УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ЗРЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК G02C7/16 

Изобретение относится к медицинской технике и может использоваться для коррекции зрения при близорукости, дальнозоркости, астигматизме с учетом индивидуальных особенностей зрения пациента, в том числе косоглазия, а также условий освещенности.

Широко известным устройством для коррекции зрения является очки с использованием оптических линз, фокусное расстояние которых подбирается индивидуально /1/.

Их недостатком является сравнительно небольшой диапазон расстояний до рассматриваемого объекта, в пределах которого осуществляется коррекция, что вынуждает иметь набор очков с разными линзами для работы с ближними и дальними объектами. При значительном астигматизме оптические линзы не обеспечивают полной коррекции зрения, и кроме того, сами линзы получается массивными. Недостатком устройства является также большая трудоемкость изготовления оптических линз, и как следствие, высокая стоимость очков.

Известно также универсальное устройство для коррекции зрения, которое применяется при близорукости, дальнозоркости и астигматизме /2/, представляющее собой частично прозрачный экран с решеткой отверстий, устанавливаемый перед глазами пациента.

Параметры решетки, такие как площадь отверстий и расстояние между их центрами, менее критичны, чем оптическая сила линзы.

Указанное известное устройство не позволяет эффективно корректировать значительные нарушения фокусирующей способности глаза с учетом индивидуальных особенностей зрения пациента, так как в нем интегральная интенсивность освещения периферической зоны сетчатки остается практически неизменной, а значит, глаз не приобретает достаточную светочувствительность, чтобы различать изображение на центральной части сетчатки, создаваемое малым отверстием.

Устройство /3/, выбранное в качестве прототипа, выполнено в виде решетки отверстий в непрозрачном экране, установленном в очковой оправе. Для использования устройства в различных условиях освещенности в нем предусмотрено наличие сменных экранов с разными диаметрами отверстий, подбираемых в зависимости от степени освещенности.

Недостатки такого устройства связаны с тем, что при малом числе дискретов значений диаметров отверстий и расстояний между их центрами не удается достигнуть оптимальной компенсации зрения, а при большом числе дискретов подбор экрана занимает много времени.

Целью изобретения является создание универсального корректора зрения, обеспечивающего оптимальную коррекцию зрения в максимально широком интервале нарушений фокусирующей способности глаза с учетом индивидуальных особенностей зрения пациента, в том числе, при астигматизме и косоглазии, а также условий освещенности, при эффективной защите глаз от различного рода излучений, являющегося также простым и дешевым для изготовления в производстве и удобным в эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для коррекции зрения, содержащем два плоских непрозрачных экрана, в каждом из которых выполнена двумерная решетка прозрачных участков и приспособление для удерживания плоских непрозрачных экранов соотвественно перед глазами пациента, введены два дополнительных плоских непрозрачных экрана, в каждом из которых выполнена дополнительная двумерная решетка прозрачных участков, идентичная двумерной решетке прозрачных участков плоского непрозрачного экрана, при этом каждый дополнительный плоский непрозрачный экран установлен вплотную к соответствующему плоскому непрозрачному экрану и с возможностью перемещения в направлении, параллельном столбцам или строкам двумерных решеток прозрачных участков, а плоскости соприкосновения плоских непрозрачных экранов и соответствующих им дополнительных плоских непрозрачных экранов расположены в одной плоскости, перпендикулярной вертикальной плоскости симметрии лица пациента.

Прозрачные участки могут быть выполнены либо в виде квадратных отверстий, диагонали которых параллельны соответственно столбцам и строкам двумерной решетки прозрачных участков, либо в виде круглых отверстий.

Элементы двумерной решетки прозрачных участков могут располагаться эквидистантно. Возможно также выполнение двумерной решетки прозрачных участков таким образом, что элементы каждой последующей строки смещены относительно элементов предыдущей строки на половину расстояния между элементами строки, при этом расстояние между строками составляет где l расстояние между элементами в строке.

Каждый из плоских непрозрачные экранов и соответствующий ему дополнительный плоский непрозрачный экран, прозрачные участки которых в данном случае предпочтительно выполнить в виде круглых отверстий, установлены с возможностью совместного вращения в плоскости соприкосновения плоского непрозрачного и дополнительного плоского непрозрачного экранов.

