WO1990003759A1 - Vorrichtung zur gesichtsfeldprüfung - Google Patents

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WO1990003759A1
WO1990003759A1 PCT/DE1989/000643 DE8900643W WO9003759A1 WO 1990003759 A1 WO1990003759 A1 WO 1990003759A1 DE 8900643 W DE8900643 W DE 8900643W WO 9003759 A1 WO9003759 A1 WO 9003759A1
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light beam
eye
control unit
brightness
intensity
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PCT/DE1989/000643
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Ulrich Klingbeil
Andreas Plesch
Wolfgang Rappl
Original Assignee
G. Rodenstock Instrumente Gmbh
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
    • A61B3/12—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for looking at the eye fundus, e.g. ophthalmoscopes
    • A61B3/1225—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for looking at the eye fundus, e.g. ophthalmoscopes using coherent radiation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/02—Subjective types, i.e. testing apparatus requiring the active assistance of the patient
    • A61B3/024—Subjective types, i.e. testing apparatus requiring the active assistance of the patient for determining the visual field, e.g. perimeter types

Definitions

  • the invention relates to a device for checking the face area according to the preamble of patent claim 1 or 2.
  • the devices currently available on the market for facial facial examination have a hemispherical shell, in which light points of holiness, which can also be divided, which are also successively distributed over the visual field and which are also referred to as stimuli, light up.
  • These light points of adjustable brightness are generated by light-emitting diodes or a projection system mounted in the bowl.
  • the examined person who fixes a so-called fixation mark, gives the answer “seen” or “not seen”, for example, by pressing a button.
  • a controller registers the given response in association with the location and the brightness of the illuminated light spot.
  • the result which i.d. R. graphed then gives a "map" of the absolute or relative visual field defects.
  • the brightness of a light spot can be adjusted.
  • the set brightness value is not strictly correlated with the light intensity actually reaching the back of the eye, since this not only depends on the holiness of the illuminating point of light, but also on the pupil size etc.
  • the aforementioned known devices for checking the visual field are dependent on the "help" of the person examined, i.e. they do not allow a so-called objective visual check.
  • the visual acuity ie the eyesight of a subject, is to be determined without the cooperation of the examined person being necessary.
  • Typical applications for an objective determination of visual acuity would be the transfer of simulants in court reports or the visual acuity examination of small children.
  • scanning laser ophthalmoscope for the visual field examination has the advantage that the visual field examination under visual observation by the examiner Chungsperson can take place, since the amount of light required to generate an image of the fundus is so small that it practically does not interfere as "background brightness".
  • scanning laser ophthalmoscopes have the advantage in particular if they use the "pupil division" described in US Pat. No. 4,213,678 between the entrance pupil for the illuminating light beam and the exit pupil for the light reflected from the fundus that the illuminating light beam passes through a small, central part of the pupil of the eye, so that the light source reaching the back of the eye does not depend on the size of the pupil.
  • the stimuli can be not only points of light, but also more complicated patterns, such as Landold rings.
  • an acousto-optical modulator is used to control the intensity of the illuminating light beam, which - depending on whether just an image of the fundus or a "stimulus" pattern is to be generated - has one more or less large part of the illuminating light beam.
  • the intensity of the illuminating light beam can be varied by a factor of about 100.
  • an intensity variation is not sufficient in a device for checking the visual field, since it is necessary, for example, to sound out so-called relative visual field defects, ie visual field locations where bright light spots are still not visible, but dark light spots are no longer perceived. to vary the light intensity physiologically by about 40 to 50 dB. In addition, it is practically impossible to project a pattern with different brightness.
  • This known device does not allow an objective visual check, but is dependent on the cooperation of the person being examined.
  • the invention has for its object to develop a device for visual field testing according to the preamble of claim 1 such that the intensity of the illuminating light beam can be varied by at least 40 dB or more.
  • Another object of the invention is to provide a device for objective visual field examination or for determining the visual acuity, with which in particular the visual acuity of people who want to deceive the examinee about their vision can be determined objectively.
  • a solution to the first object according to the invention is characterized in claim 1:
  • the control unit switches the illuminating light beam within the time period in which the illuminating light beam scans a scanning point in order to set a certain brightness value of the brand (pattern) or stimuli. at least once from a first intensity value to a second intensity value.
  • This second intensity value can have the value zero, in particular according to claim 7, ie the control unit switches off the illuminating light beam at least once for a specific fraction of this time period.
  • the intensity of the illuminating light beam is therefore not constant during the illumination of a “scanning point”, as is the case with the known devices according to the preamble of patent claim 1.
  • the brightness of the marks written by illuminating light rays can be varied within a considerably larger range than in the known devices in which the transmission factor of the acousto-optical modulator is varied between a minimum and a maximum value, while ⁇ the transmission factor of the acousto-optical modulator does not change during a "sampling point".
  • the "normal brightness" of the scanning light beam in a scanning cphthalmoscope can be so low that it can remain below the "stimulus threshold". What is meant by this is that the person examined does not perceive the specified pattern at a "very high level of brightness", as would be necessary, for example, if the pattern of the eye fundus is observed during projection with a conventional radio camera with a flat illumination light source would be.
  • any pattern can easily be generated by the modulated illuminating light beam, it being possible without difficulty to move the pattern over predefinable areas of the fundus.
  • the reaction of the examined person can, for example, be checked visually by the examiner on a monitor on which an image of the fundus is shown. It is particularly advantageous, however, that the control and evaluation unit detects movements of the eye and correlates with the location on the back of the eye due to the design according to the invention, in which the pattern of the eye fundus is recorded "simultaneously" with the projection , on where the pattern or patterns are projected. In addition, compensation for arbitrary eye movements is possible via so-called "fundus tracking", as is known in principle for the field of ophthalmology.
