing optical element and the test object introduced an optical element attached to the test object and the measuring element with the possibility of joint movement along the optical axis, while placing t The object in the focal plane of the focusing optical element corresponds to normal vision and is compared with the reference point of the measuring element.

Введенный оптический элемент предпочтительно выполняют в виде поворотной призмы для изменения направления оптической оси на угол, близкий к 90 градусам. The inserted optical element is preferably made in the form of a rotary prism to change the direction of the optical axis by an angle close to 90 degrees.

Кроме того, введенный оптический элемент может быть выполнен в виде зеркала для изменения направления оптической оси на угол, близкий к 90 градусам. In addition, the introduced optical element can be made in the form of a mirror to change the direction of the optical axis by an angle close to 90 degrees.

Кроме того, в наборе съемных линз линзы с цилиндрической поверхностью могут размещаться на фокусирующем оптическом элементе с возможностью вращения относительно оптической оси. In addition, in a set of removable lenses, lenses with a cylindrical surface can be placed on the focusing optical element with the possibility of rotation about the optical axis.

Указанный результат достигается тем, что по третьему варианту реализации изобретения в рефрактометр, содержащий фокусирующий оптический элемент и тест-объект, а также измерительную шкалу, при этом тест-объект размещен в фокальной плоскости указанного фокусирующего оптического элемента, между фокусирующим оптическим элементом и тест-объектом введен оптический элемент, установленный с возможностью перемещения вдоль оптической оси, при этом оптически сопряженные фокусирующий оптический элемент и оптический элемент размещены в корпусе, а на тест-объект, неподвижно закрепленный на корпусе, нанесена измерительная шкала, при этом размещение тест-объекта в фокальной плоскости фокусирующего оптического элемента соответствует нормальному зрению и сопоставлено с началом отсчета измерительной шкалы. This result is achieved in that, according to a third embodiment of the invention, a refractometer containing a focusing optical element and a test object, as well as a measuring scale, while the test object is placed in the focal plane of the specified focusing optical element, between the focusing optical element and the test object an optical element is introduced, mounted with the possibility of movement along the optical axis, while the optically conjugated focusing optical element and the optical element are placed in the housing And the test object is fixedly attached to the housing, the measuring scale is applied, with the placement of the test object in the focal plane of the focusing optical element corresponds to normal vision and compared with the reference point of the measuring scale.

При этом предпочтительным является то, что тест-объект выполнен, по меньшей мере, из двух тест-объектов, в том числе съемных, размещенных на небольшом расстоянии друг относительно друга на оптической оси, при этом отсчет по измерительному элементу осуществляется при условии, когда четко виден только один из них. Moreover, it is preferable that the test object is made of at least two test objects, including removable ones, placed at a small distance from each other on the optical axis, while the reading on the measuring element is carried out provided that it is clearly only one of them is visible.

Введенный оптический элемент предпочтительно выполнен в виде поворотной призмы для изменения направления оптической оси на угол, близкий к 90 градусам. The introduced optical element is preferably made in the form of a rotary prism for changing the direction of the optical axis by an angle close to 90 degrees.

При этом разметка измерительной шкалы в диоптриях определяется по формуле:
x=f/(l-fN),
где f - фокусное расстояние фокусирующего оптического элемента, N - значение диоптрий на измерительной шкале с учетом знака, х - соответствующее данному N расстояние от фокусирующего оптического элемента.In this case, the marking of the measuring scale in diopters is determined by the formula:
x = f / (l-fN),
where f is the focal length of the focusing optical element, N is the diopter value on the measuring scale, taking into account the sign, x is the distance from the focusing optical element corresponding to this N.

Кроме того, в наборе съемных линз линзы с цилиндрической поверхностью размещают на фокусирующем оптическом элементе с возможностью вращения относительно оптической оси. In addition, in a set of removable lenses, lenses with a cylindrical surface are placed on the focusing optical element with the possibility of rotation about the optical axis.

Указанный результат достигается тем, что по четвертому варианту реализации изобретения в рефрактометре, содержащем фокусирующий оптический элемент и тест-объект, а также измерительную шкалу, тест-объект выполнен протяженным вдоль оптической оси, при этом фокусирующий оптический элемент и тест-объект установлены неподвижно, а на тест-объект нанесены измерительная шкала и N тестов, размещенных на предварительно определенном расстоянии вдоль оптической оси, при этом один из N тестов размещен в фокальной плоскости указанного фокусирующего оптического элемента и совмещен с началом отсчета измерительной шкалы, что соответствует нормальному зрению. The specified result is achieved by the fact that according to the fourth embodiment of the invention, in the refractometer containing the focusing optical element and the test object, as well as the measuring scale, the test object is made extended along the optical axis, while the focusing optical element and the test object are fixed, and a measuring scale and N tests placed at a predetermined distance along the optical axis are applied to the test object, while one of the N tests is placed in the focal plane of the specified focusing and an optical element is aligned with the reference point of the measuring scale, which corresponds to normal vision.

При этом предпочтительным является выполнение фокусирующего оптического элемента в виде коллиматорного объектива. In this case, it is preferable to make the focusing optical element in the form of a collimator lens.

Фокусирующий оптический элемент может быть выполнен в виде собирающей линзы. The focusing optical element may be in the form of a collecting lens.

При этом размещение N тестов на предварительно определенном расстоянии вдоль оптической оси и разметка измерительной шкалы в диоптриях определяется по формуле:
x=f/(l-fN),
где f - фокусное расстояние фокусирующего оптического элемента, N - значение диоптрий измерительной шкалы с учетом знака, х - соответствующее данному тесту расстояние от фокусирующего оптического элемента.The placement of N tests at a predetermined distance along the optical axis and the marking of the measuring scale in diopters is determined by the formula:
x = f / (l-fN),
where f is the focal length of the focusing optical element, N is the diopter value of the measuring scale, taking into account the sign, x is the distance from the focusing optical element corresponding to this test.

Предпочтительным является то, что фокусирующий оптический элемент может быть дополнительно снабжен набором съемных линз с различными цилиндрическими и/или сферическими поверхностями. It is preferable that the focusing optical element may be further provided with a set of removable lenses with various cylindrical and / or spherical surfaces.

И в наборе съемных линз линзы с цилиндрической поверхностью размещены на фокусирующем оптическом элементе с возможностью вращения относительно оптической оси. And in a set of removable lenses, lenses with a cylindrical surface are placed on the focusing optical element with the possibility of rotation about the optical axis.

Кроме того, рефрактометр дополнительно содержит шкалу для определения углов главных меридианов астигматического глаза. In addition, the refractometer further comprises a scale for determining the angles of the main meridians of the astigmatic eye.

Кроме того, по меньшей мере, на одном из N тестов могут быть изображены графические объекты разных угловых размеров для определения остроты зрения. In addition, at least one of the N tests can display graphical objects of different angular sizes to determine visual acuity.

И по меньшей мере один из N тестов может быть выполнен с использованием цветных элементов для тестирования цветовосприятия. And at least one of the N tests can be performed using color elements to test color perception.

