Устройство для контроля остроты зрения
Полезная модель относится к офтальмологии и предназначена для определения остроты зрения.
Задачей предлагаемого устройства является создание возможности электрического управления процессом смены оптотипа, изменения в широких пределах, определяемых задачами контроля остроты зрения, размеров оптотипа, его формы и ориентации при неизменном положении оптотипа в поле зрения устройства. К задаче, решаемой данной полезной моделью, также относится обеспечение возможности определения ретинальной остроты зрения при практическом отсутствии влияния рефракции прозрачных сред глаза и при катаракте хрусталика глаза пациента.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для контроля остроты зрения включающем расположенные по ходу лучей света источника света, первую оптическую систему, формирующую освещающий пучок света, пластину, формирующую знаки оптотипов, вторую оптическую систему, служащую для формирования изображения оптотипов на сетчатке глаза, согласно предложенному решению пластина выполнена в виде транспаранта-дисплея с возможностью внешнего электрического управления ее светопропусканием в заданных областях пластины, соответствующих по форме и размеру знакам оптотипов, а вторая оптическая система выполнена с возможностью формирования изображения источника света в зрачке глаза пациента. Транспарант-дисплей выполнен жидкокристаллическим с электродами, формы и размеры которых соответствуют форме и размерам оптотипов. Электроды транспаранта-дисплея имеют матричную структуру. По ходу лучей света перед транспарантом-дисплеем установлена полупрозрачная пластина, а за транспарантом установлено зеркало.
Полезная модель относится к области медицины, а более конкретно, к офтальмологии, и может быть использована для контроля остроты зрения при офтальмологических заболеваниях и у здоровых пациентов.
Известны устройства для определения остроты зрения, с помощью которых на сетчатке глаза формируются изображения оптотипов - специальных знаков или периодических решеток, имеющих тот или иной угловой размер элементов этих знаков или угловой период решеток. В частности известно устройство для определения остроты зрения, включающее источник света, собирающую (конденсорную) оптическую систему, пластину с набором решеток в качестве оптотипов, специальную поворотную призму, и изображающую оптическую систему, предназначенную для работы совместно с глазом для формирования изображения оптотипа на сетчатке глаза. В этом устройстве используется пластина с нанесенными на нее решетками с различным периодом штрихов. Изображение одной из решеток проецируется с помощью изображающей оптической системы на сетчатку глаза. Острота зрения оценивается по способности глаза различать штрихи решетки с наименьшим периодом (см. патент США №5479221, МПК А61В 3/10).
Основной недостаток этого устройства заключен в механическом способе смены решетки с одним периодом штрихов на решетку с другим периодом штрихов и механическом способе изменения ориентации штрихов решетки с помощью специальной поворотной призмы. При необходимости изменения формы и видов оптотипов при измерении остроты зрения также требуется механическая замена пластины с решетками, например, на пластину с другими оптотипами, что приводит к неудобству в работе.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство, в котором преодолевается недостаток вышеназванного устройства. Устройство включает матричный источник света, состоящий из отдельных элементов, независимо излучающих свет, блок формирования команд и управления работой матричного источника света, пластину с оптотипами, оптически связанными с отдельными элементами матричного источника, и изображающую оптическую систему формирования изображения оптотипов на сетчатке глаза. В этом устройстве реализуется возможность индивидуальной подсветки отдельного оптотипа или группы оптотипов с помощью матричного источника и блока формирования команд и управления, и, соответственно, реализуется возможность формирования на сетчатке глаза изображения отдельного оптотипа ли группы оптотипов определенного размера и типа. Смена изображения одного оптотипа на изображение оптотипа с другим угловым размером реализуется и контролируется электрическим
способом путем переключения подсветки оптотипа с помощью переключения элементов матричного источника. Для этого в устройство введен блок формирования команд и управления режимом работы элементов матричного источника света (см. патент РФ №2164074, МПК А61В 3/02).
