рефрактометр (тестер миланича)

Формула изобретения

1. Рефрактометр, содержащий тест-объект, оптическую систему и шкалу, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения рефракции глаза, объема аккомодации, а также упрощения конструкции и процедуры измерения параметров глаза, оптическая система выполнена в виде расположенных на оптической оси рефрактометра, оптически связанных коллиматорного объектива и тест-объекта, тест-объект расположен в передней фокальной плоскости объектива, совмещенной с нулем шкалы, что соответствует нормальному зрению, при этом тест-объект и/или коллиматорный объектив установлены с возможностью взаимного перемещения вдоль оптической оси.

2. Рефрактометр по п. 1, отличающийся тем, что тест-объект составлен из двух тест-объектов, расположенных на небольшом расстоянии друг относительно друга вдоль оптической оси, а отсчет по шкале производится, когда четко виден только один из них.

3. Рефрактометр по п. 1, отличающийся тем, что коллиматорный объектив выполнен в виде собирающей линзы.

4. Рефрактометр по п. 1, отличающийся тем, что шкала градуирована в диотриях.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к офтальмологии, точнее к рефрактометрам, используемым для определения оптической силы глаза (близорукость, дальнозоркость или нормальное зрение), причем одного глаза, поскольку часто эти параметры отличаются для правого и левого глаза у одного и того же человека, а также наблюдаются даже сезонные изменения зрения, не говоря уже о старческой дальнозоркости и т.п.

В настоящее время известно огромное число различных устройств и конструкций рефрактометров и способов определения рефракции (оптической силы глаза). Они простираются от очень простых - "Способ Грушникова Диагностики Зрения" Грушников И.А., патент России N 2071716 (от 04.04.1995) [1], или близкий по существу метод тренировки глаз в патенте США T.N.Cornsweet N 3843240 (от 22.10.1974) [2], до очень сложных, лазерных устройств - Патент США D.R. Williams, J.Liang N 5777719 (от 07.07.1998) [3], ультразвуковых и других.

Каждое из этих устройств имеет как определенные достоинства, так и недостатки. Так, хотя способ Грушникова [1] чрезвычайно прост и состоит в измерении расстояния от невооруженного глаза до объекта, когда глаз еще в состоянии его видеть и расчета на этой основе параметров глаза, точность этого метода оставляет желать лучшего. Лазерные [3] и другие сложные оптические системы, хотя и позволяют объективно (без помощи пациента) определять параметры глаза с высокой (лучше 0.5 диоптрии) точностью, чрезвычайно дороги и требуют обслуживания квалифицированным персоналом.

Наиболее близким по технической сущности аналогом к заявляемому устройству (прототипом) является "Рефрактометр" авторов С.Я. Магарилл, В.А. Трифонов, О. А. Джалиашвили, авторское свидетельство N 906508 (от 23.02.1982) [4] , где определение оптической силы глаза, а также определение глубины (другой термин - объема) аккомодации, производится самим пациентом в численном виде по шкале градуированной в диоптриях и связанной со специальным подвижным элементом, включенным в оптическую систему. Этот элемент вместе с окуляром, приведенным на рисунке патента, по существу составляют компенсационную линзу переменной силы, а шкала указывает на соответствующее значение. По существу пациент "примеряет" очки разной силы и определяет какие лучше. Важно, что определение параметров глаза пациент производит самостоятельно. Известно из практики, что как правило пациент "предпочитает" более сильные очки, поскольку в них ему более комфортно и в силу этого такой метод содержит систематическую ошибку. Несомненным достоинством устройства является его сравнительная простота, а также возможность проверки на его основе и астигматизма, однако определение таких специфических параметров, как астигматизм - все же лучше доверить специалистам.

Данное изобретение направлено на решение все той же задачи - создание простого и компактного рефрактометра для проверки зрения человека, численного определения величины диоптрий корригирующей линзы очков при отклонении зрения от нормы. Кроме того, данное устройство позволяет определять глубину (объем) аккомодации, а также позволяет тренировать глаз (при наличии соответствующих методик), заранее устанавливая близкие диоптрии, которые находятся на границе возможностей глаза.

Сущность изобретения проста и основана на том факте, что существует некоторая особая точка, когда хрусталик глаза полностью расслаблен. Нормальный глаз в этом случае фокусирует параллельный пучок лучей точно на сетчатку глаза, близорукий глаз фокусирует на сетчатку расходящийся, а дальнозоркий - сходящийся пучок лучей. Причем параметры, как расходящегося, так и сходящегося пучка лучей и определяют отклонение зрения от нормы и диоптрии корригирующих очковых линз.