  • the device according to the invention automatically detects whether the structure presented is seen by the person being examined, it is also possible to carry out an automatic visual acuity threshold measurement by varying the brightness of the light beam in more than two stages or by continuous variation the structure of the structure is gradually reduced in brightness as it is recognized, or the structure size is successively reduced until the so-called optokinetic nystagmus is no longer triggered (claim 4).
  • an automatic visual acuity threshold measurement by varying the brightness of the light beam in more than two stages or by continuous variation the structure of the structure is gradually reduced in brightness as it is recognized, or the structure size is successively reduced until the so-called optokinetic nystagmus is no longer triggered (claim 4).
  • the control unit which can have a commercially available microcomputer, for example, then stores the response of the person examined in association with the location, the size and the brightness of the respective pattern or brand.
  • control unit In order to keep the disturbance of the examined person by the "normal illuminating light" as low as possible, it is also possible to work with a device according to the invention with two wavelengths, i.e., for example, to carry out normal fundus observation with infrared light from the examined person is not perceived, and only visible light for projecting the pattern or trademarks (claim 12).
  • the control unit it is possible for the control unit to additionally vary the intensity of the illuminating light beam (claim 8). This can be done, for example, if a light-emitting diode or a laser diode is used as the illuminating light source, by varying the operating voltage of the diode.
  • Switching or switching off and then switching back on can of course be carried out in a variety of ways, for example by correspondingly switching the illuminating light source on and off (claim 10).
  • control unit can have an acousto-optical modulator which is arranged in the illumination light path (claim 9).
  • This acousto-optical modulator can be used to set the intensity value of the illuminating light source or it is controlled at high frequency in such a way that it "does most" at the places where only the fundus of the eye is to be imaged Time "blocks the light path and thus only allows a small part of the illuminating light beam to pass through, while in the case of a scanning device in which marks are to be written, a larger fraction of the scanning time opens the illuminating light path and thus a correspondingly larger proportion of the illuminating light lets pass through.
  • a further light source is provided which generates a background brightness, so that the visual field test takes place “at a certain level of the ambient brightness”. It is expressly pointed out, however, that the desired "background brightness” is also due to the scanning illumination. tion light beam can be set, which can also produce “on average” a certain "background brightness”.
  • the control unit preferably has a so-called (image) memory in which the position, shape and brightness of the marks are stored, which are to be presented to the examined person in succession (claim 13) and, if appropriate, the answer of the examined person in association with the location and the size or brightness of the respective brand (claim 3) or possibly occurring "involuntary" movements of the eye.
  • the device according to the invention has the particular advantage that the individual data of the marks can be stored in association with the recorded image or from prominent fundus locations: for this purpose, an image of the fundus examined and the location are recorded simultaneously with the raster or mark projection a distinctive fundus texture. To do this, such a fund structure (template) was selected. For all subsequent images recorded during each raster projection, it is examined how far the marked structure has shifted relative to the position of the structure in the original or previous image. This can be done automatically via a so-called fundus tracking or semi-automatically by marking the striking structure. The displacements found in each case are used to compensate for movements of the fundus during the examination or to subsequently correct the grid position (claims 14 and 15, respectively).
  • this tracking enables an appropriate sensitivity examination of the visual field.
  • the digital storage of the location, the size and the brightness of the individual brands (claim 16) according to the invention is further advantageously developed by the features specified in claim 17: Accordingly, the brightness of the brands is stored, for example, as an 8-3it value. Since only two and a half orders of magnitude can be represented with 8-bit, the stored 8-bit value is not linearly assigned to a brightness value according to the invention. This can be done, for example, by first converting the 8-bit value stored in the silo memory to digital / analog and converting the analog-converted value into a gray value, ie a brightness value, by means of at least one logarithmic amplifier with fixed or programmable amplification. Brief description of the drawing
  • the device according to the invention can be implemented, for example, with a laser scanning ophthalmoscope, as described in WO 88/033 96.
  • This device has an illuminating light source 1 which, in the exemplary embodiment shown, consists of two lasers 1 'and 1 "which operate at different wavelengths and alternatively or jointly generate an illuminating light beam 3 by means of a mirror 2
  • the exemplary embodiment shown "runs" both the illuminating light beam 3 and the light beam 4 coming from the fundus of the eye via the deflection device, which is described in more detail below.
  • the light beam 3 of the illuminating light source 1 is deflected in the horizontal direction by a horizontal scanner, which in the exemplary embodiment shown is a rotating polygon mirror 5.
  • the beam now fanned out in the horizontal plane passes through the mirror ice system 6 and 7, and strikes a vertical scanner, which in the exemplary embodiment shown is an oscillating or galvanometric mirror 8. After the mirror 8, the beam has a "rectangular" cross section. After deflection on a plane mirror 9, it is imaged by a concave mirror 10 onto the eye 11 to be examined.
  • the light beam 4 reflected at the back of the eye passes through the elements mentioned in reverse order and is detected by a detector unit 12 after the horizontal deflection element 5 after a prior separation of the illumination and observation light path by means of a mirror ice 13.
  • the combination of mirrors as imaging elements results in a number of advantages, such as low imaging errors, freedom from refiex, achromatic capacitance and the space required due to the folding of the beam path.
  • the achromatic capacity is of particular importance if the illumination is carried out simultaneously with laser light of different wavelengths, for example in the infrared and in the visible range.
  • the divider mirror 13 which separates the illumination light path 3 and the observation light path 4, is a small mirror in the exemplary embodiment shown, so that the exit pupils of the reflected beam path 4 surround the entrance pupil in a ring.
  • an acousto-optical modulator 14 can be provided in the illuminating light path 3, which allows the light emitted by the laser 1 'to pass in one switching state and blocks it in the other switching state. The modulator is switched on and off so quickly that that the light path is blocked at least once during each illumination time of a pixel.
