RU2066970C1

RU2066970C1 - Device for monitoring of eye accommodation

Info

Publication number: RU2066970C1
Application number: RU93052927A
Authority: RU
Inventors: В.Ф. Ананин
Original assignee: Российский Университет Дружбы Народов
Priority date: 1993-11-22
Filing date: 1993-11-22
Publication date: 1996-09-27

Abstract

FIELD: medical equipment, in particular, ophthalmologic and neuroophthalmologic apparatuses used for examination of the accommodation function of the eye. SUBSTANCE: device for monitoring of eye accommodation comprises an illuminant unit, viewfinder unit and a projection unit optically and mechanically connected to each other; a light stimulation unit is made as a rest-object on a glass plate illuminated by a light source and optically tied-in with the projection unit optical axis; the illuminant unit is made in the form of optically connected light source, condenser, diaphragm, lens and mirror optically tied-in with the patient's eye; the projection unit has an objective lens, beam splitting element, scanner mechanically linked with an electric motor, lens and photodetector as well as an electronic unit electrically coupled to the illuminant unit, light stimulation unit, photodetector and projection unit electric motor, electro-optical transducer of the viewfinder unit; the illuminant unit light source is made as an infrared light-emitting diode; the lens and mirror of the illuminant unit are positioned between the diaphragm and beam splitting element of the projection unit; the beam splitting element of the projection unit is made in the form of a prism-cube positioned between the objective lens and hinged mirror; the projection unit scanner is made in the form of a mirror drum installed for rotation and positioned between the lens and photodetector; the light source of the light stimulation unit is made as a light-emitting diode installed in the solenoid core electrically coupled to a generator and optically tied-in with the projection unit and eye optical axis. EFFECT: enhanced accuracy and truth of examination. 1 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской техники, а именно к офтальмологическим, нейроофтальмологическим и физиологическим приборам, применяемым для исследования аккомодационной функции глаза. Оно может найти применение в медицинской практике в офтальмологических, нейроофтальмологических, неврологических кабинетах и научно-исследовательских институтах физиологического профиля. The invention relates to medical equipment, namely to ophthalmic, neuroophthalmic and physiological devices used to study the accommodation function of the eye. It can find application in medical practice in ophthalmologic, neuroophthalmologic, neurological rooms and physiological research institutes.

Проведенными патентно-информационными исследованиями установлено, что устройства для регистрации аккомодации глаза, основанные на субъективном [1, 2] и объективном [3] принципах, известны. Conducted patent information research found that devices for recording accommodation of the eye, based on subjective [1, 2] and objective [3] principles, are known.

Прототипом является инфракрасный аккомодометр [3] Данное устройство содержит канал засветки глаза, стимулятор и канал регистрации аккомодации. The prototype is an infrared accommodometer [3]. This device contains an eye illumination channel, a stimulator, and an accommodation registration channel.