Поняв это, очень легко понять и устройство предлагаемого рефрактометра (см. чертеж). На оптической оси расположены коллиматорный объектив 2 (или собирающая линза) и тест объект 1, которые могут перемещаться друг относительно друга вдоль оптической оси. Конечно, объектив дает лучшее качество изображения, однако во многих случаях можно обойтись простой линзой, что несомненно дешевле. В зависимости от расстояния между ними, лучи, исходящие из одной точки тест объекта и прошедшие коллиматор, образуют параллельный, сходящийся (соответствует дальнозоркости) или расходящийся (соответствует близорукости) пучок. Чтобы измерять расстояние между тест объектом и объективом (линзой) к перемещаемому элементу (безразлично что это тест объект или объектив) прикреплена шкала 3, отсчет по которой производится (4) относительно неподвижной части устройства. Используя формулы обычной геометрической оптики:

FF"=XX", (1)

где F и F" - фокусное расстояние объектива (линзы), а X и X" - расстояния от фокальных плоскостей до тест объекта и его изображения соответственно, не составляет труда пересчитать расстояние в соответствующие диоптрии и градуировать шкалу сразу в диоптриях.

Таким образом, приближая тест объект из наиболее удаленного положения (максимально возможное конструктивно расстояние между тест объектом и объективом), в какой-то момент мы увидим отчетливое изображение тест объекта. Этому расстоянию соответствует полностью расслабленное состояние хрусталика глаза и некоторая величина диоптрий корригирующей очковой линзы. Положению тест объекта точно в фокальной плоскости объектива (линзы) - соответствует "ноль" и нормальное зрение. Продолжая уменьшать расстояние между тест объектом и объективом (собирающей линзой), наступит момент, когда мы снова перестанем видеть тест объект (конечно при условии, что устройство позволяет измерять корригирующие диоптрии больше по крайней мере +5). Разность второго значения диоптрий и первого значения, когда мы впервые отчетливо увидели тест объект, даст глубину (объем) аккомодации глаза. Устанавливая значения шкалы на одной из границ, а затем слегка увеличивая (или уменьшая) расстояние вне этих пределов и пытаясь при этом рассмотреть тест объект - мы будем тренировать мышцы хрусталика на расслабление (соответственно на сокращение). Отметим, что эта функция рефрактометра присутствует конструктивно, однако ее использование без соответствующих медицинских методик недопустимо и может дать обратный эффект при длительном неправильном применении.

Отметим также, что не составляет труда дополнить устройство второй шкалой, градуированной в миллиметрах в диапазоне от 55 до 75 мм, а на подвижной и неподвижной части разместить два небольших (около миллиметра в диаметре каждое) отверстия, расстояние между которыми точно соответствует второй шкале. Тогда рассматривая удаленный предмет через эти два отверстия правым и левым глазом одновременно и добиваясь четкого изображения, мы сможем дополнительно определить расстояние между зрачками глаз. То есть мы сможем провести полную диагностику, необходимую при изготовлении очков. Хотя данный пункт сложен для патентования и не включен в формулу изобретения, он весьма полезен на практике, так как требует минимальных конструктивных дополнений для реализации весьма полезных дополнительных свойств, на базе того же устройства.

Вообще отметим, что несомненным достоинством данного устройства является его простота как в изготовлении, так и в эксплуатации. Это позволяет любому человеку, имеющему такой рефрактометр, самостоятельно не прибегая к услугам врача, контролировать (тестировать) свое зрение.

Дополнительно повысить точность рефрактометра, что особенно важно при его самостоятельном использовании, можно используя более сложный тест объект.

Как отмечалось выше, приблизив тест объект ближе некоторого критического расстояния, определяемого свойствами конкретного глаза - мы продолжаем его отчетливо видеть во всем диапазоне расстояний, определяемом глубиной аккомодации глаза. Понятно, что определив более точно первую границу, мы повысим точность всех измерений (как отмечалось ранее в недостатке аналога, человек стремится фиксировать отсчет в зоне комфорта, слегка отойдя от границ). Повысить точность очень легко, сделав тест объект составным из двух тест объектов, отстоящих друг от друга на строго фиксированном небольшом (около миллиметра) расстоянии. Точная величина расстояния рассчитывается исходя из формулы (1) и требуемой точности измерений с учетом показателя преломления среды между двумя тест объектами. Конструктивно это может быть рисунок, выполненный на каждой из сторон подложки, два тест объекта, разделенных небольшим воздушным промежутком, и т.п. Тогда, когда мы уменьшаем расстояние между тест объектом и объективом, обязательно наступит момент, когда мы отчетливо видим ближний тест и неясно дальний. Одновременное выполнение двух этих условий позволяет более точно определить границы (вторая граница - аналогичное условие, только мы видим дальний и не видим ближний тест), а следовательно повышает точность всех измерений - диоптрии и глубина аккомодации.

В заключении отмечу, что конструкция рефрактометра максимально проста и поэтому само устройство чрезвычайно компактно (чуть больше авторучки), его эксплуатация не требует специальных знаний и доступна любому школьнику, поэтому со временем рефрактометр может получить такое же широкое распространение, как термометр.