DE832504C - Device for recording eye movements - Google Patents

Description

Gerät zum Aufzeichnen von Augenbewegungen Gegenstand der Frfilldunlg ist ein Gerät zur Sichtbarmachung und Aufzeichnung der Bewegungen der Augen während des Sehens.Device for recording eye movements Subject of the filing is a device for visualizing and recording the movements of the eyes during of seeing.

Die Vorgänge beim Sehvorgang, die an den Bewegungsapparat des auges gebunden sind, haben immer wieder Veranlassung zu Untersuchungen gegeben. Versuchte man zuerst experimentell, nach der anatomischen Festlegung der 6-Augenmuskeln, die Funktion derselben in ihrer mon- und binokularen Verhaltungsweise zu klären. so forderte man später Aufzeichnungen differenzierter und pathologischer Augenbewegungen. Zu diesem Zweck wurden verschiedenartige Methoden zur Registrierung von Augenbewegungen angewandt, welche über die subjektive Beurteilung allmählich auch zu objektiven Nlethocten vorgeschritten sind. Dlie meistelll dieser Methoden setzen voraus, daß auf der Hornhaut Fremdkörper befestigt werden, nachdem die Hornhaut anästhesiert worden ist. hierfür eine Kappe mit Sehloch, die auf den Augapfel aufgesetzt wird und an der entweder ein Schreibhebel oder ein Spiegel zur fotografischen Registrierung befestigt ist. Wenn auch, besonders durch fotografische Aufzeichnung der Reflexion eines Lichtstrahls durch das aufgesetzte Spiegelchen eine genaue Feststellung der Augenbewegung möglich ist, so hat diese Methode Idoch den schwerwiegen den Nachteil, daß das Auge durch die Kappe gestört wird und daß diese Störung noch verstärkt wird. wenn die Augenlider durch einen Lidhalter beiseite geschoben werden müssen. Es ist daher keine Gewähr gegeben, daß die aufgezeichneten Angenbewegungen auch bei ungestörtem Auge aufgetreten wären. so daß der wissenschaftliche Wert der gefundenen Ergebnisse stets zwifelhaft bleibt. The processes involved in the visual process that affect the musculoskeletal system of the eye are bound, have repeatedly given rise to investigations. Tried one first experimentally, after the anatomical definition of the 6 eye muscles, the To clarify their function in their monocular and binocular behavior. so later, records of differentiated and pathological eye movements were requested. Various methods of registering eye movements have been developed for this purpose applied, which gradually became objective over the subjective assessment Nlethocten have advanced. Most of these methods assume that Foreign objects are attached to the cornea after the cornea is anesthetized has been. for this purpose a cap with a viewing hole that is placed on the eyeball and on either a writing lever or a mirror for photographic registration is attached. If so, especially through photographic recording of the reflection of a light beam through the attached mirror an exact determination of the Eye movement is possible, this method has the serious disadvantage that the eye is disturbed by the cap and that this disturbance is exacerbated. when the eyelids have to be pushed aside with an eyelid holder. It is therefore no guarantee is given that the recorded angular movements will also be undisturbed Eye would have occurred. so that the scientific value of the results found always remains doubtful.

Schließlich ist noch eine Möglichkeit gegeben, das verhältnismäßig ungestörte Auge durch Messung galvanometrischer Ströme, die bei der arbeit der Augenmuskeln entstehen, zu beobachten. Hierzu müssen nur verhältnismäßig kleine Kupferelektroden an geeigneten Stellen angebracht werden. Es wurde zwar festgestellt, daß die jeweils vorhan dene Potentialdifferenz dem Sinus des Blickwinkels proportional ist, aber die Methode ist dochso ungenau, daß sie für die Sic'htbarmachung kleiner und kleinster Augenbewegungen nicht ausreicht.Finally, there is another possibility, that is proportionate Undisturbed eye by measuring galvanometric currents during the work of the eye muscles arise, observe. Only relatively small copper electrodes are required for this be attached in suitable places. It was found that each exist The potential difference is proportional to the sine of the viewing angle is, but the method is so imprecise that it is smaller for visualization and the smallest eye movements are not sufficient.

Alle diese Nachteile werden bei dem im folgenden beschriebenen Gerät vermieden. Das Auge wird dabei weder durch Belichtung noch durch aufgesetzte mechanische Elemente, selbst nicht einmal durch Anästhetica in seinem normalen Verhalten gestört. All of these disadvantages are addressed in the device described below avoided. The eye is neither exposed to light nor mechanical Elements, even not even by anesthetics, are disturbed in its normal behavior.

