DD130628B1 - Ueberpruefungsmittel fuer das binokularsehen - Google Patents

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Überprüfungsmittel für das Binokularsehen, insbesondere für die Überprüfung von Kleinkindern in Screenings.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zur Überprüfung des binokularen Sehens sind verschiedenartige Mittel bekannt, die seit langem, teilweise über Jahrzehnte in der medizinischen Praxis eingesetzt werden. Derartige Mittel bestehen aus einer bestimmten Anordnung von optischen Hilfsmitteln vor den Augen und einer entsprechenden Bildvorlage, aus der mittels der optischen Hilfsmittel die für jedes Auge eines Augenpaares bestimmten Informationen ausgesondert und dem jeweiligen Auge zugeführt werden. Die Zuführung dieser Informationen geht im wesentlichen entweder durch die Zuordnung verschiedener, visuell erfaßbarer Frequenzbereiche zu jedem Auge eines Augenpaares und deren Trennung durch Filter, wie beim bekannten Anaglyphen- oder Farbstereoskopieverfahren, bzw. unter Ausnutzung verschiedener Schwingungsrichtungen des Lichtes, wie beim bekannten Polarisationsverfahren, oder durch Anwendung mehr oder weniger komplizierter optischer Systeme, wie bei den verschiedenen bekannten Verfahren unter Benutzung von Stereoskopen und Synoptophoren, vor sich. Die Verwendung dieser optischen Hilfsmittel vor den Augen schränkt aber die Natürlichkeit des Sehaktes mehr oder weniger ein, indem die Koordination beider Augen behindert wird.

Die Benutzung von Anaglyphen ist an die Verwendung von Farbfiltern gebunden, die verschieden sein müssen, woraus sich schon zwangsläufig eine starke Einengung der Prüfungsmöglichkeiten ergibt. Insbesondere wird dadurch eine Schwächung der binokularen Assoziation und eine Unterstützung des beidseitigen monokularen Eindruckes hervorgerufen, die aber gerade der Wahrung der Natürlichkeit des Sehvorganges bei der binokularen Überprüfung entgegenwirken. Darüber hinaus kann durch die Verwendung verschiedenartiger Farbfilter keine Gleichwertigkeit der einem jeden Auge eines Augenpaares zugeführten Informationen erreicht werden, da die für den Sehvorgang ausschlaggebenden Stäbchen und Zäpfchen auf der Netzhaut über den visuell wahrnehmbaren Frequenzbereich sehr unterschiedlich empfindlich sind. Abgesehen von den bei längeren Untersuchungen auftretenden subjektiven Beschwerden wird durch die verfahrensbedingten Filter eine starke Intensitäts- und Kontrastminderung (Bereich des Dämmerungssehens) hervorgerufen, die zu deutlichen subjektiven Fehlern und einer verminderten Reproduzierbarkeit der Ergebnisse führen.

Analoges trifft auch für die Benutzung der Polarisationsmethode zu, bei der die Leuchtdichte wegen der dann auftretenden Restbilder im anderen Auge nicht beliebig gesteigert werden kann. Somit befindet man sich hier auch nahe der individuell und psychologisch abhängigen Grenze, bei der die Besonderheiten des Dämmerungssehens beachtet werden müssen, die zu den bereits genannten Schwierigkeiten führen. Die Benutzung von polarisiertem Licht setzt für die Gewinnung brauchbarer und vor allem reproduzierbarer Untersuchungsergebnisse Bedingungen voraus, die selbst mit apparativ hohem Aufwand nur schwer zu realisieren sind. So bewirkt eine ungleiche Leuchtdichte durch scheinbar auftretende Lagevers ,hiebungen der Bilder Verfälschungen des Raumeindruckes, zum anderen werden durch Differenzen in der Lichtfarbe Verschiebungen der Bilder "згаііеі zur Achse vorgetäuscht und schließlich führt das Vorhandensein von Licht anderer Schwingungsrichtungen zu Restbildern im anderen Auge. Damit lassen sich derartige Überprüfungen aber nur in abgedunkelten Räumen durchführen und jede Lageveränderung des Kopfes macht ein Neujustieren des Gerätes notwendig.