Устройство может быть дополнительно снабжено боковыми непрозрачными экранами, размещенными соответственно с внешних боковых сторон плоских непрозрачных экранов и плотно прилегающих к лицу пациента.

Устройство может также содержать две плоско-выпуклые или две плоско-вогнутые оптические линзы, каждая из которых установлена вплотную к поверхности соответствующего плоского непрозрачного экрана.

Любой из плоских непрозрачных экранов может быть выполнен либо из материала, поглощающего рентгеновское или СВЧ излучение, либо представлять собой подложку, на одну из поверхностей которой нанесен поглотитель рентгеновского и/или СВЧ излучения.

В модификации устройства с оптическими линзами плоские непрозрачные экраны могут выполняться в виде непрозрачных покрытий на поверхности линз.

В устройство могут быть также введены два дополнительных экрана, каждый из которых установлен вплотную к соответствующему плоскому непрозрачному экрану и выполнен из материала, пропускающего излучение видимого диапазона и/или поглощающего ультрафиолетовое излучение.

Приспособление для удерживания плоских непрозрачных экранов перед глазами пациента может быть выполнено в виде очковой оправы.

Двумерные решетки прозрачных участков могут располагаться только на части каждого из плоских непрозрачных экранов.

Выполнение устройства в виде двух плоских непрозрачных экранов с двумерными решетками прозрачных участков, например, в виде круглых или квадратных отверстий и двух дополнительных плоских непрозрачных экранов с дополнительными двумерными решетками прозрачных участков, идентичных двумерным решеткам прозрачных участков плоских непрозрачных экранов, установленных соответственно вплотную к плоским непрозрачным экранам с возможностью перемещения в направлении, параллельном строкам или столбцам двумерных решеток прозрачных участков, причем плоскости соприкосновения плоских непрозрачных экранов и соответствующих им дополнительных плоских непрозрачных экранов расположены в одной плоскости, перпендикулярной плоскости симметрии лица пациента, позволяет менять площадь прозрачных участков и тем самым оптимальным образом корректировать зрение в зависимости от степени отклонения фокусирующей способности глаза от нормы в условиях значительного изменения освещенности.

Установка каждого из плоских непрозрачных экранов и соответствующего ему дополнительного плоского непрозрачного экрана с возможностью их совместного вращения в плоскости соприкосновения дополнительно позволяет корректировать зрение у лиц, страдающих астигматизмом.

Наличие боковых непрозрачных экранов, размещенных с внешних боковых сторон плоских непрозрачных экранов и плотно прилегающих к лицу пациента, позволяет осуществлять эффективную коррекцию зрения у пациентов со значительными отклонениями фокусирующей способности глаз от нормы за счет минимизации светового потока, попадающего в глаз помимо решетки отверстий.

Введение оптических, двояко-выпуклых или двояко-вогнутых линз обеспечивает дополнительно коррекцию зрения у пациентов с максимальными отклонениями фокусирующей способности глаза от нормы.

Выполнение плоских непрозрачных экранов из материала, поглощающего рентгеновское и/или СВЧ излучение, либо в виде подложки, на одну из поверхностей которой нанесен поглотитель рентгеновского и/или СВЧ излучения, позволяет уменьшить вредное воздействие на глаза и их периферию рентгеновского и/или СВЧ излучения электронно-лучевых трубок, например, телевизоров, дисплеев компьютеров, осциллографов.

Размещение вплотную к плоским непрозрачным экранам дополнительных экранов из материала, пропускающего излучение видимого диапазона и поглощающего ультрафиолетовое излучение, позволяет уменьшить вредное воздействие на глаза ультрафиолетового излучения, например, от солнца, электросварочного аппарата и др. что особенно важно для лиц с удаленным хрусталиком.

Расположение двумерных решеток прозрачных участков и дополнительных двумерных решеток прозрачных участков не на всей поверхности плоских непрозрачных экранов и соответственно дополнительных плоских непрозрачных экранов, а лишь на их отдельных частях позволяет осуществлять тренировку мышц глаза, управляющих движением, при различного вида и степени косоглазия за счет отсутствия отверстий в направлениях преимущественной ориентации ведомого глаза.

На фиг. 1 приведена конструкция устройства для коррекции зрения; на фиг. 2 разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3, 4 -формы отверстий, образующих двумерную решетку прозрачных участков; на фиг. 5 конструкция модификации устройства для коррекции зрения при астигматизме; на фиг. 6 конструкция модификации устройства для коррекции зрения при косоглазии.