Сущность изобретения проста и основана на физиологии глаза, заключающейся в способности глаза фокусировать на сетчатке изображения не только удаленных, но и близких предметов, т.е. аккомодации глаза. Существует особая точка, когда хрусталик глаза полностью расслаблен. Нормальный глаз, т.е. эмметропический, в этом случае фокусирует параллельный пучок лучей точно на сетчатку глаза (фиг. 1а), близорукий глаз, т.е. миопический, фокусирует на сетчатку расходящийся (фиг.1b), а дальнозоркий, т.е. гиперметропический, - сходящийся пучок лучей (фиг.1с). При этом предельные параметры как расходящегося, так и сходящегося пучка лучей, определяют отклонения зрения от нормы и диоптрии корригирующих очковых линз - назовем это "ошибкой зрения". The essence of the invention is simple and based on the physiology of the eye, which consists in the ability of the eye to focus on the retina of an image of not only distant, but also close objects, i.e. accommodation of the eye. There is a special point when the lens of the eye is completely relaxed. Normal eye i.e. emmetropic, in this case, the parallel beam of rays focuses precisely on the retina of the eye (Fig. 1a), myopic eye, i.e. myopic, focuses on the retina diverging (fig.1b), and farsighted, i.e. hyperopic, - converging beam of rays (figs). At the same time, the limiting parameters of both a diverging and a converging beam of rays determine the deviations of vision from the norm and diopter of corrective spectacle lenses - we will call this a "visual error."

Таким образом, изменяя взаимное положение тест-обьекта и фокусирующего оптического элемента, возможно выполнение имитации изображения тест-обьекта в сходящихся или расходящихся пучках на сетчатке глаза (т.е. для дальнозоркости или близорукости), при этом, используя измерительные шкалы, связанные с тест-объектом и/или с фокусирующим оптическим элементом, возможно прямое определение по измерительному элементу необходимой коррекции для глаза пациента в диоптриях. Thus, by changing the relative position of the test object and the focusing optical element, it is possible to simulate the image of the test object in convergent or diverging beams on the retina (i.e., for farsightedness or nearsightedness), while using measuring scales associated with the test -object and / or with a focusing optical element, it is possible to directly determine by the measuring element the necessary correction for the patient’s eye in diopters.

Краткое описание чертежей
Изобретение поясняется на примере предпочтительного варианта его осуществления со ссылками на чертежи, на которых представлено следующее:
фиг. 1a - схематичное представление хода лучей, попадающих точно на сетчатку глаза при нормальном зрении;
фиг. 1b - схематичное представление хода лучей, попадающих на сетчатку глаза для близорукого глаза;
фиг. 1с - схематичное представление хода лучей, попадающих на сетчатку глаза для дальнозоркого глаза;
фиг.2 - схематичное представление известного рефрактометра;
фиг. 3 - схематичное представление первого варианта реализации рефрактометра (тестера Миланича), соответствующего настоящему изобретению;
фиг. 4 - схематичное представление второго варианта реализации рефрактометра (тестера Миланича), соответствующего настоящему изобретению;
фиг. 5 - схематичное представление третьего варианта реализации рефрактометра (тестера Миланича), соответствующего настоящему изобретению;
фиг.6 - схематичное представление четвертого варианта реализации рефрактометра (тестер Миланича), соответствующего настоящему изобретению.Brief Description of the Drawings
The invention is illustrated by the example of a preferred embodiment with reference to the drawings, which show the following:
FIG. 1a is a schematic representation of the course of the rays that hit precisely the retina of the eye with normal vision;
FIG. 1b is a schematic representation of the path of rays incident on the retina of the eye for a myopic eye;
FIG. 1c is a schematic representation of the course of the rays falling on the retina for a farsighted eye;
figure 2 is a schematic representation of a known refractometer;
FIG. 3 is a schematic representation of a first embodiment of a refractometer (Milanic tester) according to the present invention;
FIG. 4 is a schematic representation of a second embodiment of a refractometer (Milanic tester) according to the present invention;
FIG. 5 is a schematic representation of a third embodiment of a refractometer (Milanic tester) according to the present invention;
6 is a schematic representation of a fourth embodiment of a refractometer (Milanic tester) according to the present invention.

Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
На фиг. 3 схематически изображен рефрактометр по первому варианту; позицией 1 обозначен фокусирующий оптический элемент, позицией 2 - тест-объект, оптическая ось - позицией 3, измерительный элемент - позицией 4, при этом фокусирующий оптический элемент оптически сопряжен с тест-объектом, который для случая нормального зрения размещен в фокальной плоскости фокусирующего оптического элемента, а тест-объект и фокусирующий оптический элемент размещены с возможностью взаимного перемещения вдоль оптической оси.Description of preferred embodiments of the invention
In FIG. 3 schematically shows a refractometer according to the first embodiment; 1 denotes a focusing optical element, 2 denotes a test object, an optical axis 3, a measuring element 4, and the focusing optical element is optically coupled to a test object, which for normal vision is placed in the focal plane of the focusing optical element and the test object and the focusing optical element are placed with the possibility of mutual movement along the optical axis.

Измерительный элемент (поз. 4) измеряет расстояние между фокусирующим оптическим элементом (поз.1) и тест-объектом (поз.2). The measuring element (pos. 4) measures the distance between the focusing optical element (pos. 1) and the test object (pos. 2).

Под взаимным перемещением фокусирующего оптического элемента (поз.1) и тест-объекта (поз.2) в рамках описания заявленного устройства следует понимать следующие возможные перемещения вдоль оптической оси вышеперечисленных элементов устройства. Under the mutual movement of the focusing optical element (item 1) and the test object (item 2) in the framework of the description of the claimed device, the following possible movements along the optical axis of the above elements of the device should be understood.

- Фокусирующий оптический элемент неподвижен, тест-объект перемещается вдоль оптической оси. - The focusing optical element is stationary, the test object moves along the optical axis.

- Тест-объект неподвижен, фокусирующий оптический элемент перемещается вдоль оптической оси. - The test object is stationary, the focusing optical element moves along the optical axis.

- Фокусирующий оптический элемент и тест-объект перемещаются вдоль оптической оси. - The focusing optical element and the test object move along the optical axis.

Измерительный элемент (поз.4) может быть выполнен в виде датчика перемещения, преобразующего положение перемещаемого элемента (тест-объект или объектив) в значение диоптрий корригирующей линзы ("ошибки зрения"), при этом не имеет значение, каким образом осуществляется само преобразование и какой вид имеет шкала датчика перемещения. The measuring element (item 4) can be made in the form of a displacement sensor that converts the position of the element to be moved (test object or lens) to the value of the dioptres of the corrective lens ("vision errors"), and it does not matter how the conversion is carried out and what kind of scale does the displacement sensor have.

Измерительный элемент может быть выполнен в виде потенциометра с цифровым индикатором, преобразующим изменение расстояние перемещаемого элемента (тест-объекта или объектива) в управляющий сигнал, преобразованный в значение диоптрий на цифровом индикаторе. The measuring element can be made in the form of a potentiometer with a digital indicator, which converts the change in the distance of the moved element (test object or lens) into a control signal converted to the diopter value on the digital indicator.

Измерительный элемент может быть выполнен в виде переменного сопротивления, преобразующего изменение расстояния между тест-объектом и объективом и соответствующее ему значение величины сопротивления в значение величины корригирующей линзы ("ошибки зрения") в диоптриях и т.д. The measuring element can be made in the form of variable resistance, which converts the change in the distance between the test object and the lens and the corresponding value of the resistance value into the value of the value of the corrective lens ("vision error") in diopters, etc.

Конструктивно наиболее простое решение - это выполнение измерительного элемента в виде шкалы, неподвижно закрепленной на корпусе, по которой определяют значение "ошибки зрения" пациента, перемещая подвижный элемент (тест-объект и/или фокусирующий оптический элемент). Structurally, the simplest solution is the implementation of the measuring element in the form of a scale fixedly mounted on the housing, which determines the value of the "visual error" of the patient by moving the movable element (test object and / or focusing optical element).