  • the acousto-optical modulator 14 can, however, also be used to set the intensity of the laser beam “integrally”, in which case the switchover between the two intensity values takes place, for example, by suitably controlling that of the laser. This design is preferred for the "speed" of the modulators currently commercially available.
  • the illumination time of an image point naturally depends on the number of images generated and on the number of image points per image; in the usual video standard, it is typically 100 ns.
  • FIG. 2 shows this schematically in the event that the illuminating light beam is switched off four times and then switched on again accordingly during the illuminating time of a pixel, so that a total of five illuminating periods result.
  • the intensity actually perceived by the eye then depends on the ratio of switch-on time / switch-off time.
  • FIG 3 schematically shows the case in which the intensity of the laser beam is additionally varied, for example by the acousto-optical modulator 14 or by correspondingly controlling the lasers 1 'or 1 ".
  • the device according to the invention allows a visual observation of the position of the projected pattern on the fundus.
  • the device according to the invention can be used to measure evoked potentials or other ectrophysical data.
  • the acousto-optical modulator instead of the acousto-optical modulator, other measures for switching the lighting light beam on and off can also be used. E.g. it is possible to switch the light source on and off.
  • the control unit which is not described in more detail above and which controls the light points and, if necessary, tracks eye movements, can be implemented in a manner known per se, for example using a microcomputer.

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Abstract

Beschrieben wird eine Vorrichtung zur Gesichtsfeldprüfung, mit einer Abtasteinrichtung, die strahlablenkende und strahlabbildende Elemente (5-10) aufweist, über die der Beleuchtungslichtstrahl einer Beleuchtungslichtquelle (1', 1'') auf den abzubildenden Bereich des Augenhintergrundes sowie gegebenenfalls das vom Augenhintergrund reflektierte Licht zu einer Detektoreinrichtung (12) geführt sind, aus deren zeitsequentiellen Ausgangssignal eine Auswerte- und Synchronisiereinheit punktweise ein Bild des abgetasteten Abschnitts erzeugt, und mit einer Steuereinheit, die die Intensität des den Augenhintergrund abtastenden Beleuchtungslichtstrahls derart steuert, dass auf einen vorbestimmbaren Bereich des Augenhintergrundes Marken mit einer vorgebbaren Helligkeit projiziert werden, die die untersuchte Person wahrnimmt bzw. bei Gesichtsfeld-Defekten nicht wahrnimmt. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Steuereinheit zum Einstellen eines bestimmten Helligkeitswertes der Marken den Beleuchtungslichtstrahl innerhalb der Zeitspanne in der der Beleuchtungslichtstrahl einen Abtastpunkt beleuchtet, wenigstens einmal für einen bestimmten Bruchteil dieser Zeitspanne von einem ersten Intensitätswert auf mindstens einen zweiten Intensitätswert umschaltet.

Description

Vorrichtung zur Gesichtsfeldprüfung
B e s c h r e i b u n g
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Ge¬ sichtsfeidprüfung gemäß dem Oberbegriff des Patentan¬ spruchs 1 bzw. 2.
Stand der Technik
Die gegenwärtig auf dem Markt erhältlichen Vorrichtungen zur Gesichtsfeidprüfung weisen eine Halbkugelschale auf, in der nacheinander über das Gesichtsfeld verteilte Licht¬ punkte einsteilbarer Heiligkeit, die auch als Stimuli bezeichnet werden, aufleuchten. Diese Lichtpunkte ein¬ stellbarer Helligkeit werden dabei durch in der Haib- kugeischale angebrachte Leuchtdioden oder ein Projektions¬ system erzeugt. Die untersuchte Person, die eine sog. Fixationsmarke fixiert, gibt bspw. durch das Drücken einer Taste die Antwort "gesehen" bzw. "nicht gesehen". Eine Steuerung registriert die gegebene Antwort in Zuordnung zum Ort und zur Helligkeit des aufgeleuchteten Lichtpunk¬ tes. Das Ergebnis, das i.d. R. graphisch dargestellt wird, gibt dann eine "Karte" von den absoluten oder relativen Gesichtsfeld-Defekte .
Diese bekannten Vorrichtungen haben jedoch eine Reihe von Nachteilen:
Die Helligkeit eines Lichtpunktes kann zwar eingestellt werden. Der eingestellte Helligkeitswert steht aber in keiner strengen Korrelation zu der tatsächlich auf den Augenhintergrund gelangenden Lichtintensität, da diese nicht nur von dem Heiligkeitswert des aufleuchtenden Lichtpunktes, sondern auch noch von der Pupillengröße etc. abhängt.
Weiterhin ist bei den bekannten Vorrichtungen sicherzu¬ stellen, daß der Patient die Fixations arke fixiert und "nicht in der Halbkugelschale umherblickt", da ansonsten die Antwort "gesehen" nicht aussagekräftig für das Fehlen von Gesichtsfeld-Defekten ist.
Insbesondere besteht bei den bekannten Vorrichtungen keine direkte Korrelationsmögiichkeit zwischen dem Ort eines aufleuchtenden Lichtpunktes und evtl. auf dem Augenhinter¬ grund erkennbaren markanten bzw. pathologischen Struktu¬ ren, da keine direkte Beobachtung des Augenhintergrundes für die Untersuchungsperson während der Gesichtsfeldprü¬ fung möglich ist.
Vor allem aber sind die vorgenannten bekannten Vorrichtun¬ gen zur Gesichtsfeldprüfung auf die "Mithilfe" der unter¬ suchten Person angewiesen, d.h. sie erlauben keine sog. objektive Visusprüf ng. Bei der sog. objektiven Visusbe- sti mung soll der Visus, also das Sehvermögen eines Pro- banten ermittelt werden, ohne daß eine Kooperation des Untersuchten erforderlich ist. Typische Anwendungsfälle für eine objektive Visusbestim ung wären die Überführung von Simulanten bei Gerichtsgutachten oder die Visusunter- suchung von Kleinkindern.