Weiterhin sind verschiedene Arten von Stereoskopen und Synoptophoren bekannt, deren Grundprinzip darin besteht, daß jedem Auge eines Augenpaares getrennte Halbbilder dargeboten werden, die durch die optische Ausstattung vereinigt bzw. ineinander gesehen werden können. Bei Verwendung von einfachen optischen Systemen ist die Möglichkeit einer allseitigen Untersuchung des Binokularsehens gerätebedingt nicht gegeben. So wird etwa beim Linsenstereoskop die akkommodative Konvergenz bei der Fixation der im Nahsehraum gelegenen Bildvorlagen aufgehoben. Um die Vielseitigkeit dieser Geräte zu erreichen, wurden mechanische Hilfsmittel entwickelt und die optischen Systeme komplizierter. Besteht schon bei einfachen optischen Systemen das Problem, jedem Auge eines Augenpaares eine möglichst gleichwertige Information zuzuführen, so wird das bei komplizierten Systemen noch schwieriger. Außerdem kann die Zuhilfenahme von weiteren nichtoptischen Hilfsmitteln zu unübersehbaren Einflüssen führen. Die Überprüfungen werden gleichzeitig immer zeitintensiver, so daß sie zur Gewinnung eines schnellen Überblickes für den Untersuchenden ungeeignet werden. Weiter ist zu beachten, daß, wie bei der vorstehend beschriebenen Polarisationsmethode, mit zunehmender Kompliziertheit der verwendeten optischen Mittel eine Gewöhnungsbzw. Übungszeit notwendig wird, die neben einer weiteren Vergrößerung des nötigen Zeitaufwandes auch als Folge dessen zu

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einer Anpassung der Augen führt, so daß der Anfangszustand eines möglichen Augenfehlers schwer reproduzierbar wird. Nicht zu unterschätzen ist auch, daß durch die Verwendung von optischen Hilfsmitteln vor den Augen die bei den meisten Überprüfungsmethoden anzustrebende Beobachtung der Augen erschwert bzw. unmöglich gemacht wird. Hier ist auch der bekannte Rastertrenner nach Ueberschaar einzuordnen, der aufbauend auf dem in der DE-OS 876009 beschriebenen Prinzip der Trennung von zwei Bildinformationen mittels eines Blendenrasters (Trenner) die Überprüfung des Binokularsehens ermöglichen soll. Ein derartiger Rastertrenner hat den Nachteil, daß er die Fusionsbewegung nur ungenügend ausschaltet. Darüber hinaus ist die Wahrscheinlichkeit groß, daß die Konvergenz- und Akkommodationseinstellung auf den Trenner anstatt auf das Sehzeichen erfolgt.

Der Erkennung von Fehlern im Binokularsehen kommt große Bedeutung zu. Erfolgt dieses im Kleinkindesalter, so ist in der Regel eine Besserung noch möglich. Kleinkinder sind aber nicht ohne weiteres an die vorstehend genannten Vorrichtungen zu gewöhnen, da die Untersuchungen zeitaufwendig sind sowie Umgebung und Apparaturen auf das Kind psychologisch ungünstig wirken, so daß derartige, allseitige Überprüfungen bisher schwer oder gar nicht möglich waren. Weiterhin müssen dem Kind Bildinhalte geboten werden, die für das Kind erkennbar sind und aufgrund des Auf baus zu diagnostisch verwertbaren Aussagen führen.