Расстоянию между фокусирующим оптическим элементом и тест-объектом сопоставлено численное значение, функционально связанное с диоптриями корригирующей линзы (необходимой для коррекции зрения пациента). Градуировку шкалы в диоптриях можно осуществить, например, расчетным путем следующим образом. The distance between the focusing optical element and the test object is compared with a numerical value functionally associated with the diopters of the corrective lens (necessary for correcting the patient’s vision). The graduation of the scale in diopters can be carried out, for example, by calculation as follows.

Используя формулу тонкой линзы:
1/x+l/b=l/f, (1)
где f - фокусное расстояние фокусирующего оптического элемента, х и b - расстояния от фокусирующего оптического элемента до тест-объекта и от фокусирующего оптического элемента до его изображения соответственно.Using the formula of a thin lens:
1 / x + l / b = l / f, (1)
where f is the focal length of the focusing optical element, x and b are the distances from the focusing optical element to the test object and from the focusing optical element to its image, respectively.

В соответствии с формулой (1) можно пересчитать расстояние х в соответствующие диоптрии и градуировать шкалу в диоптриях. In accordance with formula (1), you can recalculate the distance x in the corresponding diopters and graduate the scale in diopters.

x=f/(l-fN), (2)
где N значение диоптрий на шкале с учетом знака, х - соответствующее данному N расстояние от фокусирующего оптического элемента. В случае толстой линзы формула будет иметь незначительные уточнения. Дальнозоркости соответствует знак плюс, а близорукости - минус. Положению тест-объекта точно в фокусе фокусирующего оптического элемента соответствует нормальное зрение и ноль шкалы, что отражает и эта формула.x = f / (l-fN), (2)
where N is the diopter value on the scale, taking into account the sign, x is the distance from the focusing optical element corresponding to a given N. In the case of a thick lens, the formula will have minor refinements. Hyperopia corresponds to the plus sign, and myopia - minus. The position of the test object exactly in the focus of the focusing optical element corresponds to normal vision and zero scale, which reflects this formula.

Формулу применяют следующим образом. Например, мы хотим градуировать шкалу значениями 1, - 4 и 2,7. Подставив каждое из значений с учетом знака в формулу (2), получим соответствующее данным диоптриям расстояние от линзы до положения тест-объекта, затем наносим данное значение на шкалу на этом расстоянии. The formula is used as follows. For example, we want to graduate the scale with values of 1, - 4, and 2.7. Substituting each of the values taking into account the sign into formula (2), we obtain the distance from the lens to the position of the test object corresponding to these diopters, then we apply this value to the scale at this distance.

Шкала измерительного элемента может быть выполнена в виде градуированной линейки, цифрового жидкокристаллического или светодиодного индикатора и т.п. The scale of the measuring element can be made in the form of a graduated ruler, a digital liquid crystal or LED indicator, etc.

Для измерения расстояния между зрачками можно дополнить рефрактометр второй шкалой, градуированной в миллиметрах в диапазоне от 50 до 85 мм (в среднем у большинства людей это расстояние находится вблизи 65 мм), что соответствует с запасом расстоянию между зрачками большинства населения - и детей, и взрослых. Помимо этого, на подвижной и неподвижной частях рефрактометра предпочтительно выполнить два отверстия с диаметром 0.2-2 мм, расстояние между центрами которых в миллиметрах точно соответствует второй шкале. Диаметр отверстий определяет точность данного измерения. Для изготовления очков требуется точность в 1 мм. To measure the distance between the pupils, you can supplement the refractometer with a second scale, graduated in millimeters in the range from 50 to 85 mm (on average for most people this distance is close to 65 mm), which corresponds to a margin between the pupils of the majority of the population - both children and adults . In addition, it is preferable to make two holes with a diameter of 0.2-2 mm on the moving and fixed parts of the refractometer, the distance between the centers of which in millimeters exactly corresponds to the second scale. The diameter of the holes determines the accuracy of this measurement. For the manufacture of glasses, an accuracy of 1 mm is required.

Тогда пациент, приблизив отверстия к глазам и рассматривая любой удаленный предмет через эти два отверстия правым и левым глазом одновременно, сдвигая отверстия друг относительно друга и добиваясь четкого изображения удаленного объекта, сможет определить расстояние между зрачками глаз по показаниям этой второй шкалы. Then the patient, bringing the openings closer to the eyes and examining any distant object through these two openings with the right and left eye at the same time, shifting the openings relative to each other and achieving a clear image of the distant object, will be able to determine the distance between the pupils of the eyes according to this second scale.

Таким образом, используя описанное выше устройство, сам пациент или врач может провести полную диагностику, необходимую для изготовления очков. Thus, using the device described above, the patient himself or the doctor can conduct a complete diagnosis necessary for the manufacture of glasses.

Фокусирующий оптический элемент (позиция 1 - на всех фигурах) может быть выполнен в виде коллиматорного объектива, собирающей линзы или вогнутого зеркала. The focusing optical element (position 1 - in all figures) can be made in the form of a collimator lens, collecting lenses or a concave mirror.

Очевидно, что применение коллиматорного объектива позволяет формировать более четкое изображение, однако при сохранении всех функциональных характеристик заявленного рефрактометра применение собирающей линзы или вогнутого зеркала в качестве формирующего изображение оптического элемента значительно снижает стоимость устройства. Obviously, the use of a collimator lens allows you to create a sharper image, however, while maintaining all the functional characteristics of the claimed refractometer, the use of a collecting lens or concave mirror as an image forming optical element significantly reduces the cost of the device.

Коллиматорный объектив, собирающая линза и вогнутое зеркало могут быть снабжены набором съемных линз с различными цилиндрическими и/или сферическими поверхностями, при этом линзы с цилиндрической поверхностью размещают на коллиматорном объективе с возможностью вращения относительно оптической оси, что позволяет определять главные меридианы астигматического глаза и осуществлять тестирование астигматического глаза. The collimator lens, the collecting lens and the concave mirror can be equipped with a set of removable lenses with various cylindrical and / or spherical surfaces, while lenses with a cylindrical surface are placed on the collimator lens with the possibility of rotation about the optical axis, which allows determining the main meridians of the astigmatic eye and testing astigmatic eyes.

Определение астигматизма при помощи набора съемных линз требует наличия поворотной шкалы для возможности измерения угла, соответствующего повороту оси цилиндрической линзы, при котором происходит компенсация астигматизма. The determination of astigmatism using a set of removable lenses requires a rotary scale to be able to measure the angle corresponding to the rotation of the axis of the cylindrical lens at which astigmatism is compensated.

Кроме того, применение набора съемных линз позволяет адаптировать заявленный рефрактометр для конкретного человека, что особенно удобно для миопического зрения. In addition, the use of a set of removable lenses allows you to adapt the claimed refractometer for a specific person, which is especially convenient for myopic vision.

Размещение на коллиматорном объективе, собирающей линзе или вогнутом зеркале дополнительного оптического элемента - съемной линзы с возможностью вращения относительно оптической оси не обязательно требует перерасчета и новой градуировки шкалы по описанной ранее методике, поскольку новая шкала может быть градуирована в относительных единицах и может служить для повышения точности относительных изменений параметров зрения. Placing on an collimator lens, a collecting lens or a concave mirror an additional optical element - a removable lens with the possibility of rotation about the optical axis does not necessarily require recalculation and a new graduation of the scale according to the previously described method, since the new scale can be graduated in relative units and can serve to increase accuracy relative changes in vision parameters.