Основной недостаток этого устройства заключается в том, что для определения остроты зрения в достаточно широких пределах необходима пластина с достаточно большим числом оптотипов различного размера при соответствующем числе элементов матричного источника света. Это накладывает ограничения на размер пластины и, соответственно, на габариты оптической системы и всего устройства в целом. Кроме этого недостатка устройство имеет недостаток, который заключается в том, что оптотипы различного размера располагаются на пластине в различных частях поля зрения и поэтому формирование их изображений происходит в различных условиях, отличающихся от условий формирования изображений оптотипа, находящегося на оптической оси системы. К недостаткам устройства следует отнести и различную силу света отдельных элементов матричного источника, что также влияет на условия формирования изображений оптотипов, расположенных в различных местах пластины. К недостаткам устройства следует отнести и отсутствие предусмотренной возможности контролировать ретинальную остроту зрения при практическом отсутствии влияния рефракции прозрачных сред глаза, а также при катаракте хрусталика.
Задачей предлагаемого устройства является создание возможности электрического управления процессом смены оптотипа, изменения в широких пределах, определяемых задачами контроля остроты зрения, размеров оптотипа, его формы и ориентации при неизменном положении оптотипа в поле зрения устройства. К задаче, решаемой данной полезной моделью, также относится обеспечение возможности определения ретинальной остроты зрения при практическом отсутствии влияния рефракции прозрачных сред глаза и при катаракте хрусталика глаза пациента.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для контроля остроты зрения включающем расположенные по ходу лучей света источника света, первую оптическую систему, формирующую освещающий пучок света, пластину, формирующую знаки оптотипов, вторую оптическую систему, служащую для формирования изображения оптотипов на сетчатке глаза, согласно предложенному решению пластина выполнена в виде транспаранта-дисплея с возможностью внешнего электрического управления ее светопропусканием в заданных областях пластины, соответствующих по форме и размеру знакам оптотипов, а вторая оптическая система выполнена с возможностью формирования изображения источника света в зрачке глаза пациента.
Транспарант-дисплей выполнен жидкокристаллическим с электродами, формы и размеры которых соответствуют форме и размерам оптотипов. В качестве примера, таким транспарантом может служить жидкокристаллический транспарант (Васильев А.А., Кейсесент Д., Компанец И.Н., Парфенов А.В. Пространственные модуляторы света. - М.: Радио и связь, 1987. 320 с; Грошев А.А., Сергеев В.Б. Устройство отображения информации на основе жидких кристаллов. - Л. Энергия, 1977, 68 с; Сухариер А.С. Жидкокристаллические индикаторы. М.: Радио и связь, 1991. 256 с.).
Электроды транспаранта-дисплея имеют матричную структуру.
По ходу лучей света перед транспарантом-дисплеем установлена полупрозрачная пластина, а за транспарантом установлено зеркало.
Специальная форма электродов транспаранта-дисплея или матричный набор электродов транспаранта-дисплея позволяют изменять его пропускание в областях, соответствующих по форме и размерам форме и размерам того или иного оптотипа, служащего для определения остроты зрения пациента. Электрическое управление локальным светопропусканием транспаранта-дисплея осуществляется с помощью специального блока электронного управления - блока команд и управления, который формирует электрический сигнал, подаваемый на соответствующие электроды транспаранта. Форма и размеры электродов определяют, соответственно, форму и размеры оптотипов. Электроды могут иметь матричную структуру и состоять из множества элементов - пикселей, с помощью которых можно формировать заданную область пропускания транспаранта-дисплея, соответствующую форме и размеру заданного оптотипа.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена оптическая схема устройства контроля остроты зрения; на фиг.2 - в качестве примера представлены изображения пластины с различным светопропусканием в областях, соответствующих различным оптотипам; на фиг.3 представлен вариант оптической системы устройства контроля остроты зрения.
Устройство содержит (см. фиг.1) источник света (например, светодиод белого света, или светодиод квазимонохроматического излучения того или иного цвета; возможно использование лампы накаливания) 1, первую оптическую систему 2 (собирающая (конденсорная) оптическая система), пластину, формирующую оптотипы 3, блок команд и управления 4, вторую оптическую систему 5 (изображающую оптическую систему), предназначенную для формирования изображения оптотипа на сетчатке глаза пациента 6. При этом источник света 1, собирающая оптическая система 2, пластина 3,
формирующая оптотипы, изображающая оптическая система 5 и глаз 6 пациента расположены последовательно по ходу лучей света.