In der wissenschaftlichen Literatur ist vorgeschlagen worden, zur objektiven Visusbestimmung einen sog. optokinetischen Nystagmus auszulösen. Hierunter wird verstanden, daß der untersuchten Person ein bewegtes Muster bzw. eine Marke als Stimulus dargeboten wird. Wird dieses Muster wahrgenommen, d.h. sind die Strukturen im Muster groß genug, um vom Auge aufgelöst zu werden, so führt die Stimulus-Bewegung zu charakteristischen, unwill¬ kürlichen Folgebewegungen des Auges, dem sog. optokineti- schen Nystagmus.
Es ist jedoch bislang keine Vorrichtung bekannt geworden, mit der in der Praxis eine objektive Visusbestimmung möglich wäre.
Der Grund hierfür ist, daß es gerade Simulanten immer wieder gelingt, bewußt an dem Stimulus vorbeizuschauen, und damit die Untersuchungsperson zu täuschen.
Weiterhin ist eine Vorrichtung zur Gesichtsfeldprüfung vorgeschlagen worden, bei der ein sog. Scanning-Laser- Ophthal oskop verwendet wird, bei dem die Intensität des Abtast-Lichtstrahls zur Erzeugung der Marken bzw. Stimuli moduliert wird. Derartige Vorrichtungen sind bspw. in dem Artikel "Scanning. Laser Ophthal oscopy" , Ophthalmology, Vol. 89, Nr. 7 Juli 1982, Seite 852 - 857 oder in dem Artikel "Reading With a Macuiar Scotoma" , in "Investigati- ve Ophthalmology and Visual Science", Juli 1986, Vol. 27, Seite 1137 - 1147 beschrieben, auf die im übrigen zur Erläuterung aller hier nicht näher beschriebenen Einzel¬ heiten ausdrücklich Bezug genommen wird.
Von der in diesen Artikeln beschriebenen Vorrichtung ist im übrigen bei der Formulierung des Oberbegriffs des Pa¬ tentanspruchs 1 ausgegangen worden.
Die Verwendung eines sog. Scanning-Laser-Ophthalmoskops zur Gesichtsfeldprufung hat den Vorteil, daß die Gesichts¬ feldprüfung unter visueller Beobachtung durch die Untersu- chungsperson stattfinden kann, da die zur Erzeugung eines Bildes des Augenhintergrundes erforderliche Lichtmenge so gering ist, daß sie als "Untergrund-Helligkeit" praktisch nicht stört. Darüberhinaus haben Scanning-Laser-Ophthal- moskope insbesondere dann, wenn sie die in der US-PS 4 213 678 beschriebene "Pupillenteilung" zwischen der Eintritt¬ spupille für den Beleuchtungslichtstrahl und der Austritt¬ spupille für das am Augenhintergrund reflektierte Licht verwenden, den Vorteil, daß der Beleuchtungslichtstrahl einen kleinen, zentralen Teil der Augenpupille passiert, so daß die auf den Augenhintergrund gelangene Lichtquelle nicht von der Größe der Pupille abhängt.
Ferner können die Stimuli nicht nur Lichtpunkte, sondern auch kompliziertere Muster, wie beispielsweise Landold- Ringe sein.
Bei den aus den vorstehend genannten Veröffentlichungen bekannten Vorrichtungen wird zur Steuerung der Intensität des Beieuchtungslichtstrahis ein akusto-optischer Modula¬ tor verwendet, der - je nach dem ob gerade nur ein Bild des Augenhintergrundes oder ein "Stimulus"-Muster erzeugt werden soll - einen mehr oder weniger großen Teil des Beleuchtungslichtstrahls passieren läßt.
Mit bekannten'akusto-optischen Modulatoren kann die Inten¬ sität des Beleuchtungslichtstrahls etwa um den Faktor 100 variiert werden. Eine derartige Intensitäts-Variation ist jedoch bei einer Vorrichtung zur Gesichtsfeldprüfung nicht ausreichend, da es bspw. zum Ausloten von sog. relativen Gesichtsfeld-Defekten d.h. Gesichtsfeld-Stellen, an denen helle Lichtpunkte noch, dunkle Lichtpunkte aber nicht mehr wahrgenommen werden, erforderlich ist, die Lichtintensität physiologisch um etwa 40 bis 50 dB zu variieren. Darüberhinaus ist es praktisch nicht möglich, ein Muster mit unterschiedlicher Helligkeit zu projizieren.
Auch diese bekannte Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erlaubt keine objektive Visusprüfung, sondern ist auf die Kooperation der untersuchten Person angewie¬ sen.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verrichtung zur Gesichtsfeldprüfung gemäß dem Oberbegriff des Patent¬ anspruchs 1 derart weiterzubilden, daß die Intensität des Beleuchtungslichtstrahls um wenigstens 40 dB oder mehr variiert werden kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur objektiven Gesichts¬ feldprüfung bzw. zur objektiven Visusbestimmung anzugeben, mit der insbesondere der Visus von Personen, die die Un¬ tersuchungsperson über ihre Sehfähigkeit täuschen wollen, objektiv ermittelbar ist.