Es handelt sich also um die einzige bisher bekannte Methode, die unter wirklich einwandfreien biologischen Bedingungen arbeitet, dabei doch die Augenbewegungen selbst und nicht andere, daraus abgeleitete physikalische Größen, z. B. Muskelelektrizität, darstellt und die auch kleinste Augenbewegungen bis herab zu etwa einer Winkelminute erkennen läßt. Darüber hinaus ist es noch möglich, die Bewegungen beider Augen gleichzeitig, und zwar sowohl die Bewegungen in horizontaler wie in vertikaler Richtung getrennt oder gemeinsam zu registrieren.So it is the only known method that is under really flawless biological conditions works, but the eye movements themselves and not other physical quantities derived therefrom, e.g. B. muscle electricity, represents and the smallest eye movements down to about one angular minute reveals. In addition, it is still possible to see the movements of both eyes at the same time, and both the movements in the horizontal as well as in the vertical direction separately or to register together.

Der grundsätzliche Aufbau des Geräts zum Aufzeichnen von Augenbewegungen ist in Abb. I dargestellt. Der Strahl einer sichtbaren oder unsichtbaren Lichtquelle I fällt durch einen Spalt 2 und durch ein Teleobjektiv 3 mit Irisblende, das die Hornhaut 4 als negativen Teil enthält, und über eine Blende 5 mit Sammellinse 6 auf die Fotozelle 7. Das Bild des Spaltes 2 wird durch das Teleobjektiv 3 auf die blende 5 scharf abgebildet. The basic structure of the device for recording eye movements is shown in Fig. I. The ray of a visible or invisible light source I falls through a gap 2 and through a telephoto lens 3 with an iris diaphragm, which the Contains cornea 4 as a negative part, and via a diaphragm 5 with a converging lens 6 on the photocell 7. The image of the gap 2 is through the telephoto lens 3 on the f-stop 5 in focus.

Das unmittelbar hinter der Blende 5 liegende Sammellinsenaggregat 6 bildet wiederum die Öffnung des Teleobjektivs 3 scharf auf die Fotozelle 7 ab. Bewegt sich nun das Auge in irgendeiner Richtung, so wandert der von der Hornhaut ; reflektierte Strahl aus, da derlKrümmungsradius der Hornhaut kleiner ist als der Abstand des Drehpunktes des Auges vom Scheitel desselben. Für die Messung der rein horizontalen Bewegungskomponente werden Spalt 2 und Blende 5 senkrecht gestellt. In der Mittellage des Auges wird dabei die Blende 5 durch Iden Strahl genau zur Hälfte ausgeleuchtet, wie lin Abb. 2 dargestellt. Dann bedeutet Bewegung nach der einen Seite eine Vermehrung, Bewegung nach der andern Seite eine Verminderung der auf die Fotozelle 7 fallenden Lichtmenlge. Durch die einstellbare und wählbare Breite von Spalt 2 und Blende 5 kann dabei der Meßbereich für kleinste, kleine oder größere Augenbewegungen eingestellt werden. Danach richtet sich auch die Auslegung des Verstärkers 8, der den von der Zelle 7 gelieferten lichtelektrischen Strom verstärkt. Auf Grund der Proportionalität von Lichtumenge und lichtelektrischem Storm kann bei entsprechend arbeitendem Verstärker die Augenbewegung maßstäblich durch einen Oszillografen sichtbar gemacht werden, wobei auch eine Nullinie und eine Zeitmarkierung mit aufgenommen werden. Für die Registrierung von vertikalen Augenbewegungen werden Spalt 2 und Blende 5 um 90° geschwenkt und waagerecht gestellt. Bei Verwendung von stetigem Licht wird in den Strahlengang noch eine Zerhackereinrichtung g geschaltet, um die Impulse der Fotozelle in dem Wechselstromverstärker 8 verstärken zu können.The converging lens unit located directly behind the diaphragm 5 6 in turn images the opening of the telephoto lens 3 sharply onto the photocell 7. If the eye moves in any direction, it moves away from the cornea ; because the cornea's radius of curvature is smaller than the Distance of the pivot point of the eye from the vertex of the same. For measuring the purely horizontal movement component, gap 2 and diaphragm 5 are placed vertically. In the central position of the eye, the diaphragm 5 is precisely aligned with the Iden beam Half illuminated, as shown in Fig. 2. Then movement means after that one side an increase, movement to the other side a decrease of the The amount of light falling on the photocell 7. Due to the adjustable and selectable width of gap 2 and aperture 5 can be the measuring range for the smallest, small or larger Eye movements can be adjusted. The design of the amplifier also depends on this 8, which amplifies the photoelectric current supplied by the cell 7. Because of the proportionality of the amount of light and photoelectric current can be adjusted accordingly working amplifier, the eye movement is visible to scale with an oscillograph can be made, with a zero line and a time marker also included will. For the registration of vertical eye movements, gap 2 and Cover 5 swiveled by 90 ° and placed horizontally. When using continuous A chopping device g is switched into the beam path to the light To be able to amplify pulses of the photocell in the AC amplifier 8.