Недостатком этого устройства является то, что канал засветки глаза содержит лампу накаливания, для питания которой необходим сложный высокостабилизированный электронный источник питания, канал регистрации аккомодации снабжен сканирующим узлом в виде зеркала, установленного на оси электромагнитного датчика, электрически связанного с генератором, а канал стимуляции снабжен набором цветных фильтров и тест-объектов, механически перемещающихся вдоль оптической оси глаза. The disadvantage of this device is that the eye illumination channel contains an incandescent lamp, which requires a sophisticated highly stabilized electronic power source, the accommodation registration channel is equipped with a scanning unit in the form of a mirror mounted on the axis of an electromagnetic sensor electrically connected to the generator, and the stimulation channel is equipped with a set color filters and test objects mechanically moving along the optical axis of the eye.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство для регистрации аккомодации глаза содержит блок осветителя, блок видоискателя и проекционный блок, оптически и механически связанные между собой, блок световой стимуляции, выполненный в виде тест-объекта на стеклянной пластине, подсвечиваемого источником света и оптически сопряженный с оптической осью проекционного блока, при этом блок осветителя выполнен в виде оптически связанных источника света, конденсора, диафрагмы, линзы и зеркала, оптически сопряженных с глазом испытуемого, а проекционный блок содержит объектив, светоделительный элемент, сканирующий узел, механически связанный с электромотором, линзу и фотоприемник, а также содержащее электронный блок, электрически связанный с блоком осветителя, блоком световой стимуляции, фотоприемником и электромотором проекционного блока, электронно-оптическим преобразователем блока видоискателя. При этом источник света блока осветителя выполнен в виде инфракрасного светодиода, линза и зеркало блока осветителя размещены между диафрагмой и светоделительным элементом проекционного блока, светоделительный элемент выполнен в виде призмы-куба, размещенным между объективом и откидным зеркалом блока видоискателя, а сканирующий узел проекционного блока выполнен в виде зеркального барабана, установленного с возможностью вращения и расположенного между линзой и фотоприемником, при этом источник света блока световой стимуляции выполнен в виде светодиода, установленного в стержне соленоида, электрически связанного с генератором и оптически сопряженного с оптической осью проекционного блока и глаза. The essence of the invention lies in the fact that the device for recording accommodation of the eye comprises a illuminator unit, a viewfinder unit and a projection unit, optically and mechanically interconnected, a light stimulation unit made in the form of a test object on a glass plate illuminated by a light source and optically coupled to the optical axis of the projection unit, while the illuminator unit is made in the form of optically coupled light source, condenser, diaphragm, lens and mirror, optically paired with the subject's eye and the projection unit contains a lens, a beam splitting element, a scanning unit mechanically connected to the electric motor, a lens and a photodetector, and also containing an electronic unit electrically connected to the illuminator unit, a light stimulation unit, a photodetector and an electric motor of the projection unit, an electron-optical converter of the viewfinder unit . The light source of the illuminator unit is made in the form of an infrared LED, the lens and mirror of the illuminator unit are placed between the diaphragm and the beam splitting element of the projection unit, the beam splitting element is made in the form of a prism-cube placed between the lens and the folding mirror of the viewfinder unit, and the scanning unit of the projection block is made in the form of a mirror drum mounted for rotation and located between the lens and the photodetector, while the light source of the light stimulation unit is It is shown in the form of an LED mounted in the shaft of a solenoid electrically connected to a generator and optically coupled to the optical axis of the projection unit and the eye.

Устранение сложной части схемы электронного блока, ответственной за питание лампы накаливания блока осветителя, позволило уменьшить влияние пульсаций электрического питания на результаты измерений и, тем самым, повысить их достоверность. Одновременно это позволило резко упростить схему электронного блока, значительно повысив надежность и долговечность его работы. Замена механического канала стимуляции на электронный вариант блока стимуляции обеспечивает не только продольные перемещения тест-объекта, но и ступенчатые, синусоидальные и другие, задаваемые заранее по программе через изменение формы электрического сигнала генератора. Устранение сканирующего узла и замена его вращающимся зеркальным барабаном позволило, с одной стороны, существенно упростить схему электронного блока путем ликвидации в ней части схемы, связанной с высокостабилизированным генератором, питающим электромагнитный датчик, на оси которого размещается сканирующее зеркало, а с другой повысить точность результатов измерений. Elimination of the complex part of the circuit of the electronic unit responsible for the power supply of the incandescent lamp of the illuminator unit made it possible to reduce the influence of ripples of the electric power on the measurement results and, thereby, increase their reliability. At the same time, this made it possible to dramatically simplify the circuit of the electronic unit, significantly increasing the reliability and durability of its operation. Replacing the mechanical stimulation channel with an electronic version of the stimulation unit provides not only longitudinal displacements of the test object, but also stepwise, sinusoidal, and others set in advance according to the program by changing the shape of the generator’s electric signal. Eliminating the scanning unit and replacing it with a rotating mirror drum made it possible, on the one hand, to significantly simplify the circuit of the electronic unit by eliminating part of the circuit associated with a highly stabilized generator supplying an electromagnetic sensor on the axis of which the scanning mirror is located, and, on the other hand, increasing the accuracy of the measurement results .

Применение призмы-куба позволило избежать установки полупрозрачных пластин непосредственно перед глазом испытуемого и устранить двоение изображения, формируемого оптической схемой проекционного блока, что также способствует повышению точности измерения. The use of a prism-cube made it possible to avoid the installation of translucent plates directly in front of the subject’s eye and to eliminate the double image formed by the optical scheme of the projection unit, which also helps to increase the measurement accuracy.