Eine erfindungsgemäße Lösung der ersten Aufgabe st im Anspruch 1 gekennzeichnet: Erfindungsgemäß schaltet die Steuereinheit zum Einstellen eines bestimmten Heliigkeits- wertes der Marken- (Muster) bzw. Stimuli den Beleuchtungs¬ lichtstrahl innerhalb der Zeitspanne, in der der Beleuch¬ tungslichtstrahl einen Abtastpunkt abtastet, wenigstens einmal von einem ersten Intensitätswert auf einen zweiten Intensitätswert um. Dieser zweite Intensitätswert kann insbesondere gemäß Anspruch 7 den Wert Null haben, d.h. die Steuereinheit schaltet den Beleuchtungslichtstrahl wenigstens einmal für einen bestimmten Bruchteil dieser Zeitspanne ab. Erfindungsgemäß ist damit die Intensität des Beleuchtungs¬ lichtstrahles während der Beleuchtung eines "Abtastpunk¬ tes" nicht konstant, wie dies bei den bekannten Vorrich¬ tungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 der Fall ist. Da andererseits die Zeitdauer der Beleuchtung eines Abtastpunktes - je nach Zahl der aufgenommenen "Pi¬ xel" - ca. 100 ns beträgt, wird das Umschalten des Be¬ leuchtungslichtstrahles, das damit zwangsläufig zu "Puls¬ dauern für die einzelnen Intensiätswerte von weniger als 100 ns führt, von der untersuchten Person nicht wahrgenom¬ men. Die Netzhaut der untersuchten Person registriert vielmehr einen mittleren Helligkeitswert, der den zeit¬ lichen Integral über die auftreffende Luftintensität ent¬ spricht.
Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme kann die Helligkeit der von Beleuchtungslichtstrahi geschriebenen Marken in einem wesentlich größeren Rahmen als bei den bekannten Vorrichtungen variiert werden, bei denen der Transmis¬ sionsfaktor des akusto-optischen Modulators zwischen einem Minimai- und einem Maximal-Wert variiert wird, wobei wäh¬ rend eines "Abtastpunktes" sich der Transmissionsfaktor des akusto-optischen Modulators nicht ändert. Insbesondere ist es damit auch möglich, Marken erzeugen, die eine Reihe von "Abtastpunkten umfassen" und bei der die Helligkeit so variiert, daß die Variation vo menschlichen Auge aufge¬ löst wird. Dies kann beispielweise bei der Untersuchung sog. reziptiver Felder von Vorteil sein.
Weiterhin ist erfindungsgemäß erkannt worden, daß es unter Verwendung einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 möglich ist, objektiv den Visus einer unter¬ suchten Person unter gleichzeitiger Fixationskontrolle zu bestimmen. Erfindungsgemäß werden durch Umschalten des Lichtstrahls der Beleuchtungslichtσuelle derartiger Scanning-Ophthal- moskope zwischen wenigstens zwei Helligkeitsstufen Muster auf dem Augenhintergrund projiziert, die einen optokineti¬ schen Nystagmus auslösen, und gleichzeitig unwillkürliche Augenbewegung aufgrund der Projektion der Muster zu ver¬ folgt.
Dabei ist es von besonderem Vorteil, daß die "normale Helligkeit" des Abtast-Lichtstrahls bei einem Scanning- Cphthalmoskop so gering sein kann, daß sie unter der "Reizschwelle" bleiben kann. Damit ist gemeint, daß die untersuchte Person die prc izierten Muster nicht auf einem "sehr hohem Heliigkeitsniveau" wahrnimmt, wie es bspw. erforderlich wäre, wenn während der Projektion der Muster der Augenhintergrund mit einer herkömmlichen Fun¬ duskamera mit einer flächigen Beleutungslichtquelle beob¬ achtet werden würde.
Weiterhin ist von Vorteil, daß gemäß Anspruch 4 leicht beliebige Muster durch den modulierten Beleuchtungslicht¬ strahl erzeugt werden können, wobei es ohne Schwierigkei¬ ten möglich ist, die Muster über vorgebbare Bereiche des Augenhintergrunds zu bewegen.
Die Reaktion der untersuchten Person kann bspw. vom Unter¬ sucher visuell an einem Monitor kontrolliert werden, auf dem ein Bild des Augenhintergrunds dargestellt ist. Beson¬ ders vorteilhaft ist es jedoch, daß durch die erfindungs¬ gemäße Ausbildung, bei der "gleichzeitig" mit der Projek¬ tion der Muster der Augenhintergrund aufgenommen wird, die Steuer- und Auswerteeinheit Bewegungen des Auges erfaßt und mit dem Ort auf dem Augenhintergrund korreliert, auf dem das oder die Muster projiziert werden. Zusätzlich ist gemäß Anspruch 6 eine Kompensation willkürlicher Augenbe¬ wegungen über ein sog. "Fundustracking" möglich, wie es prinzipiell für den Bereich der Ophthalmologie bekannt- ist.
Da die erfindungsgemäße Vorrichtung selbsttätig erkennt, ob die dargebotene Struktur von der untersuchten Person gesehen wird, ist es darüber hinaus auch möglich, durch Variation der Helligkeit des Lichtstrahls in mehr als zwei Stufen oder durch eine kontinuierliche Variation eine automatische Visus-Schwellwertmessung durchzuführen, bei dem die Struktur bei Erkennen so lange sukzessive in ihrer Helligkeit verringert, bzw. die Strukturgröße sukzessive verkleinert wird, bis der sog. optokinetische Nystagmus nicht mehr ausgelöst wird (Anspruch 4) . Selbstverständlich ist es aber auch möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung in bekannter Weise zu betreiben, so daß die untersuchte Person die Antwort "gesehen".bzw. "nicht gesehen" bei¬ spielsweise durch Drücken einer Taste gibt. Die Steuerein¬ heit, die beispielsweise einen handelsüblichen Mikrocompu¬ ter aufweisen kann, speichert dann die Antwortd er unters¬ uchten Person in Zuordnung zum Ort, der Größe und der Helligkeit des jeweiligen Musters bzw. Marke.
Um die Störung der untersuchten Person durch das "normale Beleuchtungslicht" so gering wie möglich zu halten, ist es darüberhinaus auch möglich, bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei Wellenlängen zu arbeiten, also bspw. die normale Fundusbeobachtung mit Infrarotlicht vorzuneh¬ men, das von der untersuchten Person nicht wahrgenommen wird, und sichtbares Licht lediglich zur Projektion der Muster bzw. Marken einzublenden (Anspruch 12) . Selbstverständlich ist es möglich, daß die Steuereinheit zusätzlich die Intensität des Beleuchtungslichtstrahles variiert (Anspruch 8) . Dies kann bspw. dann, wenn als Beleuchtungslichtquelle eine Leuchtdiode oder eine Laser- Diode verwendet wird, durch Variation der Betriebsspannung der Diode erfolgen.