Aus der CH-PS 61475 ist ein unmittelbar wirkendes Stereoskopbild bekannt. Die dargelegte Lösung ist auf die bildliche Wiedergabe von Objekten als räumlich wirkendes Bild abgestellt. Bei der Betrachtung ist kein zusätzliches Hilfsmittel streifenförmig ineinandergeschaltet sind und diese dergestalt von lichtbrechenden Elementen überdeckt werden, daß die Streifen der Einzelbilder jeweils nur nach einer bestimmten Richtung sichtbar gemacht werden. Die beiden Stereoskopeinzelbilder enthalten einen einheitlichen Bildinhalt, der zur Erzielung der räumlichen Wirkung um einen bestimmten Parallaxenwinkel gegeneinander verschoben ist. Die lichtbrechenden Elemente bestehen aus direkt nebeneinanderliegenden feinen Rippen, wobei jede Rippe einen Bruchteil der Mantelfläche eines Zylinders bildet.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Nützlichkeit des binokularen Sehvorganges während der Überprüfung des Binokularsehens zu gewährleisten, wobei sich alle medizinisch bekannten Sehfehler im Binokularsehen schnell und exakt, insbesondere auch bei Kleinkindern, erfassen lassen sollen. Um den Einsatz des Überprüfungsmittels auch bei Reihenuntersuchungen zu ermöglichen, soll es unabhängig von der Umgebung des Probanden einsetzbar sein, Simulationen entgegenwirken, billig herstellbar, leicht transportierbar und einfach benutzbar sein.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Überprüfungsmittel für das Binokularsehen, insbesondere für die Überprüfung von Kleinkindern in Screenings, zu schaffen, bei dem ohne die Verwendung von optischen Hilfsmitteln vor den Augen eine allseitige Überprüfung des Binokularsehens möglich ist, wobei die binokulare Trennung unbewußt erfolgen solt. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Mehrphasenbild mit einer mikrooptischen Rasterbeschichtung zum Einsatz kommt. Im Mehrphasenbild sind zwei bestimmte Informationen enthalten, von denen jeweils eine einem Auge eines Augenpaares zugeordnet ist. Das dazugehörige mikrooptische Raster verläuft bezogen auf den Betrachter vertikal und der Abstand der einzelnen Mikrooptiken zueinander beträgt zwischen —3 bis 3,0 χ 10~³rad. In vorteilhafter Weise ist das Raster als Walzenlinsenraster mit einem Abstand der einzelnen Mikrooptiken von 0,6 χ 10~³radbis 1,7 χ 10^т3rad ausgebildet. Bei der Festlegung des Rasterabstandes ist davon auszugehen, daß einerseits der Rasterabstand in der Nähe des Auflösungsvermögens des Auges liegt, andererseits für die unterzubringende Information auch eine ausreichende Informationsdichte möglich ist. Die einem jeden Auge eines Augenpaares zugeordnete Information wird von diesem aufgenommen und im Gehirn zu einer Gesamtinformation verschmolzen. Hat nun der Proband einen Defekt im Binokularsehen, so wird ihm ein Teil der Informationen fehlen und als Folge dessen bildet sich gegenüber dem Normalsehenden eine andere Gesamtinformation heraus, deren Art Aussagen über den binokularen Sehvorgang ermöglicht. Je nach der Art des festzustellenden, im binokularen Sehvorgang vorhandenen Fehlers unterscheiden sich die im Mehrphasenbild enthaltenen Informationen. So enthält das Mehrphasenbild zur Überprüfung des Simultansehens je eine einem jeden Auge zugeordnete, begrifflich faßbare Information. Das zur Überprüfung des Fusionssehens benutzte Mehrphasenbild enthält Einzelinformationen, die sich im Falle der Fusion zu einer Gesamtinformation vereinen, die aufgrund der Einzelinformationen nicht zu erwarten war und die sich vom begrifflich faßbaren Inhalt gegenüber den Einzelinformationen unterscheidet. Enthält schließlich das Mehrphasenbild für beide Augen die gleiche Gesamtinformation, in der jedoch begrifflich faßbare Teile dieser bis zu einem Parallaxenwinkel von 70° gegeneinander verschoben sind, so ergibt sich ein räumlicher Eindruck. In jedem Falle sind verwechslungsfreie und, für die Überprüfung von Kleinkindern, altersgerechte Motive zu bevorzugen. Zur Üb., prüfung der richtigen Bildlage ist es vorteilhaft, wenn das Mehrphasenbild in der Randzone eine weitere Information, vorzugsweise einen Graukeil, enthält. Hierdurch kann kontrolliert werden, ob das mikrooptische Raster vertikal verläuft und ob das Bild annähernd in der richtigen Betrachtungsentfernung gehalten wird. Diese sollte innerhalb des Sehschärfenbereiches, zweckmäßigerweise im Nahsehbereich, liegen. Die Funktion dieser Information kann auch ein Gerät zur Aufnahme des Mehrphasenbildes übernehmen.

