DE10310589B4 - Eye test device for checking the eyesight of a subject - Google Patents
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Abstract
Sehtestgerät zur Prüfung des Sehvermögens der Augen (1) eines Probanden mit einer optischen Abbildungseinheit (3) zur virtuellen Abbildung eines innerhalb der Brennweite der Abbildungseinheit (3) befindlichen und aus unterschiedlichen Entfernungen abbildbaren Testobjekts in die in der Fokalebene der Abbildungseinheit (3) befindlichen Augen (1) des Probanden, und mit einem im Strahlengang zwischen den Augen (1) des Probanden und der Abbildungseinheit (3) angeordneten ersten optischen Element (2) sowie einem zwischen der Abbildungseinheit (3) und dem Testobjekt angeordneten zweiten optischen Element (4), dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite optische Element (2, 4) als Vollspiegel oder als ein den Strahlengang totalreflektierendes optisches Element ausgebildet sind, wobei das zweite optische Element (4) relativ zur Abbildungseinheit (3) im Strahlengang stationär angeordnet ist, und dass das Testobjekt durch eine elektronisch ansteuerbare Monitoreinheit (5) erzeugbar ist, die längs des durch das zweite optische Element (4) umgelenkten Strahlengangs beweglich angeordnet ist.Eye test device for testing the eyesight the eyes (1) of a subject with an optical imaging unit (3) for virtual imaging of one within the focal length of the Figure unit (3) located and from different distances imageable test object in the in the focal plane of the imaging unit (3) located eyes (1) of the subject, and with one in the beam path between the eyes (1) of the subject and the imaging unit (3) arranged first optical element (2) and one between the Imaging unit (3) and the test object arranged second optical Element (4), characterized in that the first and the second optical element (2, 4) as a full mirror or as a the beam path are formed totally reflecting optical element, wherein the second optical element (4) relative to the imaging unit (3) in Beam path stationary is arranged, and that the test object by an electronic controllable monitor unit (5) can be generated, along the by the second optical element (4) deflected beam path is movably arranged.
Description
Technisches Gebiettechnical area
Die Erfindung bezieht sich auf ein Sehtestgerät zur Prüfung des Sehvermögens der Augen eines Probanden mit einer optischen Abbildungseinheit zur virtuellen Abbildung eines innerhalb der Brennweite der Abbildungseinheit befindlichen und aus unterschiedlichen Entfernungen abbildbaren Testobjekts in die in der Fokalebene der Abbildungseinheit befindlichen Augen des Probanden, und mit einem im Strahlengang zwischen den Augen des Probanden und der Abbildungseinheit angeordneten ersten optischen Element sowie einem zwischen der Abbildungseinheit und dem Testobjekt angeordneten zweiten Element.The The invention relates to an eye test device for testing the eyesight of the Eyes of a subject with an optical imaging unit to the virtual Illustration of one located within the focal length of the imaging unit and from different distances imageable test object in the eyes of the imaging unit located in the focal plane of the imaging unit Subjects, and with one in the beam path between the eyes of the Subjects and the imaging unit arranged first optical Element and one between the imaging unit and the test object arranged second element.
