RU2436496C1 - Method of applying optic system for determination of vision acuity - Google Patents

Method of applying optic system for determination of vision acuity Download PDF

Info

Publication number
RU2436496C1
RU2436496C1 RU2010128643/14A RU2010128643A RU2436496C1 RU 2436496 C1 RU2436496 C1 RU 2436496C1 RU 2010128643/14 A RU2010128643/14 A RU 2010128643/14A RU 2010128643 A RU2010128643 A RU 2010128643A RU 2436496 C1 RU2436496 C1 RU 2436496C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
objects
angle
visual acuity
eye
optical system
Prior art date
Application number
RU2010128643/14A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Геннадьевич Савенков (RU)
Александр Геннадьевич Савенков
Геннадий Александрович Савенков (RU)
Геннадий Александрович Савенков
Original Assignee
Александр Геннадьевич Савенков
Геннадий Александрович Савенков
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 Александр Геннадьевич Савенков, Геннадий Александрович Савенков filed Critical Александр Геннадьевич Савенков
Priority to RU2010128643/14A priority Critical patent/RU2436496C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2436496C1 publication Critical patent/RU2436496C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Eye Examination Apparatus (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention relates to medicine, namely to ophthalmology and can be used for determination of vision acuity. In order to determine small angular distances observation of objects is performed via reducing optic system, which contains short-focus objective and long-focus eye-piece. Visual angle, at which virtual image of objects is seen, corresponds to visual angle of eye. Method can be used in research work and practical work of ophthalmologists for reliable measurement of vision acuity.
EFFECT: method makes it possible to test vision acuity in angular measures.
2 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для определения остроты зрения.The invention relates to medicine, namely to ophthalmology, and can be used to determine visual acuity.

Исследование остроты зрения является одним из важнейших в определении функций зрения.The study of visual acuity is one of the most important in determining the functions of vision.

Острота зрения - это чувствительность зрительного анализатора, отражающая способность различать границы и детали видимых объектов; определяется по минимальному угловому расстоянию между двумя точками, при котором они воспринимаются раздельно [1, 2, 3].Visual acuity is the sensitivity of the visual analyzer, reflecting the ability to distinguish between boundaries and details of visible objects; determined by the minimum angular distance between two points at which they are perceived separately [1, 2, 3].

Острота зрения обратно пропорциональна угловому пределу разрешения (углу зрения). Для определения остроты зрения нашли применения знаки. При разработке знаков учитывается размер информативного участка, соответствующего угловому расстоянию. Знаки сведены в таблицы. Наибольшее распространение получили таблицы с десятичным шагом различия в рядах таблицы. На основе таблиц знаков, расстояний между таблицей и исследуемым, уровня освещенности, контрастности таблиц разрабатываются национальные стандарты регистрации остроты зрения [2, 3].Visual acuity is inversely proportional to the angular limit of resolution (angle of view). Signs have been used to determine visual acuity. When developing signs, the size of the informative section corresponding to the angular distance is taken into account. Signs are tabulated. The most widespread tables with a decimal step differences in the rows of the table. Based on the tables of signs, the distances between the table and the subject, the level of illumination, the contrast of the tables, national standards for recording visual acuity are developed [2, 3].

Известны приборы для субъективного исследования остроты зрения по методу предъявления знаков: на осветителе печатных таблиц, транспарантные аппараты, приборы для проецирования знаков и коллиматорные приборы. В коллиматорных приборах применяется простая оптическая система (одиночная лупа) [6, 7], в фокальной плоскости которой устанавливаются испытательные знаки в виде диапозитивов. Прибор применяется при массовых профилактических осмотрах населения [3].Known devices for subjective research of visual acuity by the method of presenting signs: on a illuminator of printed tables, transparency devices, devices for projecting signs and collimator devices. In collimator devices, a simple optical system (single magnifier) is used [6, 7], in the focal plane of which test marks are set in the form of transparencies. The device is used for mass preventive examinations of the population [3].