Das Umschalten bzw. das Abschalten und anschließende Wie- der-Anschalten kann selbstverständlich auf die unter¬ schiedlichste Art und Weise, bspw. durch entsprechendes An- und Abschalten 'der Beleuchtungslichtquelle erfolgen (Anspruch 10) .
Weiterhin ist es möglich, daß die Steuereinheit einen aku¬ sto-optischen Modulator aufweist, der im Beleuchtungs- Lichtweg angeordnet ist (Anspruch 9) . Dieser akusto-opti- sche Modulator kann dabei zum Einstellen des Intensitäts¬ wertes der Beieuchtungslichtquelle dienen oder er wird hochfrequent derart angesteuert, daß er während der Bil¬ derzeugung an den Stellen, an denen lediglich der Augen¬ hintergrund abgebildet werden soll, "die meiste Zeit" den Lichtweg blockiert und damit nur einen kleinen Teil des Beleuchtungslichtstrahles durchläßt, während er bei einer Abtasteinrichtung, bei der Marken geschrieben werden sol¬ len, einen größeren Bruchteil der Abtastzeit den Beleuch¬ tungslichtweg öffnet und damit einen entsprechenden größe¬ ren Anteil des Beleuchtunglichtes hindurch treten läßt.
Ferner ist es möglich, daß gemäß Anspruch 11 eine weitere Lichtquelle vorgesehen ist, die eine Untergrundhelligkeit erzeugt, so daß die Gesichtsfeldprufung "auf einem bestimm¬ ten Niveau der Umgebungshelligkeit" stattfindet. Ausdrück¬ lich wird aber darauf hingewiesen, daß die gewünschte "Untergrundhelligkeit" auch durch den abtastenden Beleuch- tungslichstrahl eingestellt werden kann, der ebenfalls "im Mittel" eine bestimmte "Untergrundhelligkeit" erzeugen kann.
Vorrichtungen zur Gesichtsfeldprüfung gemäß dem Oberbe¬ griff des Patentanspruchs 1 haben gegenüber anderen Vor¬ richtungen zur Gesichtsfeldprufung, bei denen Leuchtdio¬ den zur Erzeugung der Marken vorgesehen sind, den Vorteil, daß "Stimuli" an beliebigen Stellen im'*Gesichtsfeld mit frei vorgebbarer Form erzeugt werden können. Deshalb weist die Steuereinheit bevorzugt einen sog. (Bild-) Speicher auf, in dem die Position, Form und Helligkeit der Marken gespeichert sind, die nacheinander der untersuchten Person dargeboten werden sollen (Anspruch 13) und der gegebenen¬ falls die Antwort der untersuchten Person in Zuordnung zum Ort und der Größe bzw. Helligkeit der jeweiligen Marke (Anspruch 3) bzw. eventuell auftretende "unwillkürliche" Bewegungen des Auges speichert. Es versteht sich dabei von selbst, daß dabei bestimmte Abläufe in der Darbietung der einzelnen Marken eingehalten werden können, wie dies aus der Patentiiteratur oder aus Geräten der Anmelderin der vorliegenden Anmeldung bekannt ist. Insbesondere kann zunächst eine Abfrage von bestimmten grob über das Ge¬ sichtsfeld verteilten Marken mit großer Helligkeit erfol¬ gen; anschließend können dann erkannte Defekte näher "aus¬ gelotet" werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat dabei den besonderen Vorteil, daß die einzelnen Daten der Marken in Zuordnung zum aufgenommen Bild bzw. von markanten Fundusstellen gespeichert werden können: Hierzu wird gleichzeitig mit der Raster- bzw. Markenprojektion ein Bild des unter¬ suchten Fundus aufgenommen und die Lage einer markanten Fundustextur analysiert. Dazu wird vor Beginn der Untersu- chung eine solche FundusStruktur (Template) ausgewählt. Bei allen nachfolgenden während jeder Rasterprojektion aufgenommenen Bildern wird untersucht, wie weit sich die markierte Struktur gegenüber der Lage der Struktur im ursprünglichen oder vorausgegangenen Bild verschoben hat. Dies kann automatisch über ein sog. Fundus-Tracking oder halbautomatisch über eine Markierung der markanten Struk¬ tur erfolgen. Die jeweils festgestellten Verschiebungen werden benutzt, um Bewegungen des Fundus während der Untersuchung zu kompensieren bzw. die Rasterlage nachträg¬ lich zu korrigieren (Ansprüche 14 bzw. 15) .
Diese Nachführung ermöglicht erstmals eine lagegerechte Empfindlichkeitsuntersuchung des Gesichtsfeldes.
Die erfindungsgemäß vorgesehene digitale Speicherung des Ortes, der Größe und der Helligkeit der einzelnen Marken (Anspruch 16) wird durch die im Anspruch 17 angegebenen Merkmaie weiter vorteilhaft ausgebildet: Demgemäß ist die Helligkeit der Marken beispielsweise als 8-3it-Wert ge¬ speichert. Da mit 8-Bit lediglich zweieinhalb Größenord¬ nungen darstellbar sind, wird der gespeicherte 8-Bit-Wert erfindungsgemäß nicht linear einem Helligkeitswert zuge¬ ordnet. Dies kann bspw. dadurch geschehen, daß der im Silospeicher gespeicherte 8-Bit-Wert zunächst digital/ana¬ log gewandelt wird und der analog gewandelte Wert durch wenigstens einen logarithmischen Verstärker mit fester oder programmierbarer Verstärkung in einen Grauwert, d.h. einen Helligkeitswert umgesetzt wird. Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des all¬ gemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbei- spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben, auf die im übrigen bezüglich der Offenbarung aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:
Fig. 1 den Grundaufbau einer erfindungsgemäßen Vorrich¬ tung,
Flg. 2 das Prinzip der erfindungsgemäßen Helligkeits- Variation, und
Fig. 3 die erfindungsgemäße Heliigkeitsvariation mit zusätzlicher Intεnsitätsvariatio .