Die Darlegung der erfindungsgemäßen Lösung geht davon aus, das bekannte, für die bildliche Wiedergabe von Objekten als räumlich wirkendes Bild vorgeschlagene Stereoskopbild für ein Überprüfungsmittel für das Binokularsehen einzusetzen. Die Vorteile der Mehrphasenbildtechnik für die räumliche Darstellung von Objekten sind seit Jahrzehnten bekannt. Der Verlauf der Entwicklung konzentrierte sich auf die Verfeinerung der Technik sowie der dazugehörigen Verfahren und auf die Erweiterung der Einsatzmöglichkeiten. Mehrphasenbilder haben dadurch eine weite Verbreitung gefunden. Offensichtlich wurde hierbei nicht erkannt, daß die Mehrphasenbildtechnik auch zur Überprüfung von Defekten im Binokularsehen in besonders günstiger Weise geeignet ist. Das ist um so überraschender, als die aus der Einschränkung der Natürlichkeit des Sehens bedingten Nachteile durch die benutzten Anordnungen ebenfalls über einen nahezu gleichen Zeitraum bekannt sind. Diese Nachteile lassen sich durch ein Überprüfungsmittel mit den aufgeführten Merkmalen voll abstellen.

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Der Überprüfung von Kleinkindern kommt das Mittel psychologisch bedingt besonders entgegen, da sowohl Hilfsmittel vor den Augen vermieden als auch die Überprüfungen in der gewohnten Umgebung des Kindes durch eine von ihm bekannte Person möglich sind. Denn die fertige Ausbildung des Überprüfungen; ittels erlaubt die schon vorherige Bestimmung der Wirkung bei einer eventuellen binokularen Fehlsichtigkeit. Damit kann sich der Arzt voll auf den Probanden konzentrieren bzw., was von weit größerer Bedeutung ist, ein Nichtfachmann oder sogar der Proband selbst, die Bereitwilligkeit vorausgesetzt, können nach kurzer Einweisung überprüfen und erkennen, ob ein Fachmann aufgesucht werden muß. Hieraus leitet sich weiter in Verbindung mit einer wenig kostenaufwendigen Produktion, dem unkomplizierten Aufbau und der Handlichkeit die Einsatzmöglichkeit bei Reihenuntersuchungen ab. Schließlich ist eine Simulation durch die unbewußte, im Bild erfolgende Binokulartrennung stark erschwert bzw. völlig unmöglich, da der Gesamteindruck nicht bereits bei Betrachtung des Bildes, sondern bedingt durch die Trennung der beiden Bildinformationen erst im Gehirn entsteht.

Außerdem kann die Erfindung auch zur Überprüfung anderer Sehfehler herangezogen werden. Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen

in Figur 1: Mehrphasenbild zur Überprüfung des Simultansehens, in Figur 2: Mehrphasenbild zur Überprüfung des Fusionssehens und in Figur 3: Mehrphasenbild zur Überprüfung des räumlichen Sehens,

wobei bei den Figuren 1 und 2 jeweils die Bildinformationen für das linke und rechte Auge getrennt und gemeinsam, also wie sie von einem Probanden ohne Defekt im Binokularsehen erfaßt werden, und in der Figur 3 die gemeinsame Bildinformation dargestellt sind.

Ausführungsbeispiel

Das Überprüfungsmittel für die Binokularsehen besteht aus Mehrphasenbildern, die in Abhängigkeit vom festzustellenden Fehler in bestimmter Weise ausgebildet sind. Gemeinsam ist den Mehrphasenbildern, daß sie zwei bestimmte Informationen enthalten, von denen jeweils eine einem Auge eines Augenpaares zugeordnet ist. Das dazugehörige mikrooptische Raster ist ein Walzenlinsenraster, bei dem die einzelnen Mikrooptiken einen Abstand von 0,6 χ 10~³ bis 1,7 χ 1(T³rad haben. Das Raster verläuft bezogen auf den Betrachter vertikal.

Bei der Überprüfung des Simultansehens wird festgestellt, ob jedes Auge in der Lage ist, eine Information aufzunehmen und diese beiden Informationen gleichzeitig wahrgenommen werden können. Das dafür vorgesehene Mehrphasenbild enthält als Bildinformationen, wie in Figur 1 dargestellt, für das linke Auge beispielsweise einen Hund für das rechte eine Puppe, so daß die Gesamtinformation also aus Hund und Puppe besteht. Sieht der Proband etwa auf dem linken Auge nicht, so wird im Gehirn die Bildinformation des linken Auges fehlen und seine Gesamtformation wäre eine Puppe. Daraus kann wiederum abgeleitet werden, daß er nur die rechte Bildinformation erhalten hat, also vom linken Auge keine Information aufgenommen und weiterverarbeitet wurde.