Sehtestgeräte der vorstehend genannten Gattung verfügen in aller Regel über einen kompakten und verhältnismäßig leichten Aufbau, so dass sie in Form portabler Untersuchungseinheiten vor Ort, beispielsweise zur Sehtestkontrolle bei Schülern und Studenten in den jeweiligen Ausbildungsstätten oder bei Arbeitnehmern in den jeweiligen Betriebsräumen, eingesetzt werden können. Derartige Sehtestgeräte weisen in aller Regel ein Gehäuse mit Einsichtschlitz auf, in den der jeweilige Proband zur Augenuntersuchung blickt. Durch Anlegen eines Kopfbereiches, zumeist die Stirn, an einer am Gehäuse vorgesehenen Anlagefläche wird das zu untersuchende Augenpaar in eine definierte Relativlage zum Sehtestgerät gebracht, um letztlich reversible und zuverlässige Messdaten über den jeweiligen Sehzustand der Augen zu erhalten. Hierzu wird ein im Inneren des Sehtestgerätes erzeugbares Testobjekt über eine Abbildungseinrichtung auf die sich in der Referenzebene befindlichen Augen des Probanden fokussiert. Durch Variation des optischen Weges zwischen dem Testobjekt und der Abbildungseinheit kann das Sehvermögen des Probanden in unterschiedliche Sehdistanzen untersucht werden, wobei das natürliche Akommodations- und Konvergenzeinstellverhalten der Augen berücksichtigt werden. Durch die Sehweitenvariation ist es möglich, das Kurz- und Weitsichtigkeitsverhalten der Augen eines Probanden zu überprüfen.Eye test equipment of the above have mentioned genus usually over a compact and relatively lightweight Construction, making them in the form of portable examination units Place, for example, to the eye test inspection of students in the respective training centers or workers in the respective premises can be. Such eye test devices have usually a housing with insight slit, in which the respective subject for eye examination looks. By creating a head area, usually the forehead, on one on the housing provided contact surface the eye to be examined becomes a defined relative position brought to the eye test device, Ultimately reversible and reliable measurement data on the to maintain the respective visual condition of the eyes. For this purpose, an in Inside of the eye test device Generable test object via an imaging device located in the reference plane Eyes of the subject focused. By variation of the optical path between the test object and the imaging unit, the eyesight of the Subjects are examined in different visual distances, wherein the natural accommodation and convergence behavior of the eyes. By the Sehweitenvariation it is possible the short-sightedness and farsightedness of a subject's eyes to check.
Aus
der
Der von der Durchlichtprojektoranordnung ausgehende Strahlengang zur Erzeugung des Bildes eines Testobjektes ist in dem vorstehend erwähnten Sehtestgerät vertikal die Sehtestscheibe nach unten passierend gerichtet und wird von der Umlenkeinrichtung um 180° senkrecht nach oben umgelenkt, trifft über die Abbildungseinrichtung auf den im Strahlengang befindlichen Teilerspiegel, der den Strahlengang letztlich, je nach Kippstellung, schräg nach oben oder in die horizontale Blickrichtung des Probanden umlenkt.Of the from the transmitted light projector arrangement emanating beam path to Generation of the image of a test object is vertical in the above-mentioned eye test device the eye test disc is directed downwards passing and is from the deflection by 180 ° vertically turned upside down, meets over the imaging device on the splitter mirror located in the beam path, the beam path ultimately, depending on the tilt, obliquely upward or in the horizontal direction of the subject deflects.
Demgegenüber sieht
eine dem vorstehend beschriebenen Sehtestgerät vorausgegangene Entwicklungsstufe,
die in der
Aus
der
Die
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik gilt es, ein Sehtestgerät zur Prüfung des Sehvermögens der Augen eines Probanden mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 derart weiterzubilden, dass die für die Überprüfung des Sehvermögens eines Probanden erforderlichen optischen und elektronischen Komponenten auf ein Minimum reduziert und zugleich die Bedien- und Wartungsfreundlichkeit des Sehtestgerätes verbessert werden sollen.outgoing From the above-mentioned prior art, it is a vision testing device for testing the eyesight the eyes of a subject with the characteristics of the generic term To develop claim 1 such that the for the verification of the eyesight of a Subjects required optical and electronic components reduced to a minimum and at the same time the ease of operation and maintenance the eye test device improved should be.
Insbesondere gilt es, den Komfort für den zu untersuchenden Probanden während der Überprüfung des Sehvermögens zu verbessern. Auch gilt es vornehmlich bei zumindest gleich bleibender optischer Darstellungsqualität der jeweiligen Testobjekte die mit dem Sehtestgerät verbundenen Kosten erheblich zu reduzieren.Especially it applies, the comfort for the subjects to be examined during the examination of the eyesight improve. It is also primarily at least consistent optical presentation quality the respective test objects which are connected to the eye test device Significantly reduce costs.
Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Den Erfindungsgedanken vorteilhaft weiterbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche.The solution the object underlying the invention is specified in claim 1. The concept of the invention advantageously further-forming features Subject of the dependent claims.
Das erfindungsgemäße Sehtestgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 zeichnet sich dadurch aus, dass die den Strahlengang umlenkenden Elemente über nahezu keine Lichtverluste verfügen, zumal sie als Vollspiegel oder als totalreflektierende optische Elemente, beispielsweise Prismenflächen, die unter dem Brewster-Winkel relativ zum Strahlengang angeordnet sind, ausgebildet sind. Durch das erste und zweite vollreflektierende optische Element können die vom Testobjekt ausgehenden Lichtstrahlen nahezu verlustfrei in die Fokalebene der Abbildungseinheit, in der sich die zu untersuchenden Augen des Probanden befinden, abgebildet werden. Hierdurch eröffnet sich erstmals die Möglichkeit, in Abkehr vom Stand der Technik, das Bild eines Testobjektes mit Hilfe einer elektronisch ansteuerbaren Monitoreinheit zu generieren und nahezu ohne jegliche Lichtverluste auf die zu untersuchenden Augen des Probanden abzubilden. Die elektrisch ansteuerbare Monitoreinheit, die als kleinbauende Komponenten kommerziell erhältlich ist, ist zur Sehweitenvariation längs des durch das zweite Element umgelenkten Strahlengangs beweglich angeordnet.The Eye test device according to the preamble of claim 1 is characterized in that the the beam path deflecting elements over almost no loss of light, especially they as full mirrors or as totally reflecting optical elements, For example, prism surfaces, the are arranged at the Brewster angle relative to the beam path, are formed. Through the first and second fully reflective optical element can the light rays emanating from the test object almost lossless in the focal plane of the imaging unit, in which the to be examined Eyes of the subject are to be pictured. This opens up first time the possibility in departure from the prior art, the image of a test object with Help generate an electronically controlled monitor unit and almost without any loss of light on the examined To picture the subject's eyes. The electrically controllable monitor unit, which is commercially available as a small-sized components is for Sehweitenvariation along the movably arranged by the second element deflected beam path.
Mit
Hilfe des Einsatzes einer elektronisch ansteuerbaren Monitoreinheit,
die beispielsweise in Form eines kleinbauenden LCD-Displays mit
einer typischen Display-Größe von etwa
10 × 10
mm und einer Pixeldichte von wenigstens 600 × 800 ausgebildet ist, ist
es nicht nur möglich,
nahezu beliebig ausgebildete Testobjekte bzw. Optotypen zu generieren, wodurch
die Notwendigkeit der Anschaffung und Bereithaltung einer Vielzahl
von Testscheiben, die teuer in der Herstellung und somit auch im
Erwerb sind, wegfällt,
sondern insbesondere eine mechanisch einfache Lösung zur Sehweitenüberprüfung bei
unterschiedlichen Sehdistanzen anzugeben. Positioniert man das zweite,
den Strahlengang umlenkende Element derart innerhalb des Sehtestgerätes, dass
der Strahlengang zwischen dem zweiten Element und der das Testobjekt
generierenden Monitoreinheit horizontal verläuft, so führt dies im Vergleich zu dem
in der vorstehend zitierten Druckschrift
Im Wege der vorstehend beschriebenen horizontalen Orientierung des Strahlenganges zwischen dem zweiten Element und der elektronisch ansteuerbaren Monitoreinheit befindet sich die lichtemittierende Fläche der Monitoreinheit, also beispielsweise die flächige Anordnung des Pixelarrays eines LCD-Displays, senkrecht zum Strahlengang und ist demzufolge vertikal ausgerichtet. Durch diese Anordnung kann eine durch Partikelablagerung verursachte Oberflächenverschmutzung weitestgehend ausgeschlossen werden.in the Paths of the above-described horizontal orientation of Beam path between the second element and the electronic controllable monitor unit is the light-emitting area the monitor unit, so for example the areal arrangement of the pixel array an LCD display, perpendicular to the beam path and is consequently vertically aligned. By this arrangement, one by particle deposition caused surface contamination be largely excluded.