Представляют исследовательский интерес сохранившиеся исторические сведения о исследованиях остроты зрения. Первые представления об остроте зрения встречаются в источниках древней Греции и древнего Египта. Для определения годности к военной службе Императорского Рима претенденту предлагалось рассматривать двойную звездную систему в созвездии Большая Медведица: Конь и Всадник (Мицар и Алькор). Астрономические наблюдения за звездными объектами заложили основу исследования функции зрения: остроты зрения как угловой величины, полей зрения, цвета и светочувствительности. Практическая бесконечная удаленность, близость к математическому определению «точки» астрономических объектов отвечает идеальным условиям исследования функций зрения [4].The preserved historical information on research in visual acuity is of research interest. The first ideas about visual acuity are found in the sources of ancient Greece and ancient Egypt. To determine the suitability for military service of Imperial Rome, the applicant was invited to consider the double star system in the constellation Ursa Major: Horse and Horseman (Mizar and Alcor). Astronomical observations of stellar objects laid the foundation for the study of the function of vision: visual acuity as an angular magnitude, fields of vision, color, and photosensitivity. Practical infinite remoteness, proximity to the mathematical definition of the “point” of astronomical objects meets the ideal conditions for the study of vision functions [4].

Из теории оптических систем известно отношение главных фокусных расстояний объектива Fоб к окуляру Fок определяет угловые изменения оптической системы [5].From the theory of optical systems, the ratio of the main focal lengths of the objective Fob to the eyepiece Fok determines the angular changes in the optical system [5].

Figure 00000001
Figure 00000001

В сложных оптических системах, включающих большое число оптических элементов, можно выделить два компонента, эквивалентных двум линзам и несущих функцию объектива и окуляра [7].In complex optical systems, including a large number of optical elements, two components can be distinguished that are equivalent to two lenses and carry the function of an objective and an eyepiece [7].

В оптических приборах, предназначенных для увеличения угла зрения при наблюдении больших объектов, удаленных на значительные расстояния (телескопах, зрительных трубах), предполагается установка длиннофокусного объектива и короткофокусного окуляра, а расстояние между компонентами удовлетворяет соотношению [5].In optical instruments designed to increase the angle of view when observing large objects that are far away (telescopes, telescopes), it is assumed to install a telephoto lens and a short focus eyepiece, and the distance between the components satisfies the relation [5].

Законы геометрической оптики, формулы расчета носят универсальный характер, используются в описании оптических приборов. Для расчета угловых величин применяются тригонометрические функции [2, 3, 4, 5, 6, 7].The laws of geometric optics, calculation formulas are universal in nature, are used in the description of optical devices. To calculate angular values, trigonometric functions are used [2, 3, 4, 5, 6, 7].

В известных способах определения остроты зрения имеются недостатки. Регистрация остроты зрения с помощью таблиц знаков предполагает определение относительной остроты зрения. За норму принята величина среднестатистических измерений остроты зрения ограниченной группы. Десятичный шаг размеров знаков (10%) не позволяет определить промежуточные данные остроты зрения. Существующий метод определения остроты зрения с помощью таблиц знаков носит признаки индикаторного метода измерения, существенно отличается от достоверных способов измерений в других отраслях техники. Способ далек от декларированного способа регистрации угловых величин зрения в градусной или радианной мере. Способ регистрации остроты зрения с помощью таблиц, приборов в значительной мере зависит от вида и качества предъявляемых тестов, возможности запоминания тестовых знаков или их узнавания по каким-либо второстепенным признакам, условий измерения, интеллекта пациента [2, 3]. Применение астрономических наблюдений для исследования функций зрения носит ограниченный характер, зависит от погодных, географических и других условий. Способ может быть применен для индивидуального исследования зрения самого исследователя.In the known methods for determining visual acuity, there are disadvantages. Registration of visual acuity using tables of signs involves the determination of relative visual acuity. The norm is the value of average measurements of visual acuity of a limited group. The decimal step in the size of the signs (10%) does not allow us to determine the intermediate data of visual acuity. The existing method for determining visual acuity using tables of signs is indicative of the indicator method of measurement, significantly different from reliable methods of measurement in other branches of technology. The method is far from the declared method for recording angular values of view in degree or radian measure. The method of registering visual acuity using tables, devices largely depends on the type and quality of the tests presented, the ability to memorize test signs or recognize them by any secondary signs, measurement conditions, patient intelligence [2, 3]. The use of astronomical observations to study the functions of vision is limited, depending on weather, geographic and other conditions. The method can be applied for an individual study of the researcher’s vision.

Возможность регистрации остроты зрения в угловых измерениях связана с объективными сложностями моделирования угловых величин одной и менее минут. Изменение угловой величины зрения известными способами: удаление объекта на значительные расстояния, уменьшение размера объекта, приводит к увеличению негативных моментов и существенно влияет на техническую возможность реализации способа.The ability to register visual acuity in angular measurements is associated with objective difficulties in modeling angular values of one or less minutes. Changing the angular magnitude of vision by known methods: removing an object over significant distances, reducing the size of the object, leads to an increase in negative moments and significantly affects the technical feasibility of the method.