Für die gemeinsame Registrierung der horizontalen und vertikalen Augenl'ewegungen, aus denen die wirkliche Augenbewegung zusammengesetzt werden kann, ist eine Nerdoppelung des Verstärkerteils erforderlich. In den Strahlengang wird vor der Blende 5 ein durchlässiger Spiegel 10 geschaltet, der einen Teil der Lichtmenge zu der Blende lt (s. auch Abb. 3) ableitet. Nlit Hilfe der auf den Oszillogrammen festgehaltenen Zeitmarken gelingt die Darstellung der wirklichen Augenbewegungen aus ihren beiden Koml)onen&n. For the common registration of the horizontal and vertical Eye movements from which the real eye movement can be put together, a ner doubling of the amplifier part is required. In the beam path is In front of the diaphragm 5, a transparent mirror 10 is connected, which reflects part of the amount of light to the diaphragm (see also Fig. 3). With the help of the on the oscillograms The captured time markers succeed in depicting the real eye movements from their two coml) ons & n.

Es ist aber auch möglich, dtn Strahl als Punktstrahl auszubitden und die Augenbewegungen auf einen Schirm, der an Stelle der blende 5 tritt, zu projezieren. Das Leuchthild wird dann durch Zeitlupenaufnahmen festgehalten. Auch durch Verwendung einer Braunschen Röhre ähnlich dem Fernsehverfahren, das hier als bekannt vorausgesetzt wird, kann die Bewegung in elektrische Impulse umgearbeitet werden, die dann verstärkt und sichtbar gemacht werden können. But it is also possible to design the beam as a point beam and to project the eye movements onto a screen that takes the place of the diaphragm 5. The luminous image is then captured by slow motion shots. Also through use a Braun tube similar to the television method, which is assumed to be known here the movement can be converted into electrical impulses, which are then amplified and can be made visible.

Schließlich werde iioch erwähnt. daß der Kopf der zu untersuchenden Person durch Kopfstützen und durch eine Beißplatte in praktisch unbeweglicher Stellung zu der Untersuchungsapparatur gehalten werden kann. Eine andere Lösungsmöglichkeit dieser Forderung besteht darin, daß man die Versuchsapparatur so klein und leicht ausbildet, daß sie die Form einer fernohrähnlichen Brille bekommt, die fest am Kopf angeschnallt wird. Die Verstärker werden durch Leitungen an die Brille angeschlossen. Finally, I will be mentioned. that the head of the subject to be examined Person in a practically immobile position thanks to headrests and a bite plate can be held to the examination apparatus. Another possible solution this requirement consists in making the experimental apparatus so small and light trains them to take on the shape of telescope-like glasses that are firmly attached to the head is buckled up. The amplifiers are connected to the glasses by cables.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Optisch-elektrisches Gerät zum aufzeichnen von Augenbewegungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lichtstrahl an der Hornhaut selbst reflektiert wi rd und die Augenbewegungen durch die veränderlichen Lichtstrahl stellungen in elektnische Impulse umgewandelt und verstärkt werden. PATENT CLAIMS: 1. Optical-electrical device for recording Eye movements, characterized in that a light beam on the cornea itself The eye movements are reflected by the changing light beam positions converted into electrical impulses and amplified. 2. Optisch-elektrisches Gerät zum Aufzeichnen von Augenbewegungen wie unter Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des sichtbaren Lichtstrahls unsichtbare Strahlen, z. B. 2. Optical-electrical device for recording eye movements as in claim 1, characterized in that instead of the visible light beam invisible rays, e.g. B. Ultrarotlicht oder elektrische Kurzwellen oder Ultraschallwellen, verwendet werden. Ultrared light or electrical short waves or ultrasonic waves, be used. 3. Optisch-elektrischesGerät zum Aufzeichnen von Augenbewegungen wie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, idaß die einzelnen Bauteile soweit erforderlich in einem brillenartigen Gestell, das fest am Kopf der zu untersuchenden Person angebracht wird, vereinigt sind. 3. Optical-electrical device for recording eye movements As according to claim 1 or 2, characterized in that the individual components if necessary in a glasses-like frame that is firmly attached to the head of the person to be examined Person attached, are united. Angezogene Druckschriften: »Zeitschrift für ophthalmologische Optik«, Bd. 3I, I943, S. I30 bis 135. Attached publications: "Journal for Ophthalmological Optics", Vol. 3I, 1943, pp. I30 to 135.