Aufgrund einer für Sehtestgeräte bestehenden europäischen DIN-Norm (EN ISO 8596) besteht das Erfordernis, dass die Leuchtdichte, mit der Festobjekte im Rahmen einer Augenuntersuchung in die Augen eines Probanden abgebildet werden, zwischen 80 und 320 cd/m2 zu betragen hat. Um dieser Norm zu entsprechen, ist es von zentraler Bedeutung, dass die im Strahlengang des Sehtestgerätes eingesetzten optischen Komponenten möglichst keine Lichtverluste verursachen, zumal die heutige Display-Technik Digital-Displays mit den vorstehend geforderten Abmaßen und Pixelauflösungen auch im unteren Preissegment mit Leuchtdichten zwischen 80 und 100 cd/m2 zu realisieren vermag. Ebenso vermögen derartige LCD-Displays nicht nur die Erzeugung monochromer Optotypen, sondern auch die Erzeugung individueller Farben, so dass die Prüfung des Sehvermögens über die reine Sehschärfebestimmung der zu untersuchenden Augen auch auf die Farbsehtüchtigkeit erweitert werden kann.Based on a European DIN standard (EN ISO 8596) for vision testing equipment, there is a requirement that the luminance with which solid objects are imaged in the eyes of a subject during an eye examination should be between 80 and 320 cd / m 2 . To comply with this standard, it is of central importance that the optical components used in the beam path of the eye test device cause no loss of light, especially since today's display technology digital displays with the dimensions and pixel resolutions required above in the lower price segment with luminance between 80 and 100 cd / m 2 is able to realize. Likewise, such LCD displays not only the generation of monochrome optotypes, but also the generation of individual colors, so that the examination of the eyesight beyond the pure visual acuity determination of the eyes to be examined on the Color vision can be extended.
Da in aller Regel die zur Darstellung eines Testobjektes lichtemittierende Fläche der Monitoreinheit eben ausgebildet ist, sind auch die den Strahlengang umlenkenden Elemente vorzugsweise als ebene Vollspiegel oder als ebene, totalreflektierende Flächen ausgebildet. Hierdurch werden jegliche optische Verzerrungen oder Doppelbilder, wie sie bei der Verwendung von Konkavspiegeln häufig auftreten, vollständig vermieden. Auch die den von der Monitoreinheit ausgehenden Strahlengang in die Augen des Probanden abbildende Abbildungseinheit, die vorzugsweise als flache Streifenlinsenanordnung ausgebildet und farbkorrigiert ist, also einen Achromat darstellt, wird das Bild des Testobjektes frei von Verzerrungen und Farbabweichungen auf die Augen des Probanden abgebildet.There usually the light emitting to represent a test object area the monitor unit is formed even, which are the beam path deflecting elements preferably as a flat solid mirror or as level, totally reflecting surfaces educated. This will cause any optical distortion or Double images, as they often occur when using concave mirrors, completely avoided. Also, the outgoing from the monitor unit beam path in the eyes of the subject imaging unit, preferably designed as a flat strip lens arrangement and color corrected is, so represents an achromat, the image of the test object free of distortions and color deviations on the eyes of the subject displayed.