Повышение точности определения параметров глаза осуществляется при выполнении тест-объекта (позиция 2 на всех фигурах) в виде, по меньшей мере, двух тест-объектов (не показано на чертеже), в том числе съемных, размещенных на некотором расстоянии друг относительно друга на оптической оси - позиция 3. Improving the accuracy of determining the parameters of the eye is carried out when performing a test object (position 2 in all figures) in the form of at least two test objects (not shown in the drawing), including removable ones, placed at some distance relative to each other on the optical axis - position 3.

Выбрав расстояние между тест-объектами в соответствии с формулой (2), исходя из того, что это расстояние соответствует, скажем, 0,3 диоптриям вблизи положения тест-объекта, соответствующего нормальному зрению, пациент получает возможность определять параметры своих глаз с точностью лучше 0,3 диоптрии при определений дальнозоркости и хуже 0,3 диоптрий при определении близорукости. Для этого отсчет по шкале производится, когда четко виден лишь один из тест-объектов, при этом сама градуировка шкалы выполняется лишь по одному из тест-объектов. Choosing the distance between test objects in accordance with formula (2), based on the fact that this distance corresponds to, say, 0.3 diopters near the position of the test object corresponding to normal vision, the patient is able to determine the parameters of his eyes with an accuracy better than 0 , 3 diopters when determining farsightedness and worse than 0.3 diopters when determining myopia. To do this, the reading on the scale is made when only one of the test objects is clearly visible, while the graduation of the scale itself is performed on only one of the test objects.

В случае применения съемной линзы (не показано на чертеже) предпочтительно добавить еще один тест-объект или использовать съемный, заменяемый тест-объект. Это связано с тем, что при увеличении расстояния между тест-объектом и фокусирующим оптическим элементом целесообразно увеличить расстояние между тест-объектами или, не изменяя расстояние между двумя тест-объектами, добавить третий (следующий) тест-объект. In the case of using a removable lens (not shown in the drawing), it is preferable to add another test object or to use a removable, replaceable test object. This is due to the fact that when increasing the distance between the test object and the focusing optical element, it is advisable to increase the distance between the test objects or, without changing the distance between the two test objects, add the third (next) test object.

Оптимальным является изменение расстояния между составляющими тест-объектами по мере увеличения расстояния между тест-объектом и фокусирующим оптическим элементом. Optimal is the change in the distance between the components of the test object as the distance between the test object and the focusing optical element increases.

Изображения, наносимые на тест-объект, позволяют адаптировать рефрактометр для различных групп пациентов. Для детей дошкольного возраста тест-объект может включать знакомые им предметы (звери, игрушки и т.д.), что позволит проводить тестирование более эффективно. Для людей с пониженной остротой зрения тест-объект может быть составлен из более крупных фигур. Images applied to the test object allow you to adapt the refractometer for various groups of patients. For preschool children, the test object may include objects familiar to them (animals, toys, etc.), which will allow testing more effectively. For people with reduced visual acuity, the test object can be composed of larger figures.

Для проверки остроты зрения на тест-объектах можно изобразить графические объекты разных угловых размеров, например, соответствующие заданным угловым размерам: одна угловая минута - 1, пол угловой минуты - 2, две угловых минуты - 0,5 и т.п. Расположив на тест-объекте элементы больших и меньших угловых размеров, можно тестировать отклонения в остроте зрения в требуемом диапазоне. Если угловой размер наблюдаемого элемента близок к нормальной остроте зрения, что соответствует одной угловой минуте в диапазоне проводимых измерений, и пациент его различает, это указывает на нормальную остроту зрения пациента. To check visual acuity on test objects, graphical objects of different angular sizes can be displayed, for example, corresponding to given angular sizes: one angular minute - 1, half an angular minute - 2, two angular minutes - 0.5, etc. By placing elements of large and smaller angular sizes on the test object, it is possible to test deviations in visual acuity in the required range. If the angular size of the observed element is close to normal visual acuity, which corresponds to one angular minute in the range of measurements, and the patient distinguishes it, this indicates the normal visual acuity of the patient.

Простейший вид таких элементов - чередующиеся полосы с различным расстоянием между ними, при этом тестируется острота зрения не по всей области сетчатки, а вблизи зоны наибольшей остроты зрения. The simplest form of such elements is alternating stripes with different distances between them, while visual acuity is tested not over the entire area of the retina, but near the zone of greatest visual acuity.

Использование цветных элементов тест-объекта позволяет проверять отклонения цветовосприятия пациента. Сами тесты могут быть стандартными тестами для определения дальтонии, а использование цветных съемных тест-объектов позволяет проверять чувствительность глаза к различным участкам спектра. The use of colored elements of the test object allows you to check the deviations of the color perception of the patient. The tests themselves can be standard tests for determining color blindness, and the use of colored removable test objects allows you to check the sensitivity of the eye to different parts of the spectrum.

На фиг. 4 схематически изображен рефрактометр по второму варианту; позицией 1 обозначен фокусирующий оптический элемент, позицией 2 - тест-объект, оптическая ось - позицией 3, измерительный элемент - позицией 4, позицией 5 - оптический элемент, при этом тест-объект 2 размещен в фокальной плоскости указанного фокусирующего оптического элемента (поз.1), а оптический элемент (поз. 5), размещенный между фокусирующим оптическим элементом (поз. 1) и тест-объектом (поз.2) прикреплен к тест-объекту и измерительному элементу (поз.4) с возможностью их перемещения вдоль оптической оси (поз.3), при этом размещение тест-объекта (поз.2) в фокальной плоскости фокусирующего оптического элемента (поз.1) соответствует нормальному зрению и совмещено с началом отсчета измерительного элемента. In FIG. 4 schematically shows a refractometer according to the second embodiment; 1 denotes a focusing optical element, 2 denotes a test object, an optical axis 3, a measuring element 4, 5 an optical element, and test object 2 is located in the focal plane of the specified focusing optical element (1 ), and the optical element (pos. 5) located between the focusing optical element (pos. 1) and the test object (pos. 2) is attached to the test object and the measuring element (pos. 4) with the possibility of their movement along the optical axis (item 3), while the placement of the test object (item .2) in the focal plane of the focusing optical element (item 1) corresponds to normal vision and is aligned with the reference point of the measuring element.

Под взаимным перемещением фокусирующего оптического элемента (поз.1) и тест-объекта (поз.2) с оптическим элементом (поз.5) и измерительным элементом (поз.4) в рамках описания заявленного устройства по второму варианту понимаем ранее перечисленные возможности. By the mutual movement of the focusing optical element (pos. 1) and the test object (pos. 2) with the optical element (pos. 5) and a measuring element (pos. 4) in the framework of the description of the claimed device according to the second embodiment, we understand the previously listed possibilities.

Примеры выполнения измерительного элемента, фокусирующего оптического элемента, тест-объекта совпадают с вышеописанными примерами по первому варианту реализации рефрактометра. Examples of the implementation of the measuring element, the focusing optical element, the test object coincide with the examples described above in the first embodiment of the refractometer.

Введение в структуру рефрактометра по второму варианту оптического элемента (позиция 5 фиг. 4), где введенный оптический элемент может быть выполнен в виде поворотной призмы или зеркала, возможно также выполнение оптического элемента в виде системы линз и зеркал, позволяет сделать доступными результаты измерения параметров зрения для пациента. The introduction into the structure of the refractometer according to the second embodiment of the optical element (position 5 of Fig. 4), where the introduced optical element can be made in the form of a rotary prism or mirror, it is also possible to make the optical element in the form of a system of lenses and mirrors, makes it possible to make the results of measuring vision for the patient.

Однако параметры зрения пациента могут оставаться скрытыми от пациента и оставаться доступными лишь для врача. However, the patient's vision parameters can remain hidden from the patient and remain available only to the doctor.