Оптическая система устройства контроля остроты зрения может дополнительно содержать полупрозрачную пластину 10 (фиг.3) и зеркало с высоким коэффициентом отражения 11, установленные по ходу лучей света от источника.
Устройство работает следующим образом. С помощью источника света 1 и собирающей оптической системы 2 формируется оптический пучок, который направляется на пластину 3, формирующей оптотипы. В качестве этой пластины в данном устройстве используется управляемый транспарант-дисплей, световое пропускание которого может изменяться с помощью электрических сигналов, формируемых блоком команд и управления 4, в заданных областях, соответствующих по форме и размерам тому или иному оптотипу. На фиг.2 в качестве примера приведены изображения пластины 3 с различным светопропусканием в областях, соответствующих следующим трем оптотипам: 7 - кольцо Ландольта, 8 - буква русского алфавита (кириллицы), 9 - решетка. Лучи света, проходя через транспарант-дисплей испытывают разное поглощение в различных областях пластины. Таким образом, осуществляется пространственная модуляция светового пучка и воспроизводится оптотип заданного размера и типа. Пространственно модулированный по интенсивности пучок света с помощью изображающей оптической системы 5 на определенном расстоянии, таком чтобы изображение источника 1, формируемое системой 5, находилось в зрачке глаза пациента. Такое расположение глаза обеспечивает формирование практически проекционного изображения оптотита на сетчатку, поскольку в этом случае при достаточно малом размере источника и, соответственно, малом размере его изображения, свет проникает в глаз только через малую область роговицы и хрусталика глаза. Следовательно, преломляющие свойства этих сред глаза оказывают пренебрежимо малое влияние на процесс формирования изображения. Кроме этого, формирование малого изображения источника света в области зрачка глаза позволяет решать и другую важную задачу, связанную с определением остроты зрения при катаракте хрусталика. В этом случае в хрусталике образуются помутнения, препятствующие формированию четкого изображения на сетчатке. Однако в этих помутнениях, как правило, существуют области прозрачности. Направляя сфокусированный пучок света в эти области прозрачности (формируя в них изображение источника света), с помощью данного устройства можно получить четкое изображение оптотипа на сетчатке катарактального глаза пациента.
Устройство, схема которого представлена на фиг.3, работает аналогично устройству по схеме на фиг.1. В схеме на фиг.3 введены дополнительные элементы -
полупрозрачная пластина 10 и зеркало с высоким коэффициентом отражения 11. Введение этих элементов позволяет использовать управляемый транспарант-дисплей в режиме двухкратного прохождения света через него. Свет от источника и линзы 2 частично отражается от пластины 10, проходит через транспарант-дисплей 3, отражается от зеркала 11, опять проходит через те же участки транспаранта-дисплея, потом через пластину 10 и с помощью оптической системы 5 направляется в глаз пациента. С помощью этого устройства, также как и с помощью устройства на фиг.1, получают изображением оптотипов, формируемых транспарантом-дисплеем 3, при фокусировке изображения источника света 1 в зрачке глаза пациента.
1. Устройство для контроля остроты зрения, включающее расположенные по ходу лучей света источника света, первую оптическую систему, формирующую освещающий пучок света, пластину, формирующую знаки оптотипов, вторую оптическую систему, служащую для формирования изображения оптотипов на сетчатке глаза, отличающееся тем, что пластина выполнена в виде транспаранта-дисплея с возможностью внешнего электрического управления ее светопропусканием в заданных областях пластины, соответствующих по форме и размеру знакам оптотипов, а вторая оптическая система выполнена с возможностью формирования изображения источника света в зрачке глаза пациента.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что транспарант-дисплей выполнен жидкокристаллическим с электродами, формы и размеры которых соответствуют форме и размерам оптотипов.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что электроды транспаранта-дисплея имеют матричную структуру.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что по ходу лучей света перед транспарантом-дисплеем установлена полупрозрачная пластина, а за транспарантом установлено зеркало.