Darstellung eines Ausführungsbeispiels Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann bspw. mit einem Laser-Scanning-Ophthalmoskop realisiert werden, wie es in der WO 88/033 96 beschrieben ist. Diese Vorrichtung weist eine Beleuchtungs-Lichtqueiie 1 auf, die bei dem gezeig¬ ten Aus ührungsbeispiel aus zwei Läsern 1' und 1" besteht, die mit unterschiedlichen Wellenlängen arbeiten und mit¬ tels eines Spiegels 2 alternativ oder gemeinsam einen Beleuchtungslichtstrahl 3 erzeugen. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel "verlaufen" sowohl der Beleuchtungs- iichtstrahi 3 als auch der vom Augenhintergrund kommende Lichtstrahl 4 über die Ablenkeinrichtung, die im folgenden näher beschrieben wird.
Der Lichtstrahl 3 der Beleuchtungs-Lichtquelle 1 wird von einem Horizontal-Scanner, der bei dem gezeigten Ausfüh¬ rungsbeispiel ein sich drehender Polygonspiegel 5 ist, in Horizontalrichtung abgelenkt. Der nun in der Horizontale¬ bene aufgefächerte Strahl durchläuft das Spiegeisystem 6 und 7, und trifft auf einen Vertikai-Scanner, der bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Schwing- bzw. Galvanome¬ terspiegel 8 ist, auf. Nach dem Spiegel 8 hat das Strahl¬ bündel einen "rechteckigen" Querschnitt. Nach Umlenkung an einem Planspiegel 9 wird er von einem Konkavspiegel 10 auf das zu untersuchende Auge 11 abgebildet. Der am Augenhin¬ tergrund reflektierte Lichtstrahl 4 durchläuft in umge¬ kehrter Reihenfolge die genannten Elemente und wird nach dem Horizontal-Ablenkelement 5 von einer Detektoreinheit 12 nach vorheriger Trennung des Beleuchtungs- und des Beo¬ bachtungslichtwegs 'mittels eines Spiegeis 13 nachgewiesen. Durch die Kombination von Spiegeln als abbildende Elemente ergeben sich eine Reihe von Vorteilen, wie geringe Abbil¬ dungsfehler, Refiexfreiheit, Achromazität sowie durch die Faltung des Strahlenganges ein geringer Platzbedarf. Dabei ist die Achromazität von besonderer Bedeutung, wenn die Beleuchtung gleichzeitig mit Laserlicht unterschiedlicher Weilenlänge, beispielsweise im Infrarotbereich und im sichtbaren Bereich erfolgt.
Der TeilerSpiegel 13, der den Beleuchtungslichtweg 3 und den Beobachtungslichtweg 4 trennt, ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein kleiner Spiegel, so daß die Aus- trittspupiile des reflektierten Strahlengangs 4 die Ein¬ trittspupille ringförmig umgibt. Selnstverständiich ist es aber auch möglich, andere Teilerspiegel 13 zu verwenden, die beispielsweise zu einer Überlagerung der Eintritts¬ und Austrittspupille führen.
Ferner kann im Beleuchtungslichtweg 3 ein akusto-optischer Modulator 14 vorgesehen kann, der das bspw. von dem Laser 1' emittierte Licht in dem einen Schalt-Zustand passieren läßt und in dem anderen Schalt-Zustand blockiert. Dabei erfolgt das An- und Abschalten des Modulators so schnell, daß während jeder Ausleuchtzeit eines Bildpunktes der Lichtweg wenigstens einmal blockiert ist. Der akusto- optische Modulator 14 kann aber auch dazu verwendet wer¬ den, die Intensität des Laserstrahls "integral" einzustel¬ len, wobei dann die Umschaltung zwischen den beiden Inten¬ sitätswerten beispielsweise durch geeignetes Ansteuern der des Laser erfolgt. Diese Ausbildung ist bei der "Geschwin¬ digkeit" der gegenwärtig handelüblichen Modulatoren bevor¬ zugt. Die Ausleuchtzeit eines Bildpunktes hängt natürlich von der Zahl der erzeugten Bilder und von der Zahl der Bildpunkte pro Bild ab, bei der üblichen Videonorm beträgt sie typischerweise 100 ns.
Da damit notwendigerweise die Zeit, während der der Licht¬ weg blockiert ist, kleiner als 100 ns sein muß, nimmt das Auge den An- und Abschalt-Vorgang nicht wahr, sondern "sieht lediglich eine gemittelte integrierte Intensität".
Fig. 2 zeigt dies schematisch für den Fall, daß während der Beleuchtungszeit eines Bildpunktes der Beleuchtungs¬ lichtstrahl viermal ab- und entsprechend wieder angeschal¬ tet wird, so daß sich insgesamt fünf Beleuchtungsperioden ergeben. Die tatsächlich vom Auge wahrgenommene Intensität hängt dann vom Verhältnis Anschaltzeit/Abschaitzeit ab.
Fig. 3 zeigt schematisch den Fall, daß zusätzlich die Intensität des Laserstrahls beispielweise durch den aku¬ sto-optischen Modulator 14 oder entsprechendes Ansteuern der Laser 1' bzw. 1" variiert wird.