Другим важным преимуществом реализации изобретения по второму варианту с поворотом оптической оси (фиг. 4) является возможность существенно уменьшить габариты рефрактометра. Кроме того, эта конструкция позволяет легче сменять тест-объекты, что важно для ряда тестов, например по цветовосприятию. Another important advantage of the implementation of the invention according to the second embodiment with the rotation of the optical axis (Fig. 4) is the ability to significantly reduce the dimensions of the refractometer. In addition, this design makes it easier to change test objects, which is important for a number of tests, for example, color perception.

На фиг. 5 схематически изображен рефрактометр по третьему варианту; где позицией 1 обозначен фокусирующий оптический элемент, позицией 2 - тест-объект, оптическая ось позицией 3, измерительная шкала позицией 6, позицией 5 - оптический элемент, корпус позицией 9 (не показан на чертеже), при этом тест-объект (поз.2) размещен в фокальной плоскости указанного фокусирующего оптического элемента (поз. 1), а оптический элемент (поз.5) установлен с возможностью перемещения вдоль оптической оси (поз.3), при этом оптически сопряженные фокусирующий оптический элемент (поз.1) и оптический элемент (поз. 5) размещены в корпусе, а на тест-объект (поз.2), неподвижно закрепленный на корпусе, нанесена измерительная шкала (поз.6), при этом размещение тест-объекта (поз.2) в фокальной плоскости фокусирующего оптического элемента (поз. 1) соответствует нормальному зрению и совмещено с началом отсчета измерительной шкалы (поз.6). In FIG. 5 schematically shows a refractometer according to the third embodiment; where 1 denotes a focusing optical element, 2 denotes a test object, an optical axis 3, a measuring scale 6, 5 a optical element, a housing 9 (not shown in the drawing), and a test object (2 ) is located in the focal plane of the specified focusing optical element (pos. 1), and the optical element (pos. 5) is mounted with the possibility of movement along the optical axis (pos. 3), while the optically conjugated focusing optical element (pos. 1) and the optical an element (item 5) is placed in the housing, and on there is an object (pos. 2) fixed on the body, a measuring scale is applied (pos. 6), while placing the test object (pos. 2) in the focal plane of the focusing optical element (pos. 1) corresponds to normal vision and is aligned with the reference point of the measuring scale (pos. 6).

При этом фокусирующий оптический элемент (поз.1) может быть снабжен набором съемных линз со шкалой (не показано на чертеже) с различными цилиндрическими и/или сферическими поверхностями. In this case, the focusing optical element (item 1) can be equipped with a set of removable lenses with a scale (not shown in the drawing) with various cylindrical and / or spherical surfaces.

На фиг.6 представлено выполнение рефрактометра по четвертому варианту на основе протяженного тест-объекта (поз.2) в виде нанесенных на него N тестов, расположенных на предварительно определенном расстоянии вдоль оптической оси (поз.3) и измерительной шкалы (поз.6), при этом один из N тестов, нанесенных на тест-объект (поз. 2) расположен в фокальной плоскости фокусирующего оптического элемента (поз.1) и совмещен с началом отсчета измерительной шкалы (поз.6), что соответствует нормальному зрению. Figure 6 shows the implementation of the refractometer according to the fourth embodiment based on an extended test object (item 2) in the form of N tests applied to it located at a predetermined distance along the optical axis (item 3) and a measuring scale (item 6) , while one of the N tests applied to the test object (pos. 2) is located in the focal plane of the focusing optical element (pos. 1) and is aligned with the reference point of the measuring scale (pos. 6), which corresponds to normal vision.

Размещение N тестов на предварительно определенном расстоянии вдоль оптической оси осуществляется в соответствии с формулой 2. Placing N tests at a predetermined distance along the optical axis is carried out in accordance with formula 2.

А фокусирующий оптический элемент (поз. 1) может быть дополнительно снабжен набором съемных линз со шкалой (не показано на чертеже) с различными цилиндрическими и/или сферическими поверхностями. A focusing optical element (pos. 1) can be additionally equipped with a set of removable lenses with a scale (not shown in the drawing) with various cylindrical and / or spherical surfaces.

По первому варианту рефрактометр работает следующим образом. According to the first embodiment, the refractometer works as follows.

Как уже описывалось выше, под взаимным перемещением фокусирующего оптического элемента и тест-объекта в рамках описания заявленного устройства следует понимать следующие возможные перемещения вдоль оптической оси вышеперечисленных элементов устройства. As already described above, by the mutual movement of the focusing optical element and the test object in the framework of the description of the claimed device, the following possible movements along the optical axis of the above elements of the device should be understood.

При описании работы устройства описывается вариант, когда фокусирующий оптический элемент неподвижен, а тест-объект перемещается вдоль оптической оси. When describing the operation of the device, an option is described when the focusing optical element is stationary and the test object moves along the optical axis.

Существует множество вариантов взаимного перемещения во всех реализациях рефрактометра, при этом не имеет принципиального значения, какой элемент движется, поскольку работу устройства определяет только расстояние от фокусирующего элемента до тест-объекта. There are many options for mutual displacement in all implementations of the refractometer, and it does not matter which element moves, since the operation of the device is determined only by the distance from the focusing element to the test object.

Варианты, когда тест-объект неподвижен, а фокусирующий оптический элемент перемещается и когда тест-объект и фокусирующий оптический элемент перемещаются, не описываются, поскольку работа устройства при этом принципиально не меняется по сравнению с описанным вариантом возможного перемещения. Variants when the test object is stationary and the focusing optical element moves and when the test object and the focusing optical element move are not described, since the operation of the device does not fundamentally change compared to the described variant of possible movement.

Перемещение тест-объекта (позиция 2) может осуществляться вдоль оптической оси из наиболее удаленного положения, максимального конструктивно возможного, определяемого габаритами корпуса до некоего конструктивно минимального расстояния. Moving the test object (position 2) can be carried out along the optical axis from the most distant position, the maximum structurally possible, determined by the dimensions of the housing to a certain structurally minimal distance.

Установив максимально возможное расстояние между тест-объектом (поз. 2) и фокусирующим оптическим элементом (поз.1), пациент начинает медленно уменьшать это расстояние. Это вызывает уменьшение показаний измерительного элемента (поз.4) от максимальных значений в сторону минимальных значений. Having established the maximum possible distance between the test object (pos. 2) and the focusing optical element (pos. 1), the patient begins to slowly reduce this distance. This causes a decrease in the readings of the measuring element (item 4) from the maximum values to the minimum values.

В какой-то момент человек увидит отчетливое изображение тест-объекта. Это первое расстояние соответствует полностью расслабленному состоянию хрусталика глаза, что соответствует определенному значению измерительного элемента и некоторой величине диоптрий корригирующей очковой линзы. Положению тест-объекта (поз. 2) точно в фокальной плоскости фокусирующего оптического элемента (поз. 1) для всех вариантов реализации рефрактометра соответствует нормальное зрение, как уже отмечалось выше, что соответствует началу отсчета измерительного элемента или значению "0" измерительной шкалы. At some point, a person will see a clear image of the test object. This first distance corresponds to a completely relaxed state of the lens of the eye, which corresponds to a certain value of the measuring element and a certain diopter value of the corrective spectacle lens. The position of the test object (pos. 2) exactly in the focal plane of the focusing optical element (pos. 1) for all refractometer implementations corresponds to normal vision, as noted above, which corresponds to the reference point of the measuring element or the value "0" of the measuring scale.