Для преодоления ограничений при регистрации маленьких угловых величин угла зрения предложено использовать уменьшающую оптическую систему.To overcome the limitations when registering small angular values of the angle of view, it is proposed to use a reducing optical system.

Оптический эффект углового уменьшения (противоположный угловому увеличению) достигается, если в оптической системе используется короткофокусный объектив и длиннофокусный окуляр, а расстояние между компонентами удовлетворяет соотношениям. На фиг.1 показана схема предлагаемого способа. Два точечных объекта 3 располагаются на расстоянии L от глаза исследуемого (оптической системы глаза) 2. Рассматривание объектов происходит через уменьшающую оптическую систему 1. Формируется мнимое, уменьшенное, удаленное изображение предметов 4. При сведении точечных объектов 3 происходит сведение изображений объектов 4. Достижение минимального угла В, при котором точки воспринимаются раздельно, является целью. Угол В представляет собой искомый угол зрения, определяющий остроту зрения исследуемого. Угол А - угол зрения между точечными объектами. Производится измерение расстояния Н между двумя точечными объектами. Для расчета необходимо два измерения L и Н. Расчет производится по формулам:

Figure 00000002
The optical effect of angular reduction (opposite to angular magnification) is achieved if the optical system uses a short-focus lens and a long-focus eyepiece, and the distance between the components satisfies the relations. Figure 1 shows a diagram of the proposed method. Two point objects 3 are located at a distance L from the eye of the studied (optical system of the eye) 2. The objects are examined through a decreasing optical system 1. An imaginary, reduced, distant image of objects is formed 4. When reducing point objects 3, the images of objects are reduced 4. Achieving the minimum angle B, at which points are perceived separately, is the goal. Angle B is the desired angle of view, which determines the visual acuity of the subject. Angle A is the angle of view between point objects. The distance H is measured between two point objects. For the calculation, two measurements L and N are necessary. The calculation is made according to the formulas:
Figure 00000002

Угол В меньше угла А на угловое изменение оптической системы. Изменение оптической системы определяется отношением фокусных расстояний объектива и окуляра. Для уменьшающей оптической системы изменение менее единицы. Соответственно:Angle B is less than angle A by the angular change in the optical system. The change in the optical system is determined by the ratio of the focal lengths of the lens and eyepiece. For a decreasing optical system, the change is less than unity. Respectively:

Figure 00000003
Figure 00000003

При оптическом удалении мнимых объектов устраняется у исследуемого импульс к аккомодации (миопизации). Увеличение разности фокусных расстояний объектива и окуляра позволяет увеличить кратность уменьшения оптической системы, соответственно увеличить расстояние Н между объектами, уменьшить расстояние L, улучшить условия регистрации маленьких угловых размеров. Способ может быть реализован в стандартных помещениях лечебных учреждений. В качестве точечных объектов удобно применять маленькие светящиеся объекты: диодные лампочки, волокновую оптику; использовать диафрагмы, фильтры и др. Вследствие оптического уменьшения системы происходит уменьшение и мнимых изображений объектов, что устраняет негативные эффекты использования точечных источников света. Размер, яркость, цвет объектов должны обеспечивать преодоление порога возбудимости зрительного анализатора.Optical removal of imaginary objects eliminates the impulse for accommodation (myopization) in the subject under study. Increasing the difference between the focal lengths of the lens and the eyepiece allows increasing the reduction ratio of the optical system, correspondingly increasing the distance H between objects, decreasing the distance L, and improving the recording conditions for small angular dimensions. The method can be implemented in standard rooms of medical institutions. It is convenient to use small luminous objects as point objects: diode bulbs, fiber optics; use apertures, filters, etc. Due to the optical reduction of the system, the imaginary images of objects are also reduced, which eliminates the negative effects of using point light sources. The size, brightness, color of objects should provide overcoming the threshold of excitability of the visual analyzer.

Эффект уменьшения изображения в оптической системе в известной технике не находил применения. Использование уменьшающей оптической системы решает техническую задачу определения остроты зрения в угловых величинах.The effect of image reduction in the optical system in the prior art was not used. Using a reducing optical system solves the technical problem of determining visual acuity in angular quantities.