Die Kombination von An- und Abschalten des Lichtstrahls, in Verbindung mit einer Intensitätsvariation erlaubt eine Variation der vom Auge wahrgenommenen Helligkeit um wenig¬ stens 50 dB. Vorstehend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbei- spieles ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedan¬ kens beschrieben worden. So können als "Grundvorrichtun¬ gen" auch andere Vorrichtungen als beschrieben verwendet werden. Ausdrücklich wird ferner daraufhingewiesen, daß als Lichtquellen beliebige Lichtquellen, d.h. auch andere Lichtquellen als Laser verwendet werden können.
Ferner ist es möglich, eine zusätzliche Beleuchtungslicht¬ quelle vorzusehen, die eine "Untergrundhelligkeit" erzeugt oder die Aufnahme eines Infrarot-Bildes gestattet. Da das Infrarot-Licht vom Auge nicht wahrgenommen wird, ist es damit möglich, zu überprüfen, ob sehr dunkle Lichtpunkte bei geringer Untergrundheiiigkeit wahrgenommen werden können. Trotzdem gestattet die erfindungsgemäße Vorrich¬ tung eine visuelle Beobachtung der Lage der projizierten Muster auf dem Augenhintergrund.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Mes¬ sung von evozierten Potentialen oder anderer eiektrophysi- kalischer Daten verwendet werden. Auch können anstelle des akusto-optischen Modulators andere Maßnahmen zum An- und Abschalten des Beleuchtungsiichtstrahles verwendet werden. Bspw. ist es möglich, die Lichtquelle an- und abzuschal¬ ten.
Die vorstehend nicht näher beschriebene Steuereinheit, die die Steuerung der Lichtpunkte sowie gegebenenfalls eine Nachführung bei Augenbewegungen vornimmt, kann in an sich bekannter Weise beispielsweise mit einem Mikrocomputer realisiert werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ύ c h e
1. Vorrichtung zur Gesichtsfeldprüfung, mit einer Abtasteinrichtung, die strahlablenkende und strahlabbildende Elemente aufweist, über die der Beleuch¬ tungslichtstrahl einer Beleuchtungslichtquelle auf den abzubildenden Bereich des Augenhintergrundes sowie gegebe¬ nenfalls das vom Augenhintergrund reflektierte Licht zu einer Detektoreinrichtung geführt sind, aus deren zeit¬ sequentiellen AusgangsSignal eine Auswerte- und Synchron¬ isiereinheit punktweise ein Bild des abgetasteten Ab¬ schnitts erzeugt, und mit einer Steuereinheit, die die Intensität des den Augen¬ hintergrund abtastenden Beleuchtungslichtstrahls derart steuert, daß auf einen vorbestimmbaren Bereich des Augen¬ hintergrundes Marken bzw. Muster mit einer vorgebbaren Helligkeit projiziert werden, die die untersuchte Person wahrnimmt bzw. bei Gesichtsfeld-Defekten nicht wahrnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit zum Einstel¬ len eines bestimmten Helligkeitswertes der Marken bzw. Muster den Beleuchtungslichtstrahl innerhalb der Zeitspan¬ ne, in der der Beleuchtungslichtstrahl einen Abtastpunkt beleuchtet, wenigstens einmal für einen bestimmten Bruch¬ teil dieser Zeitspanne von einem ersten Intensitätswert auf mindestens einen zweiten Intensitätswert umschaltet.
2. Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Auswerteein¬ heit zur objektiven Visusprüfung Bewegungen des Auges er¬ faßt und mit dem Ort auf dem Augenhintergrund korrelliert, auf den das oder die Marken bzw. Muster projiziert werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit die Antwort "gesehen" bzw. "nicht gesehen" der untersuchten Person in Zuordnung zum Ort, der Größe und der Helligkeit des jewei¬ ligen Musters bzw. Marke speichert.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Auswerteein¬ heit die Musterhelligkeit und/oder -große sowie gegebenen¬ falls deren Geschwihdigkeit einstellbar verändert.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Auswerteein¬ heit den Heiligkeitswert des Lichtstrahls zur Erzeugung von Marker. in mehr als zwei Stufen oder kontinuierlich einstellt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Auswerteein¬ heit Augenbewegungen kompensiert.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit den Beleuch¬ tungslichtstrahl innerhalb der Zeitspanne, in der der Beleuchtungslichtstrahl einen Abtastpunkt beleuchtet, wenigstens einmal abschaltet, d.h. daß der zweite Intensi¬ tätswert Null ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit zusätzlich . zum Umschalten des Intensitätswertes zwischen zwei Inten¬ sitätswerten die Intensität des Beleuchtungslichtstrahls variiert.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit einen aku¬ sto-optischen Modulator aufweist, der im Beleuchtungs- Lichtweg angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit die Beleuch- tungslichtquelle umschaltet bzw. an- und abschaltet.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Lichtquelle vor¬ gesehen ist, die eine Untergrundhelligkeit erzeugt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beobachtung des Augenhin¬ tergrunds die Beleuchtungslichtquelle Licht anderer Wel¬ lenlänge als zur Projektion der Muster emittiert.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit einen Spei¬ cher aufweist, in dem die Position, Form und Heiligkeit der Marken gespeichert sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Marken-Daten in Zuordnung zum aufgenommenen Bild bzw. markanter Fundusstellen ge¬ speichert sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit bei Augenbe¬ wegungen eine Korrektur des Ortes der aufleuchtenden Marke und/oder der Zuordnung der soeben aufgeleuchteten Marke zum Augenhintergrund durchführt.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Helligkeit der Marken als digitaler Wert gespeichert ist, und daß die Zuordnung einer Heiligkeit zu einem digitalen Wert nicht linear ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit einen Digital/Analog-Wandler aufweist, der den digitalen Wert in einen Analogwert wandelt, und dem wenigstens ein nichtli¬ nearer Verstärker nachgeschaltet ist, dessen Ausgangs¬ signal den Heiiigkeitswert angibt.
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