Das Fusionssehen erfordert nicht nur, daß von jedem Auge eines Augenpaares eine Information aufgenommen und zugleich wahrgenommen wird, sondern diese auch miteinander verschmelzen. Das dazu benutzte Mehrphasenbild enthält Einzelinformationen, die sich zu einer Gesamtinformation vereinen, die aufgrund des begrifflichen Inhaltes jeder Einzelinformation nicht zu erwarten war, also einen anderen begrifflichen Inhalt hat. So kann, wie in Figur 2 dargestellt, beispielsweise die Bildinformation für das linke Auge aus einer Blume und die für das rechte aus einem Ball bestehen, bei deren Kombination eine Biene als Gesamtbildinformation entsteht. Damit stehen drei begrifflich unterschiedliche Bildinformationen zur Verfügung, die bei der Prüfung des Fusionssehens zu einer exakten Aussage über fehlerfreies oder fehlerhaftes Fusionieren führen.

Schließlich bedingt das räumliche Sehen nicht nur die Aufnahme, gleichzeitige Wahrnehmung und Verschmelzung zweier Informationen, sondern auch deren Verarbeitung zu einem räumlichen Eindruck. Zur Erreichung dieses Eindruckes muß beide Augen die gleiche Gesamtinformation zugeführt werden, wobei jedoch ein begrifflich faßbarer Teil der Gesamtinformation gegenüber dem gleichen Teil für das andere Auge um einen Parallaxenwinkel von bis zu 70° verschoben sein muß. Die Gesamtbildinformation kann beispielsweise, wie in Figur 3 dargestellt, aus einem Tor mit Torwart und Ball bestehen, wobei der Ball im Falle des räumlichen Sehens vor dem Tor erscheinen, im Falle eines Sehfehlers jedoch als Folge eines Defektes im räumlichen Sehen als im Tor gelegen erkannt wird.

Um die Einnahme der richtigen Überprüfungslage des Mehrphasenbildes zu erleichtern und anzuzeigen, kann in einem für die Überprüfung unwesintlichen Teil des Mehrphasenbildes eine dafür bestimmte Information verarbeitet sein. Diese Information kann vorzugsweise aus einem Graukeil bestehen, der nur dann eine gleichmäßige Schwarzfärbung hat, wenn das Bild bezüglich Entfernung und Bildlage richtig betrachtet wird.

Claims (5)

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   Erfindungsanspruch:

   1. Überprüfungsmittel für das Binokularschen, insbesondere für die Überprüfung von Kleinkindern in Screenings, gekennzeichnet dadurch, daß ein Mehrphasenbild mit einer mikrooptischen Rasterbeschichtupg zum Einsatz kommt, wobei im Mehrphasenbild zwei bestimmte Informationen enthalten sind, von denen jeweils eine einem Auge eines Augenpaares zugeordnet ist und das dazugehörige mikrooptische Raster bezogen auf den Betrachter vertikal verläuft und der Abstand der einzelnen Mikrooptiken zueinander bis 3,0 χ 10~³rad beträgt.
2. 2. Überprüfungsmittel nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Raster ais Walzenlinsenraster mit einem Abstand der einzelnen Mikrooptiken von 0,6 χ 10~³ bis 1,7 χ 10~³rad ausgebildet ist.
3. 3. Überprüfungsmittel nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die im Mehrphasenbild enthaltenen zwei Einzelinformationen und deren Gesamtinformation unterschiedlichen, begrifflich faßbaren Inhalts sind.
4. 4. Überprüfungsmittel nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die im Mehrphasenbild enthaltenen zwei Einzelinformationen gleichen, begrifflich faßbaren Inhalts einen Parallaxenwinkel von bis zu 70' aufweisen.
5. 5. Überprüfungsmittel nach Punkt 1, 2 und 3 oder 4, gekennzeichnet dadurch, daß in der Randzone des Mehrphasenbildes eine weitere Information zur Überprüfung der richtigen Bildlage, vorzugsweise ein Graukeil, enthalten ist.