На чертеже изображено устройство, которое включает: блок осветителя, состоящий из инфракрасного светодиода 1, конденсора 2, диафрагмы 3, линзы 4, зеркала 5, линзы 6, оптически сопряженных со зрительной осью глаза испытуемого 7 и оптической осью проекционного блока; проекционный блок, включающий объектив 8, светоделительный элемент (призму-куб) 9, линзу 10, зеркальный барабан 11, находящийся на оси электромотора 12, фотоприемник 13, оптически сопряженные между собой; блок видоискателя, который состоит из окуляра 14, электронно-оптического преобразователя 15, линзы 16, зеркала 17 и откидного зеркала 18, установленного на шарнире 19. Блок осветителя, проекционный блок и блок видоискателя связаны оптически и механически между собой. The drawing shows a device that includes: an illuminator unit, consisting of an infrared LED 1, a condenser 2, an aperture 3, a lens 4, a mirror 5, a lens 6, optically coupled to the visual axis of the eye of the subject 7 and the optical axis of the projection unit; a projection unit including a lens 8, a beam splitter (prism-cube) 9, a lens 10, a mirror drum 11 located on the axis of the electric motor 12, a photodetector 13, optically paired with each other; the viewfinder unit, which consists of an eyepiece 14, an electron-optical transducer 15, a lens 16, a mirror 17, and a hinged mirror 18 mounted on the hinge 19. The illuminator unit, the projection unit, and the viewfinder unit are optically and mechanically interconnected.

Устройство содержит также блок световой стимуляции, состоящий из тест-объекта на стеклянной пластине 20, подсвечиваемого светодиодом 21, установленным в стержне 22 соленоида 23, электрически связанного с генератором 24, стеклянной пластины 25 и оптически сопряженный с оптической осью проекционного блока и глаза. The device also contains a light stimulation unit, consisting of a test object on a glass plate 20, illuminated by an LED 21 mounted in the shaft 22 of the solenoid 23, electrically connected to the generator 24, the glass plate 25 and optically coupled to the optical axis of the projection unit and the eye.

Электронный блок включает усилитель 26, интерфейсную плату 27, блок питания 28 и электрически связан с блоками стимуляции, блоком осветителя, блоком видоискателя и с фотоприемником. The electronic unit includes an amplifier 26, an interface board 27, a power supply 28, and is electrically connected to stimulation units, an illuminator unit, a viewfinder unit, and a photodetector.

На чертеже также изображены глаз оператора 29 и персональный компьютер 30. The drawing also shows the eye of the operator 29 and a personal computer 30.

Устройство для регистрации аккомодации глаза работает следующим образом. A device for recording accommodation of the eye works as follows.

Испытуемый своим глазом 7 фиксирует через блок световой стимуляции, объектив 8, призму-куб 9, линзу 6, стеклянную пластину 25 тест-объект, фоновое освещение которого создается светодиодом 21. Одновременно световой пучок, излучаемый инфракрасным светодиодом 7, проецируется конденсатором 2 на прямоугольную диафрагму. Изображение диафрагмы через линзу 4, зеркало 5, стеклянную пластину 25, линзу 6, светоделительный элемент (призму-куб) 9 проецируется в фокальной плоскости объектива 8, установленного перед глазом испытуемого 7, на его глазное дно. Далее изображение светового пятна, отраженное от глазного дна испытуемого, с помощью объектива 8 проекционного блока, призмы-куба 9, линзы 10, вращающегося зеркального барабана 11, установленного на оси мотора 12, проецируется на фотоприемник 13, фоточувствительный слой которого выполнен в виде малой точки, и относительно его сканируется. Наводка изображения светового пятна на фотоприемник оператором 29 осуществляется с помощью откидного зеркала 18, установленного на шарнире 19, зеркала 17, линзы 16, электронно-оптического преобразователя 15 и окуляра 14. A person tested by his eye 7 fixes through a light stimulation unit, lens 8, prism-cube 9, lens 6, glass plate 25 a test object whose background illumination is created by LED 21. At the same time, the light beam emitted by infrared LED 7 is projected by a capacitor 2 onto a rectangular aperture . The image of the diaphragm through the lens 4, mirror 5, glass plate 25, lens 6, a beam splitting element (prism-cube) 9 is projected in the focal plane of the lens 8, installed in front of the eye of the subject 7, on its fundus. Next, the image of the light spot reflected from the fundus of the subject using the lens 8 of the projection unit, prism-cube 9, lens 10, a rotating mirror drum 11 mounted on the axis of the motor 12, is projected onto the photodetector 13, the photosensitive layer of which is made in the form of a small point , and relatively it is scanned. Aiming the image of the light spot on the photodetector by the operator 29 is carried out using a folding mirror 18 mounted on a hinge 19, a mirror 17, a lens 16, an electron-optical transducer 15 and an eyepiece 14.