Продолжая уменьшать расстояние между тест-объектом и фокусирующим оптическим элементом, определяем второе расстояние, когда пациент перестает четко видеть тест-объект. Разность первого и второго значений показаний измерительного элемента в диоптриях дает объем (глубину) аккомодации глаза. Continuing to reduce the distance between the test object and the focusing optical element, we determine the second distance when the patient ceases to clearly see the test object. The difference between the first and second values of the readings of the measuring element in diopters gives the volume (depth) of accommodation of the eye.

При работе рефрактометра со съемной линзой, размещенной на фокусирующем оптическом элементе, повышается точность измерения глубины аккомодации глаза, т. е. повышается точность измерения "ошибки зрения". Поскольку оптическая сила такого составного фокусирующего оптического элемента изменилась, согласно изложенной ранее методике расчета по формуле (2) всегда можно выбрать фокусное расстояние съемной линзы так, чтобы расстояние, соответствующее расслабленному хрусталику увеличилось (хотя бы незначительно). Оптимальное расстояние будет более 2/3 от максимально возможного расстояния, но меньше предельного, поскольку, если сделать его точно равным максимально конструктивно возможному, мы сможем фиксировать изменения зрения лишь в одну сторону. Если предполагаемая величина колебаний заранее известна, то расстояние может быть равно максимально возможному расстоянию за вычетом расстояния, соответствующего величине этих колебаний. Увеличение расстояния позволяет повысить точность измерения параметров глаза, что важно для наблюдения небольших сезонных или временных колебаний параметров зрения. Именно вблизи 2/3 от максимального расстояния целесообразно располагать ноль шкалы в приборах, ориентированных на близоруких. Съемная же линза позволяет дополнительно адаптировать типовое устройство для конкретного человека, особенно в случае, когда его зрению соответствуют значения сильной близорукости. Конечно, системе со съемной линзой будет соответствовать новая шкала, которая может находиться, например, ниже основной, а в случае немеханического отображения - это просто будет соответствовать все тем же диоптриям, но при другом расстоянии между объективом и тест-объектом. Не обязательно проводить ее новую градуировку. Эта шкала может быть градуирована в относительных единицах. When the refractometer operates with a removable lens placed on the focusing optical element, the accuracy of measuring the depth of accommodation of the eye increases, that is, the accuracy of measuring the "visual error" increases. Since the optical power of such a composite focusing optical element has changed, according to the calculation procedure described above by formula (2), you can always choose the focal length of a removable lens so that the distance corresponding to a relaxed lens increases (at least slightly). The optimal distance will be more than 2/3 of the maximum possible distance, but less than the maximum, because if we make it exactly equal to the maximum possible constructive, we can fix changes in vision in only one direction. If the estimated magnitude of the vibrations is known in advance, then the distance may be equal to the maximum possible distance minus the distance corresponding to the magnitude of these vibrations. Increasing the distance allows to increase the accuracy of measuring eye parameters, which is important for observing small seasonal or temporary fluctuations in vision parameters. It is close to 2/3 of the maximum distance that it is advisable to place a zero scale in devices oriented to nearsighted ones. A removable lens allows you to additionally adapt a typical device for a particular person, especially in the case when his eyesight corresponds to the values of severe myopia. Of course, a new scale will correspond to a system with a removable lens, which can be, for example, lower than the main one, and in the case of a non-mechanical display, it will simply correspond to the same diopters, but with a different distance between the lens and the test object. It is not necessary to carry out its new graduation. This scale can be graduated in relative units.

Кроме того, использование съемной линзы, содержащей цилиндрическую поверхность, точно компенсирующую астигматизм глаза, позволяет измерять астигматизм. Для этого надо располагать набором цилиндрических линз с различными фокусными расстояниями со шкалой (не показано на чертеже), определяющей угол поворота линзы относительно оптической оси. Установив расстояние между тест-объектом и фокусирующим оптическим элементом в любой точке, когда глаз различает тест, фиксируем положение рефрактометра и, надев на объектив съемную цилиндрическую линзу, начинаем медленно вращать ее вокруг оси в произвольную сторону. При этом пациент старается определить угол поворота линзы, когда тест-объект виден максимально четко. Повторяя эту процедуру с различными цилиндрическими линзами, подбираем ту из них, которая дает лучшее субъективное изображение. Это происходит лишь при одном угле поворота оси цилиндрической линзы относительно вертикали, а следовательно, фокусное расстояние цилиндрической линзы, а также угол поворота оси цилиндрической поверхности полостью определяют параметры астигматизма глаза. In addition, the use of a removable lens containing a cylindrical surface that accurately compensates for astigmatism of the eye allows astigmatism to be measured. To do this, you need to have a set of cylindrical lenses with different focal lengths with a scale (not shown in the drawing) that determines the angle of rotation of the lens relative to the optical axis. Having established the distance between the test object and the focusing optical element at any point when the eye distinguishes the test, we fix the position of the refractometer and, having put on the lens a removable cylindrical lens, we begin to slowly rotate it around the axis in an arbitrary direction. In this case, the patient tries to determine the angle of rotation of the lens when the test object is visible as clearly as possible. Repeating this procedure with various cylindrical lenses, we select the one that gives the best subjective image. This happens only at one angle of rotation of the axis of the cylindrical lens relative to the vertical, and therefore, the focal length of the cylindrical lens, as well as the angle of rotation of the axis of the cylindrical surface, determine the astigmatism parameters of the eye.

Данная методика определения астигматизма одинакова для всех реализаций устройства, описанных далее. This technique for determining astigmatism is the same for all implementations of the device described below.

Методика проверки остроты зрения и цветовосприятия также одинакова для всех реализаций рефрактометров, представленных в описании. The technique for checking visual acuity and color perception is also the same for all implementations of refractometers presented in the description.

Определение остроты зрения заключается в определении минимальных угловых размеров изображенных на тест-объекте. Determination of visual acuity consists in determining the minimum angular dimensions depicted on the test object.

Цветовосприятие контролируется по способности пациента различать изображения сходной цветовой гаммы, изображенные на тест-объекте в различных спектральных диапазонах. Color perception is controlled by the patient’s ability to distinguish between images of similar colors displayed on the test object in different spectral ranges.

Рефрактометр по второму варианту реализации изобретения (фиг.4) работает следующим образом. The refractometer according to the second embodiment of the invention (figure 4) works as follows.

По второму варианту описания работы устройства фокусирующий оптический элемент (поз. 1) неподвижен, а тест-объект (поз.2) вместе с оптическим элементом (поз.5) и измерительным элементом (поз.4) перемещаются вдоль оптической оси. According to the second variant of the device operation description, the focusing optical element (pos. 1) is stationary, and the test object (pos. 2) together with the optical element (pos. 5) and the measuring element (pos. 4) move along the optical axis.

Перемещение тест-объекта (поз. 2) вместе с оптическим элементом (поз. 5) и измерительным элементом (поз. 4) может осуществляться вдоль оптической оси из наиболее удаленного положения, максимального конструктивно возможного, определяемого габаритами корпуса до некоего конструктивно минимального расстояния. Moving the test object (pos. 2) together with the optical element (pos. 5) and the measuring element (pos. 4) can be carried out along the optical axis from the most distant position, the maximum structurally possible, determined by the dimensions of the housing to some structurally minimal distance.

Перемещая оптический элемент (поз.5), тест-объект (поз.2) и измерительный элемент (поз.4) пациент фиксирует их положение, когда он впервые отчетливо увидел тест-объект (поз.2). Значение диоптрий, соответствующее этому положению, определяет "ошибку зрения". By moving the optical element (pos. 5), the test object (pos. 2) and the measuring element (pos. 4), the patient fixes their position when he first clearly saw the test object (pos. 2). The value of the diopters corresponding to this position defines the "visual error."