Устройство для коррекции зрения содержит (фиг. 1) плоские непрозрачные экраны 1, в которых выполнены двумерные решетки прозрачных участков в виде квадратных или круглых (см. фиг. 3, 4) отверстий 2 в плоских непрозрачных экранах 1 и дополнительные плоские непрозрачные экраны 3, в которых выполнены двумерные решетки прозрачных участков, идентичные двумерным решеткам в плоских непрозрачных экранах 1, например, в виде квадратных или круглых отверстий 4. Каждый экран 3 установлен вплотную к соответствующему плоскому непрозрачному экрану 1 с одной из его сторон, а плоскость их соприкосновения перпендикулярна плоскости вертикальной симметрии лица пациента. Плоский непрозрачный экран 3 установлен с возможностью перемещения относительно экрана 3 в направлении, параллельном либо столбцам, либо строкам двумерных решеток, например, с помощью винта 5 в приспособлении для удерживания плоских непрозрачных экранов 1, 3 перед глазами пациента, которое может быть выполнено, например, в форме очковой оправы 6.

Предпочтительно двумерные решетки прозрачных участков выполнить таким образом, чтобы элементы каждой последующей строки решетки были сдвинуты на половину периода относительно элементов предыдущей строки решетки.

Устройство может быть снабжено приспособлением 7 для совместного вращения плоских непрозрачных экранов 1, 3 в очковой оправе 6 в плоскости, перпендикулярной лучу зрения.

Устройство может быть снабжено боковыми непрозрачными экранами 8, размещенными соответственно с внешних боковых сторон плоских непрозрачных экранов 1, а также двумя плоско-выпуклыми или двумя плоско-вогнутыми оптическими линзами 9, располагаемыми соответственно вплотную к одним из поверхностей плоских непрозрачных экранов 1 или 3, и двумя экранами 10, располагаемыми вплотную к соответствующим плоским непрозрачным экранам 1 или 3.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Экспериментально установлено, что субъективная острота зрения, т.е. предельно малое угловое расстояние раздельно воспринимаемых источников, зависит от фона и контраста источника с фоном, и, начиная с некоторой пороговой величины, она резко падает при их уменьшении. Согласно расчетам четкость изображения при наличии дефекта зрения увеличивается пропорционально корню квадратному из отношения площадей зрачка и отверстия, но одновременно уменьшается яркость изображения обратно пропорционально указанному отношению. Таким образом, для данной освещенности и для данной степени отклонения фокусирующей способности глаза от нормы существует оптимальная площадь отверстия, обеспечивающая наилучшую коррекцию зрения.

Как показывает расчеты, при стандартных условиях освещенности /100 люкс на белом/ оптимальные площади отверстия составляют 2 мм², для дефектов зрения от 0,25 до 1,5 диоптрий, 0,6 мм² для дефектов от 1,5 до 5 диоптрий и 0,2 мм² для дефектов более 5 диоптрий. В последнем случае необходимо принимать специальные меры для предотвращения попадания в глаз рассеянного света путем придания плоскому непрозрачному экрану формы, обеспечивающей перекрытие всего поля периферического зрения глаза. Это необходимо для того, чтобы обеспечить максимальную светочувствительность глаза, так как последняя определяется интегральной по углу интенсивностью освещения, падающей на сетчатку.

Расстояние между соседними отверстиями в экране должно определяться из условия максимально плотного заполнения поверхности сетчатки неперекрывающимися изображениями отверстий. Оно зависит от таких факторов, как отношение площадей отверстия и зрачка и расстояние от экрана до глаза и в среднем составляет 3-4 мм.

Для того чтобы оптимальным образом корректировать зрение в условиях значительного изменения освещенности, предлагается устройство с перестраиваемой площадью отверстий 2, 4. Оно конструктивно выполняется в виде двух пар плоских непрозрачных экранов 1, 3 с идентичными решетками отверстий 2, 4, вплотную прилегающих друг к другу и которые могут смещаться относительно друг друга в одной плоскости на величину, например, равную половине поперечника отверстия в этой плоскости, при этом размер видимого отверстия будет меняться от нуля до максимального, который целесообразно выбрать равным 2 мм. На фиг. 3, 4 показаны формы видимых отверстий 2, 4 соответственно квадратной и круглой формы. Видимо, предпочтительнее использовать отверстия квадратной формы с горизонтальной диагональю, которые сохраняют форму при изменении размера.