При сканировании изображения светового пятна относительно фотоприемника на его выходе возникает электрический импульс, длительность которого пропорциональна размеру изображения невидимого прямоугольного пятна. Затем оператор включает генератор 24 блока стимуляции, с помощью которого стержень 22 соленоида 23 перемещается вдоль оси. В результате чего глаз испытуемого, продолжая следить за тест-объективом, начинает аккомодировать. Поскольку процесс аккомодации сопровождается перестройкой оптической системы глаза испытуемого, то в соответствии с ней происходит изменение размера изображения невидимого прямоугольного пятна на глазном дне из-за его расфокусирования и адекватные изменения в плоскости фотоприемника. В результате на выходе фотоприемника пропорционально изменению изображения невидимого прямоугольного пятна меняется длительность электрического импульса. When scanning the image of the light spot relative to the photodetector, an electric pulse arises at its output, the duration of which is proportional to the size of the image of the invisible rectangular spot. Then the operator turns on the generator 24 of the stimulation unit, with which the shaft 22 of the solenoid 23 moves along the axis. As a result, the subject’s eye, while continuing to follow the test lens, begins to accommodate. Since the accommodation process is accompanied by a restructuring of the optical system of the subject’s eye, in accordance with it there is a change in the image size of the invisible rectangular spot on the fundus due to defocusing and adequate changes in the plane of the photodetector. As a result, at the output of the photodetector, the duration of the electric pulse is proportional to the change in the image of the invisible rectangular spot.

Таким образом, регистрация аккомодации глаза испытуемого в конечном итоге осуществляется по изменению длительности электрических импульсов, получаемых на выходе фотоприемника. Последние далее усиливаются усилителем 26 и через интерфейсную плату 27 сигналы поступают в компьютер 30, где по специальной программе осуществляется их обработка, а результаты обработки выводятся на печать. Thus, registration of accommodation of the eye of the subject is ultimately carried out by changing the duration of the electrical pulses received at the output of the photodetector. The latter are further amplified by the amplifier 26 and through the interface board 27 the signals are sent to the computer 30, where they are processed according to a special program, and the processing results are printed.

Блок питания 28 осуществляет синхронное включение электрического питания инфракрасного светодиода 1, мотора 12, фотоприемника 13, электронно-оптического преобразователя 15, светодиода 21, генератора 24, усилителя 26 и интерфейсной платы 27. The power supply 28 synchronously turns on the electrical power for the infrared LED 1, motor 12, photodetector 13, electron-optical converter 15, LED 21, generator 24, amplifier 26 and interface board 27.

Claims

A device for recording accommodation of an eye, comprising an illuminator unit, a viewfinder unit and a projection unit optically and mechanically interconnected, a light stimulation unit made in the form of a test object on a glass plate illuminated by a light source, and optically coupled to the optical axis of the projection unit, wherein the illuminator unit is made in the form of an optically coupled light source, a condenser, a diaphragm, a lens and a mirror, optically paired with the subject’s eye, and the projection unit contains a lens, a windmill element, a scanning assembly mechanically connected to an electric motor, a lens and a photodetector, as well as comprising an electronic unit electrically connected to the illuminator unit, a light stimulation unit, a photodetector and an electric motor of the projection unit, an electron-optical converter of the viewfinder unit, characterized in that the light source the illuminator unit is made in the form of an infrared LED, the lens and mirror of the illuminator unit are placed between the diaphragm and the beam splitting element of the projection unit, the model element of the projection unit is made in the form of a prism-cube placed between the lens and the folding mirror of the viewfinder unit, and the scanning unit of the projection unit is made in the form of a mirror drum mounted rotatably and located between the lens and the photodetector, while the light source of the light stimulation unit is made in the form of an LED installed in the shaft of the solenoid, electrically connected to the generator and optically coupled to the optical axis of the projection unit and the eye.