Durch die verhältnismäßig kleine Baugröße der elektronisch ansteuerbaren Monitoreinheit ist es in einem besonders bevorzugten Auführungsbeispiel möglich, peripher um die Monitoreinheit vorzugsweise vier zueinander gleich verteilt angeordnete weisses Licht emittierende LED-Lichtquellen vorzusehen, die gemeinsam mit dem Testobjekt über die Abbildungseinheit und den zwei Umlenkelementen in die Augen eines Probanden abgebildet werden. Hierdurch kann zusätzlich das Verhalten der Augen auf zusätzliches Blendlicht untersucht werden. Die Verwendung von LED's als zusätzliche Lichtquellen ist mit dem Vorteil einer nur geringen Wärmeentwicklung verbunden, wodurch auf zusätzliche Lüftererfordernisse verzichtet werden kann. Neben einer damit verminderten Geräuschentwicklung gegenüber mit Lüftern ausgestatteten Sehtestgeräten trägt der Verzicht auf jegliche Lüfter innerhalb des Sehtestgerätes erheblich zur Verringerung einer internen Geräteverschmutzung durch Partikelablagerungen an optisch relevanten Oberflächen bei.By the relatively small one Frame size of the electronic controllable monitor unit, it is in a particularly preferred Auführungsbeispiel possible, peripheral around the monitor unit preferably four equally distributed arranged to provide white light emitting LED light sources, the together with the test object via the imaging unit and the two deflecting elements in the eyes of a subject. This can additionally the Behavior of the eyes on additional Glare are examined. The use of LEDs as additional Light sources has the advantage of only low heat development connected, causing additional fan requirements can be waived. In addition to a reduced noise across from with fans equipped eye test equipment wears the Waiver of any fan within the eye test device considerably to reduce internal equipment contamination due to particulate buildup on optically relevant surfaces at.
Zusätzlich zu der an sich bekannten Verschwenkbarkeit des ersten umlenkenden Elementes innerhalb des Sehtestgerätes, das vorzugsweise als planer Vollspiegel ausgebildet ist und für eine Umlenkung der Einblickrichtung eines Probanden in einen vertikal nach unten gerichteten Strahlengangabschnitt in Richtung der Abbildungseinheit umlenkt, wodurch insbesondere für Brillen-tragende Probanden bei gleichbleibender Augenposition eine Prüfung der Fern- und Nahsichtigkeit ermöglicht wird, wobei die Blickrichtung zur Überprüfung der Fernsichtigkeit waagrecht sowie zur Überprüfung der Nahsichtigkeit gegenüber der Horizontalen schräg nach unten orientiert ist, ist zur Vergrößerung des nach unten gerichteten Blickwinkels ein Kippmechanismus vorgesehen, der das erste und zweite Element nebst Abbildungseinheit und Testobjekt gemeinsam um eine Kippachse verkippt. Die Kippachse ist hierbei horizontal orientiert und liegt in der Fokalebene, in der sich auch die Augen des Probanden befinden, so dass die Augenposition während des Kippens beibehalten werden kann. Ein Verkippen aller, für die Prüfung des Sehvermögens erforderlichen optischen sowie auch elektronischen Komponenten kann erstmals durch die Auswahl möglichst klein und kompakt bauender Einzelkomponenten, insbesondere durch die Verwendung einer elektronisch ansteuerbaren Monitoreinheit mit einem vertretbaren konstruktiven und mechanischen Aufwand realisiert werden.In addition to the known pivotability of the first deflecting element within of the eye test device, which is preferably designed as a flat full mirror and for a deflection The viewing direction of a subject in a vertical downward directed beam path section in the direction of the imaging unit diverts, which in particular for Eyeglass-bearing subjects with the same eye position one Examination of Distance and nearsightedness possible with the line of sight for checking the far-sightedness level as well as to review the Nearsightedness the horizontal at an angle is oriented to the bottom, is to magnify the downward View angle provided a tilting mechanism, which is the first and second Element together with imaging unit and test object together about a tilt axis tilted. The tilting axis is oriented horizontally and lies in the focal plane, where the subject's eyes are, so that the eye position during tilting can be maintained. A dumping of all, for the examination of the eyesight required optical as well as electronic components can for the first time through the selection as possible small and compact individual components, in particular by the Use of an electronically controllable monitor unit with a reasonable constructive and mechanical effort can be realized.