Способ практически может быть реализован при использовании известных оптических приборов: зрительной трубы, телескопа, бинокля. Наблюдение производится при повороте приборов на 180 градусов через «штатный объектив», «штатный окуляр» направляется в сторону объекта (фиг.2). Применяемая характеристика оптических приборов, отражающая кратность оптического увеличения, например × 9 (увеличение в девять раз), соответствует величине оптического уменьшения того же прибора (уменьшению в девять раз).The method can practically be implemented using well-known optical devices: telescope, telescope, binoculars. Observation is performed when the instruments are rotated 180 degrees through the “standard lens”, the “standard eyepiece” is directed towards the object (figure 2). The applied characteristic of optical devices, which reflects the magnification of the optical increase, for example, × 9 (nine-fold increase), corresponds to the optical decrease of the same device (nine-fold decrease).

Пример использования способа. Исследуемый С., 45 лет, образование высшее. Монокулярное исследование правого глаза. Острота зрения правого глаза по медицинским документам 1.0, по таблицам знаков Головина-Сивцева - 1.5, по проектору знаков - 2.0. Условия исследования: затемненное помещение 10 м, два брелока с диодными лампочками диафрагмированные 0,5 мм; в качестве оптической системы применена зрительная труба, кратность оптического изменения 9. При сведении объектов на расстояние 12 мм достигнут минимальный угол раздельного восприятия изображений.An example of using the method. Researched S., 45 years old, higher education. Monocular examination of the right eye. Visual acuity of the right eye according to medical documents 1.0, according to the tables of signs Golovin-Sivtsev - 1.5, by the projector of signs - 2.0. Research conditions: a darkened room of 10 m, two trinkets with diode bulbs diaphragmed 0.5 mm; as an optical system, a telescope was used, the optical change ratio was 9. When reducing objects to a distance of 12 mm, the minimum angle of separate image perception was achieved.

Вычисление.The calculation.

Figure 00000004
Figure 00000004

По таблице Брадиса угол А=4 мин, угол В = угол А/9=27 с.According to the Bradis table, angle A = 4 min, angle B = angle A / 9 = 27 s.

Для вычисления малых угловых расстояний удобно использовать радианную меру углов, с достаточной точностью расчета осуществляется перевод угловой меры в радианную. 1 мин=0.000291 рад. 1 с.=0.000005 рад. Можно принять во внимание, что радианная мера угла менее двух градусов соответствует тангенсу этого угла.To calculate small angular distances, it is convenient to use the radian measure of angles; with sufficient accuracy, the angular measure is converted to the radian measure. 1 min = 0.000291 rad. 1 s. = 0.000005 rad. You can take into account that a radian measure of an angle of less than two degrees corresponds to the tangent of this angle.

Результат исследования.The result of the study.

Острота зрения правого глаза исследуемого С. - 27 с., в переводе в относительные величины - 2.25 ед. или 225% зрения.Visual acuity of the right eye of the researched S. is 27 p., Translated into relative values - 2.25 units. or 225% of the view.

Предлагаемый способ определения остроты зрения с использованием уменьшающей оптической системы позволяет исследовать остроту зрения в угловых мерах. Способ может быть использован в исследовательской деятельности и практической работе офтальмологов для достоверного измерения остроты зрения.The proposed method for determining visual acuity using a reducing optical system allows you to explore visual acuity in angular measures. The method can be used in research activities and the practical work of ophthalmologists for reliable measurement of visual acuity.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫBIBLIOGRAPHY

1. Гл.ред. Петровский Б.В. Энциклопедический словарь медицинский терминов. Т.2, М., Советская энциклопедия. 1983. С.275.1. Ch. Ed. Petrovsky B.V. Encyclopedic dictionary of medical terms. T.2, M., Soviet Encyclopedia. 1983. S. 275.

2. Р.Romer. Руководство по глазным болезням. Т.2, С.-Петербург. Практическая медицина (В.С.Эттингер). 1913. с.705-711.2. P.Romer. Guide to eye diseases. T.2, St. Petersburg. Practical medicine (V.S. Ettinger). 1913.p. 705-711.

3. Урмахер Л.С., Айзенштат Л.И. Офтальмологические приборы. Учебник. М., Медицина. 1988. с.12-33, с.174-181.3. Urmacher L.S., Aizenshtat L.I. Ophthalmic devices. Textbook. M., Medicine. 1988.p. 12-33, p. 174-181.

4. Выгодтский М.Я. Справочник по элементарной математике. М., Государственное издательство технико-теоретической литературы. 1955. с.38-39, с.115-116, с.328-331, 334-335, 367-368.4. Vygodtsky M.Ya. Handbook of elementary mathematics. M., State Publishing House of technical and theoretical literature. 1955.p.38-39, p.115-116, p.328-331, 334-335, 367-368.