Затем, продолжая приближать оптический элемент вместе с тест-объектом и измерительным элементом, пациент фиксирует положение и соответствующие диоптрии, когда он последний раз отчетливо видит тест-объект. Then, continuing to bring the optical element closer together with the test object and the measuring element, the patient fixes the position and the corresponding diopters when he last clearly sees the test object.

Разность этого значения и "ошибки зрения" дают глубину аккомодации глаза пациента. The difference between this value and the "visual error" gives the depth of accommodation of the patient’s eye.

Методики других измерений параметров зрения аналогичны методикам по первому варианту реализации устройства и очевидны для специалиста в этой области, поэтому не будут представлены в описании. The methods of other measurements of vision parameters are similar to the methods of the first embodiment of the device and are obvious to a specialist in this field, therefore, will not be presented in the description.

Рефрактометр по третьему варианту реализации изобретения (фиг.5) работает следующим образом. The refractometer according to the third embodiment of the invention (Fig. 5) works as follows.

При описании работы устройства описывается вариант, когда оптически сопряженные фокусирующий оптический элемент (поз.1) и оптический элемент (поз. 5) размещены в корпусе (не показан на чертеже), при этом оптический элемент (поз. 5) установлен с возможностью перемещения вдоль оптической оси, а на тест-объект (поз. 2), неподвижно закрепленный на корпусе, нанесена измерительная шкала (поз.6). When describing the operation of the device, an option is described when the optically conjugated focusing optical element (pos. 1) and the optical element (pos. 5) are placed in a housing (not shown in the drawing), while the optical element (pos. 5) is mounted for movement along optical axis, and on the test object (pos. 2), fixedly mounted on the housing, a measuring scale is applied (pos. 6).

Перемещение оптического элемента (поз.5) может осуществляться вдоль оптической оси из наиболее удаленного положения, максимального конструктивно возможного, определяемого габаритами корпуса до некоего конструктивно минимального расстояния. The movement of the optical element (pos. 5) can be carried out along the optical axis from the most distant position, the maximum structurally possible, determined by the dimensions of the housing to a certain structurally minimal distance.

Методики измерений параметров зрения аналогичны описанным ранее, то есть по первому и второму вариантам, и очевидны для специалиста в этой области, поэтому не будут представлены в описании с той лишь разницей, что пациент последовательно видит (и фиксирует положение оптического элемента поз.5) различные части одного и того же тест-объекта и нанесенной на него шкалы. The methods for measuring vision parameters are similar to those described previously, that is, according to the first and second options, and are obvious to a specialist in this field, therefore they will not be presented in the description with the only difference that the patient sequentially sees (and fixes the position of the optical element pos.5) various parts of the same test object and the scale applied to it.

При этом в силу ограниченной глубины аккомодации глаза пациент отчетливо видит только ту часть тест-объекта и шкалы, которые в диоптриях соответствуют области от "ошибки зрения" до "ошибки зрения" + объем аккомодации глаза. Это позволяет сделать измерения более наглядными. Moreover, due to the limited depth of accommodation of the eye, the patient clearly sees only that part of the test object and the scale, which in diopters correspond to the area from the “visual error” to the “visual error” + the volume of eye accommodation. This allows you to make measurements more visual.

Для устройства, представленного на фиг. 6 по четвертому варианту, методика несколько отличается, поскольку здесь отсутствует подвижный элемент. В этом устройстве пациент просто старается четко увидеть максимально удаленный от фокусирующего оптического элемента (поз.1) один из N тестов, нанесенных на тест-объект (поз.2), что соответствует расслабленному состоянию хрусталика пациента и максимальному значению диоптрий шкалы (поз.6), нанесенной на тест-объект (поз.2). For the device of FIG. 6 according to the fourth embodiment, the technique is slightly different, since there is no movable element. In this device, the patient simply tries to clearly see the most distant from the focusing optical element (item 1) one of the N tests applied to the test object (item 2), which corresponds to the relaxed state of the lens of the patient and the maximum value of the diopters of the scale (item 6 ) applied to the test object (item 2).

Соответствующее значение диоптрий пациент видит одновременно с тест-объектом, поскольку измерительная шкала (поз. 6) нанесена на протяженный тест-объект. The patient sees the corresponding diopter value simultaneously with the test object, since the measuring scale (pos. 6) is plotted on an extended test object.

Аналогично пациент старается увидеть ближайший из N тестов протяженного тест-объекта (поз. 2), при этом он одновременно видит и соответствующие диоптрии измерительной шкалы (поз.6). Similarly, the patient tries to see the closest of N tests to an extended test object (pos. 2), while he also sees the corresponding diopters of the measuring scale (pos. 6).

Разность первого и второго значений диоптрий, как и ранее, дает объем аккомодации. Проведение других измерений параметров зрения совпадает с аналогичными измерениями по первому варианту осуществления изобретения и не требует повторения за исключением определения расстояния между зрачками. В последнем исполнении рефрактометра это измерение невозможно. The difference between the first and second diopter values, as before, gives the volume of accommodation. Carrying out other measurements of the parameters of vision coincides with similar measurements in the first embodiment of the invention and does not require repetition except for determining the distance between the pupils. In the latest refractometer, this measurement is not possible.

Промышленная применимость
Заявленный рефрактометр позволяет относительно просто получать объективные данные о зрении пациента. При этом, устанавливая на шкале предварительно определенные, заранее заданные диоптрии, появляется возможность устанавливать заданную величину нагрузки на мышцу, деформирующую хрусталик глаза. То есть появляется возможность тренировать эту мышцу и исправлять зрение.Industrial applicability
The claimed refractometer makes it relatively easy to obtain objective data about the patient’s vision. At the same time, by setting predefined, predefined diopters on the scale, it becomes possible to set a predetermined load on the muscle that deforms the lens of the eye. That is, it becomes possible to train this muscle and correct vision.

Все это наряду с простотой и невысокой стоимостью делает данный тестер весьма полезным для широкого круга как специалистов, так и обычных людей. All this, along with simplicity and low cost, makes this tester very useful for a wide range of both specialists and ordinary people.

Claims

1. A refractometer containing an optically conjugated focusing optical element and a test object, as well as a measuring element, wherein the test object is placed in the focal plane of the focusing optical element, characterized in that the test object and / or focusing optical element are mutually arranged moving along the optical axis, while placing the test object in the focal plane of the focusing optical element corresponds to normal vision and is compared with the reference point of the measuring element .

2. The refractometer according to claim 1, characterized in that the test object is made of at least two test objects, including removable ones, placed at a small distance from each other along the optical axis, while the reading on the measuring element is carried out provided that only one of them is clearly visible.

3. The refractometer according to claim 1, characterized in that the focusing optical element is made in the form of a collimator lens.

4. The refractometer according to claim 1, characterized in that the focusing optical element is made in the form of a collecting lens.

5. The refractometer according to claim 1, characterized in that the focusing optical element is made in the form of a concave mirror.

6. The refractometer according to claim 1, characterized in that the measuring element is made in the form of a measuring scale.

7. The refractometer according to claim 6, characterized in that the measuring scale is graduated in diopters.

8. The refractometer according to claim 1, characterized in that the marking of the scale in diopters is determined by the formula x = f / (1-fN), where f is the focal length of the focusing optical element, N is the diopter value on the measuring scale, taking into account the sign, x - corresponding to this N is the distance from the focusing optical element.

9. The refractometer according to claim 1, characterized in that the measuring element is made in the form of a displacement sensor.