Eine weitere optimale Ergänzung des Sehtestgerätes sieht die Möglichkeit einer perimetrischen Untersuchung des Gesichtsfeldes eines Probanden vor. Hierbei sind räumlich verteilt um das erste Umlenkelement in Blickrichtung des Probanden eine Vielzahl räumlich verteilter Lichtquellen angeordnet, beispielsweise in Form von weisses Licht emittierenden LED's. Zur Fixierung der Blickrichtung wird ausgehend von der Monitoreinheit eine Zentriermarke auf das erste Umlenkelement mittig zur Blickrichtung abgebildet. Für weitere Einzelheiten wird auf die nachfolgende Beschreibung unter Bezugnahme auf das Ausführungsbeispiel verwiesen.A further optimal supplement of the eye test device sees the possibility a perimetric examination of the field of vision of a subject. Here are spatially distributed around the first deflection in the direction of the subject a multitude spatially arranged distributed light sources, for example in the form of white Light emitting LED's. To fix the viewing direction is based on the monitor unit a centering mark on the first deflecting element shown centrally to the viewing direction. For further Details will be made to the following description with reference to the embodiment directed.
Kurze Beschreibung der ErfindungShort description of invention
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Es zeigen:The Invention will now be described by way of embodiments with reference to the drawings described by way of example. Show it:
Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche Verwendbarkeitways for execution of the invention, industrial applicability
Das
zweite Umlenkelement
Die
elektronische ansteuerbare Monitoreinheit
Zur
Untersuchung der Blendlichtwirkung auf die Augen
Wie bereits erwähnt, kann auf Lüfteranordnungen und die damit verbundenen Nachteile vollständig verzichtet werden.As already mentioned, can on fan arrangements and the associated disadvantages are completely dispensed with.
In
Letztlich
sieht
Mit
dem erfindungsgemäß ausgebildeten Sehtestgerät ergeben
sich folgende Vorteile:
Mit Hilfe der modernen Farb-Display-Technik
ist die unabhängige
Sehzeichengenerierung mit Hilfe geeigneter Display-Ansteuerungssoftware
möglich.
Auf diese Weise können
sowohl zeitlich stationäre
Optotypen generiert werden sowie auch dynamische, sich zeitlich
verändernde
Testobjekte dargestellt werden, um letztlich eine dynamische Sehschärfenbestimmung
durchführen
zu können.
Durch die Substitution der bislang eingesetzten hochpreisigen Durchlichttestscheiben,
die mittels Schrittmotortechnik angesteuert werden, ist durch die
neuartige Display-Technologie
ein entscheidender Faktor zur Kosten- und Gewichtsreduzierung verbunden.
Die Display-Technologie sowie die Verwendung von LED-Lichtquellen zur
Erzeugung von Blendlicht erfordern Niederspannungsnetzteile, die
nur über
geringes Gewicht verfügen
und keinerlei Lüftertechnik
benötigen.
Hierdurch ist eine erhebliche Leistungseinsparung möglich, die sich
letztlich in Betriebs- sowie auch Wartungskosten positiv niederschlagen.
Durch die kompakte Bauform des Sehtestgerätes wird Platz innerhalb des
Gerätes gewonnen,
der für
eine individuelle Höhenverstellung an
die jeweilige Sitzhöhe
des Probanden nutzbar ist.With the inventively designed eye test device, the following advantages result:
With the help of modern color display technology, the independent chart generation is possible with the aid of suitable display control software. In this way, temporally stationary optotypes can be generated as well as dynamic, time-varying test objects can be displayed in order to ultimately perform a dynamic visual acuity determination. The substitution of the high-priced transmitted-light test discs used up to now, which are controlled by stepper motor technology, is a decisive factor for cost and weight reduction due to the innovative display technology. The display technology and the use of LED light sources to produce glare require low-voltage power supplies, which are lightweight and need no fan technology. As a result, a significant power saving is possible, which ultimately reflected positively in operating and maintenance costs. Due to the compact design of the eye test device, space is gained within the device, which can be used for individual height adjustment to the respective seat height of the subject.
- 11
- Augeneyes
- 22
- Umlenkelementdeflecting
- 33
- Abbildungseinheitimaging unit
- 44
- Umlenkelementdeflecting
- 55
- Monitoreinheitmonitor unit
- 66
- BlendlichtquellenGlare sources
- 77
- LED'sLED's
Claims (20)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8365 | Fully valid after opposition proceedings | ||
R120 | Application withdrawn or ip right abandoned | ||
R120 | Application withdrawn or ip right abandoned |
Effective date: 20150320 |