5. Жданов Л.С., Маранджан В.А. Курс физики. Часть вторая. М., Наука. 1968. с.438-455.5. Zhdanov L.S., Maranjan V.A. Physics course. Part two. M., Science. 1968.S. 438-455.

6. Аветисов Э.С. Близорукость. М., Медицина. 1986. с.5-7.6. Avetisov E.S. Myopia. M., Medicine. 1986. p. 5-7.

7. Сергиенко Н.М. Офтальмологическая оптика. М., Медицина. 1991. с.15-21.7. Sergienko N.M. Ophthalmic optics. M., Medicine. 1991.S. 15-21.

Claims (1)

Способ определения остроты зрения, включающий регистрацию минимального углового расстояния между двумя точечными объектами, отличающийся тем, что, в целях определения малых угловых расстояний, наблюдение за объектами осуществляется через уменьшающую оптическую систему, содержащую короткофокусный объектив и длиннофокусный окуляр, угол зрения, под которым видно мнимое изображение объектов, соответствует углу зрения глаза и определяется по следующим соотношениям:
Figure 00000005
Figure 00000006

где угол А - угол между точечными объектами и глазом, угол В - угол между мнимыми изображениями объектов, под которыми они воспринимаются раздельно, соответствует остроте зрения; L - расстояние от глаза до точечных объектов; Н - расстояние между точечными объектами; Fоб. - фокусное расстояние объектива оптической системы; Fок. - фокусное расстояние окуляра оптической системы.
A method for determining visual acuity, including recording the minimum angular distance between two point objects, characterized in that, in order to determine small angular distances, the objects are monitored through a reducing optical system containing a short-focus lens and a long-focus eyepiece, an angle of view under which an imaginary image of objects corresponds to the angle of view of the eye and is determined by the following ratios:
Figure 00000005
Figure 00000006

where angle A is the angle between point objects and the eye, angle B is the angle between imaginary images of objects under which they are perceived separately, corresponds to visual acuity; L is the distance from the eye to point objects; H is the distance between point objects; Fob - the focal length of the lens of the optical system; Foc. - the focal length of the eyepiece of the optical system.
RU2010128643/14A 2010-07-09 2010-07-09 Method of applying optic system for determination of vision acuity RU2436496C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010128643/14A RU2436496C1 (en) 2010-07-09 2010-07-09 Method of applying optic system for determination of vision acuity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010128643/14A RU2436496C1 (en) 2010-07-09 2010-07-09 Method of applying optic system for determination of vision acuity

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2436496C1 true RU2436496C1 (en) 2011-12-20

Family

ID=45404212

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010128643/14A RU2436496C1 (en) 2010-07-09 2010-07-09 Method of applying optic system for determination of vision acuity

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2436496C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
EHRENSTEIN W.H. et al. Eye preference within the context of binocular functions. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 2005 Sep; 243(9):926-32. Epub 2005 Apr 19. (Реферат в PubMed, PMID: 15838666). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Legge et al. Tolerance to visual defocus
CN103300813B (en) Subjective optometry instrument and optometry method
Menn Practical optics
Chirre et al. Binocular open-view instrument to measure aberrations and pupillary dynamics
Clark Autocollimating photokeratoscope
CN109770844A (en) A kind of human eye diopter detection device
RU2436496C1 (en) Method of applying optic system for determination of vision acuity
Johnson Optics and optical instruments: an introduction with special reference to practical applications
DeCusatis et al. The optical communications reference
Xu et al. Method for evaluating 3D display systems based on perceived retinal image
O’Neal et al. Optical calibration system for refractometers
Schmidtmann Clinical Vision Science: A Concise Guide to Numbers, Laws, and Formulas
CN103512730B (en) Device for measuring back vertex power of lens
Wang et al. P‐3.2: Measurement method of the Field of View for Near‐Eye Display device
Schwiegerling Geometrical optics
Washer Instrument for measuring the marginal power of spectacle lenses
Ward et al. The modulation transfer function as a performance specification for ophthalmic lens and protective devices
Xing et al. Design of portable fundus camera system based on mobile phone
Coleman et al. A method for making precise resolution measurements
CN112168130A (en) E-shaped visual target vision detection system
SU67838A1 (en) A method for measuring the visibility of an object from a certain distance
Coleman et al. Theory and use of the dioptometer
McLean ANVIS objective lens depth of field
SU1652956A1 (en) Optical system of binocular apparatus
Dobson et al. Two-conjugate zoom system for an opthalmoscope

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130710