10. The refractometer according to claim 6, characterized in that the measuring element further comprises a second measuring scale.

11. The refractometer according to claim 1, characterized in that the second measuring scale is graduated in millimeters to measure the distance between the pupils of the eyes.

12. The refractometer according to claim 1, characterized in that the focusing optical element is further provided with a set of removable lenses with various cylindrical and / or spherical surfaces.

13. The refractometer according to claim 12, characterized in that in the set of removable lenses, lenses with a cylindrical surface are placed on the focusing optical element with the possibility of rotation about the optical axis.

14. The refractometer according to one of claims 12 or 13, characterized in that it further comprises a scale for determining the angles of the main meridians of the astigmatic eye.

15. The refractometer according to claim 2, characterized in that the test object shows graphical objects of different angular sizes to determine visual acuity.

16. The refractometer according to claim 2, characterized in that the test object is made using colored elements for testing color perception.

17. A refractometer containing an optically conjugated focusing optical element and a test object, as well as a measuring element, wherein the test object is placed in the focal plane of the specified focusing optical element, characterized in that an optical lens is inserted between the focusing optical element and the test object an element attached to the test object and the measuring element with the possibility of joint movement along the optical axis, while placing the test object in the focal plane of the focusing optical The element corresponds to normal vision and is compared with the reference point of the measuring element.

18. The refractometer according to claim 17, characterized in that the test object is made of at least two test objects, including removable ones, located at a small distance from each other along the optical axis, while the reading on the measuring element provided that only one of them is clearly visible.

19. The refractometer according to claim 17, characterized in that the focusing optical element is made in the form of a collimator lens.

20. The refractometer according to claim 17, characterized in that the focusing optical element is made in the form of a collecting lens.

21. The refractometer according to claim 17, characterized in that the focusing optical element is made in the form of a concave mirror.

22. The refractometer according to 17, characterized in that the optical element is made in the form of a rotary prism for changing the direction of the optical axis by an angle close to 90 ^o .

23. The refractometer according to claim 17, characterized in that the optical element is made in the form of a mirror for changing the direction of the optical axis by an angle close to 90 ^o .

24. The refractometer according to claim 17, characterized in that the measuring element is made in the form of a measuring scale.

25. The refractometer according to claim 24, characterized in that the measuring scale is graduated in diopters.

26. The refractometer according to claim 25, wherein the marking of the measuring scale in diopters is determined by the formula x = f / (11-fN), where f is the focal length of the focusing optical element, N is the diopter value on the measuring scale, taking into account the sign, x is the corresponding N is the distance from the focusing optical element.

27. The refractometer according to claim 17, characterized in that the measuring element is made in the form of a displacement sensor.

28. The refractometer according to paragraph 24, wherein the measuring element further comprises a second measuring scale.

29. The refractometer according to claim 28, characterized in that the second measuring scale is graduated in millimeters for measuring the distance between the pupils of the eyes.

30. The refractometer according to claim 17, characterized in that the focusing optical element is further provided with a set of removable lenses with various cylindrical and / or spherical surfaces.

31. The refractometer according to claim 30, characterized in that in the set of removable lenses, lenses with a cylindrical surface are placed on the focusing optical element with the possibility of rotation about the optical axis.

32. The refractometer according to one of paragraphs.30 and 31, characterized in that it further comprises a scale for determining the angles of the main meridians of the astigmatic eye.

33. The refractometer according to claim 18, characterized in that the test object depicts graphical objects of different angular sizes to determine visual acuity.

34. The refractometer according to claim 18, characterized in that the test objects are made using colored elements for testing color perception.

35. A refractometer containing a focusing optical element and a test object, as well as a measuring scale, wherein the test object is placed in the focal plane of the specified focusing optical element, characterized in that an optical element is inserted between the focusing optical element and the test object, mounted with the possibility of movement along the optical axis, the optically conjugated focusing optical element and the optical element are placed in the housing, and on the test object, which is fixedly mounted on the housing, esena measuring scale, thus placing the test object in the focal plane of the focusing optical element corresponds to normal vision and compared with the reference point of the measuring scale.

36. The refractometer according to claim 35, characterized in that the test object is made of at least two test objects, including removable ones, located at a small distance from each other along the optical axis, while the reading on the measuring element provided that only one of them is clearly visible.

37. The refractometer according to clause 35, wherein the focusing optical element is made in the form of a collimator lens.

38. The refractometer according to clause 35, wherein the focusing optical element is made in the form of a collecting lens.

39. The refractometer according to clause 35, wherein the focusing optical element is made in the form of a concave mirror.

40. The refractometer according to clause 35, wherein the optical element is made in the form of a rotary prism to change the direction of the optical axis by an angle close to 90 ^o .

41. The refractometer according to clause 35, wherein the optical element is made in the form of a mirror to change the direction of the optical axis by an angle close to 90 ^o .

42. The refractometer according to claim 35, characterized in that the measuring scale is graduated in diopters.

43. The refractometer according to claim 42, wherein the marking of the measuring scale in diopters is determined by the formula x = f / (1-fN), where f is the focal length of the focusing optical element, N is the diopter value on the measuring scale, taking into account the sign, x is the corresponding N-distance from the focusing optical element.

44. The refractometer according to claim 35, wherein the focusing optical element is further provided with a set of removable lenses with various cylindrical and / or spherical surfaces.

45. The refractometer according to item 44, wherein the set of removable lenses lenses with a cylindrical surface are placed on the focusing optical element with the possibility of rotation relative to the optical axis.

46. The refractometer according to one of claims 44 or 45, characterized in that it further comprises a scale for determining the angles of the main meridians of the astigmatic eye.

47. The refractometer according to clause 36, wherein the test object depicts graphical objects of different angular sizes to determine visual acuity.

48. The refractometer according to clause 36, wherein the test object is made using colored elements for testing color perception.

49. A refractometer containing a focusing optical element and a test object, as well as a measuring scale, characterized in that the test object is made extended along the optical axis, while the focusing optical element and the test object are stationary, and a measuring object is applied to the test object the scale and N tests placed at a predetermined distance along the optical axis, while one of the N tests is located in the focal plane of the specified focusing optical element and is aligned with the reference point feces, which corresponds to normal vision.

50. The refractometer according to item 49, wherein the focusing optical element is made in the form of a collimator lens.

51. The refractometer according to item 49, wherein the focusing optical element is made in the form of a collecting lens.

52. The refractometer according to claim 49, characterized in that the focusing optical element is made in the form of a concave mirror.

53. The refractometer according to claim 49, wherein the measuring scale is graduated in diopters.

54. The refractometer according to claim 49, characterized in that the placement of N tests at a predetermined distance along the optical axis and the marking of the measuring scale in diopters is determined by the formula x = f / (1-fN), where f is the focal length of the focusing optical element, N is the diopter value of the measuring scale, taking into account the sign, x is the corresponding test distance from the focusing optical element.

55. The refractometer according to claim 49, wherein the focusing optical element is further provided with a set of removable lenses with various cylindrical and / or spherical surfaces.

56. The refractometer according to claim 55, characterized in that in the set of removable lenses, lenses with a cylindrical surface are placed on the focusing optical element with the possibility of rotation about the optical axis.

57. The refractometer according to one of claims 55 or 56, characterized in that it further comprises a scale for determining the angles of the main meridians of the astigmatic eye.

58. The refractometer according to claim 49, characterized in that at least one of the N tests shows graphical objects of different angular sizes to determine visual acuity.

59. The refractometer according to claim 49, characterized in that at least one of the N tests is performed using colored elements for color perception testing.