Модификация указанного устройства (см. фиг. 5) сможет обеспечить корректировку зрения для лиц, страдающих астигматизмом. Поскольку у таких лиц сечение оптического пучка в глазу от параллельно падающего пучка лучей имеет эллиптическую форму, то формирование отверстий вытянутой формы и требуемой ориентации позволяет увеличить достижимую четкость изображения. Для этого целесообразно выполнять экраны 1, 3 с круглыми отверстиями, которые при взаимном перемещении экранов одновременно с уменьшением площади будут становиться все более вытянутыми, подбор требуемой оптимальной ориентации отверстий 2, 4 достигается путем вращения соответствующей пары экранов 1, 3 относительно очковой оправы 6 вокруг оси, перпендикулярной плоскости их соприкосновения (фиг. 5).

При дефектах зрения больше десяти диоптрий коррекция зрения требует уменьшения площади отверстий менее 0,2 мм², что вызывает необходимость в освещении до 1000 и более люкс. Для того чтобы обеспечить коррекцию при стандартных уровнях освещенности, предлагается совместно с непрозрачными экранами 1, 3 с отверстиями 2, 4 площадью 0,2-0,6 мм² использовать оптические линзы 9, расположенные вплотную к ним, например, силой около 5 диоптрий соответствующего знака, что обеспечивает частичную коррекцию зрения.

Для того чтобы уменьшить интенсивность рентгеновского и/или СВЧ излучения, попадающего в область глаза при работе с электронно-лучевыми трубками (телевизоров, дисплеев, компьютеров, осциллографов и др.), предлагается выполнять экран из материала, поглощающего указанные излучения. При этом необходимо отметить, что размеры отверстий 2, 4 являются запредельными для излучений соответствующего диапазона. Для уменьшения ультрафиолетового излучения (прямое солнце, электросварка) предлагается размещать плоские непрозрачные экраны 1, 3 с отверстиями 3, 4 вплотную к дополнительным экранам 10, которые выполнены из материала, пропускающего излучение видимого света и поглощающего ультрафиолетовое излучение, например, из стекла.

Устройство предлагается конструктивно выполнять в виде очков. Размеры плоских непрозрачных экранов 1, 3 обеспечивают перекрытие большей части зоны периферического зрения и могут составлять 5-6 см по вертикали и 6-8 см по горизонтали. В модификации устройства, предназначенной для коррекции зрения при астигматизме (фиг. 5), экран 1 предпочтительно делать круглым, например, диаметром 5-6 см. Решетки отверстий 2, 4 должны быть эквидистантными и заполнять всю поверхность экранов 1, 3.

Для пациентов с косоглазием в целях тренировки мышц, управляющих движением глаз, предлагается закрывать отверстия в направлениях преимущественной ориентации ведомого глаза, выполнив эти отверстия только в необходимой части экрана: например, для сходящегося косоглазия решетки выполняются на внешних частях плоских непрозрачных экранов 1, 3, а для расходящегося соответственно на внутренних частях экранов 1, 3 (фиг. 6).

Источники информации:
1. Д. М. Модель. Краткий справочник медицинского оптика. Л. Медицина, 1970.

2. ЕПВ 0141736, кл. G 02 C 7/16, 1985.

3. Пат. США 3967885, кл. 351-46, 1976.

Использование: медицинская техника. Сущность: устройство для коррекции зрения содержит два плоских непрозрачных экрана, в каждом из которых выполнена двумерная решетка прозрачных участков, приспособление для удерживания плоских непрозрачных экранов соответственно перед глазами пациента, два дополнительных плоских непрозрачных экрана, в каждом из которых выполнена дополнительная двумерная решетка прозрачных участков, идентичная двумерной решетке прозрачных участков плоского непрозрачного экрана, причем каждый дополнительный плоский непрозрачный экран установлен вплотную к соответствующему плоскому непрозрачному экрану и с возможностью перемещения в направлении, параллельном строкам или столбцам двумерных решеток прозрачных участков, а плоскости соприкосновения плоских непрозрачных экранов и соответствующих им дополнительных плоских непрозрачных экранов расположены в одной плоскости, перпендикулярной вертикальной плоскости симметрии лица. Прозрачные участки могут быть выполнены в виде квадратных, либо круглых отверстий. Каждый плоский непрозрачный экран и соответствующий ему дополнительный непрозрачный экран установлены с возможностью совместного вращения в плоскости их соприкосновения. Устройство также снабжено боковыми непрозрачными экранами, размещенными соответственно с внешних боковых сторон плоских непрозрачных экранов. Дополнительно вплотную к поверхностям плоских непрозрачных экранов могут быть установлены плоско-вогнутые или плоско-выпуклые линзы. Плоские непрозрачные экраны выполнены из материала, поглощающего рентгеновское и/или СВЧ излучение, либо в виде подложки, на одну из поверхностей которой нанесен поглотитель рентгеновского и/или СВЧ излучения. Устройство снабжено также двумя дополнительными экранами, расположенными вплотную к одним из поверхностей соответствующих плоских непрозрачных экранов и выполненными из материала, пропускающего излучение видимого диапазона и поглощающего ультрафиолетовое и лучение. Двумерные решетки прозрачных участков могут быть размещены на части плоских непрозрачных экранов. 1 с. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство для коррекции зрения, содержащее два плоских непрозрачных экрана, в каждом из которых выполнена двумерная решетка из прозрачных участков, и приспособление для удерживания плоских непрозрачных экранов перед глазами пациента, отличающееся тем, что вплотную к каждому плоскому непрозрачному экрану установлен выполненный аналогично ему дополнительный плоский непрозрачный экран с возможностью перемещения относительно него в направлении, параллельном столбцам или строкам прозрачных участков двумерных решеток. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что прозрачные участки в каждом плоском непрозрачном экране выполнены в виде сквозных отверстий квадратной формы, диагонали которых параллельны соответственно столбцам и строкам двумерной решетки прозрачных участков. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что прозрачные участки в каждом плоском непрозрачном экране выполнены в виде сквозных отверстий круглой формы. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что прозрачные участки двумерной решетки расположены эквидистантно. 5. Устройство по любому из пп.1 4, отличающееся тем, что прозрачные участки в каждой строке размещены на одинаковом друг относительно друга расстоянии, при этом прозрачные участки каждой последующей строки двумерной решетки смещены относительно прозрачных участков предыдущей строки на половину расстояния между ними, а расстояние между соседними строками составляет где l расстояние между прозрачными участками. 6. Устройство по любому из пп.1 5, отличающееся тем, что каждая пара из основного и соответствующего ему дополнительного непрозрачных экранов установлена с возможностью совместного вращения. 7. Устройство по любому из пп. 1 6, отличающееся тем, что в него дополнительно введены два непрозрачных экрана, размещенные соответственно с внешних боковых сторон плоских непрозрачных экранов с возможностью плотного прилегания к лицу пациента. 8. Устройство по любому из пп.1 7, отличающееся тем, что дополнительно снабжено двумя плосковыпуклыми или плосковогнутыми оптическими линзами, каждая из которых установлена своей плоской стороной вплотную к внешней поверхности соответствующего плоского непрозрачного экрана. 9. Устройство по любому из пп.1 8, отличающееся тем, что плоские непрозрачные экраны выполнены из материала, поглощающего рентгеновское и/или СВЧ-излучение. 10. Устройство по любому из пп.1 8, отличающееся тем, что плоский непрозрачный экран выполнен в виде подложки, на одну из поверхностей которой нанесено покрытие, поглощающее или отражающее рентгеновское и/или СВЧ-излучение. 11. Устройство по любому из пп.1 7, отличающееся тем, что дополнительно снабжено двумя плоскими экранами, выполненными из материала, пропускающего излучение видимого диапазона и поглощающего ультрафиолетовое излучение, и размещаемыми вплотную к поверхностям соответствующих плоских непрозрачных экранов. 12. Устройство по любому из пп.1 11, отличающееся, тем, что приспособление для удержания плоского непрозрачного экрана перед глазами пациента выполнено в виде очковой оправы. 13. Устройство по любому из пп.1 8, отличающееся тем, что двумерная решетка из прозрачных участков выполнена на части каждого из плоских непрозрачных экранов.