DE732304C

DE732304C - Test and exercise device for spatial eyesight

Info

Publication number: DE732304C
Application number: DEZ26018D
Authority: DE
Inventors: Dr Clemens Muenster
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 1940-10-04
Filing date: 1940-10-04
Publication date: 1943-02-27

Description

Prüf- und Übungsgerät für das räumliche Sehvermögen Zur Bedienung von stereoskopischen Meßgeräten sind nur solche Personen geeignet, deren räumliches Sehvermögen eine bestimmte Mindestleistung aufweist. Zur Prüfung und Übung dieses Sehvermögens hat man sich bisher zweier Geräte bedient, von denen das eine aus dem Stereoskop, das andere aus dem Horopterapparat nach Helmholtz entwickelt worden war. Beim Stereoskop wird jedem Auge des Prüflings ein Teilbild dargeboten, die er zu einem räumlichen Bilde zu vereinigen hat, wobei die Beobachtung mittels einer binol:ularen Lupe 0. dgl. erfolgt. Die Veränderung der Tiefenlage des räumlichen Bildes erfolgt durch Verschiebung der beiden Teilbilder relativ zueinander senkrecht zur Beobachtungsrichtung und parallel zur Verbindungslinie beider Augen. Beim Horopterapparat sieht der Prüfling eine Gruppe von Objekten gleichzeitig und gemeinsam mit beiden Augen, die in der Regel unbewaffnet sind, und die Einstellung eines der Objekte in eine bestimmte, durch eins der anderen Objekte gegebene Tiefe erfolgt durch Verschiebung des betreffenden Objektes in der Beobachtungsrichtung.Test and exercise device for spatial vision For operation of stereoscopic measuring devices are only suitable for those people whose spatial Eyesight has a certain minimum performance. To test and practice this For eyesight, two devices have been used so far, one of which is from the Stereoscope, the other one developed from the Helmholtz horopter apparatus was. In the case of the stereoscope, a partial image is presented to each eye of the test object, the he has to unite to a three-dimensional image, whereby the observation by means of a binol: ular magnifying glass 0. The change in the depth of the spatial Image is done by shifting the two partial images perpendicular to each other to the direction of observation and parallel to the line connecting both eyes. With the horopter apparatus the examinee sees a group of objects at the same time and together with both Eyes, which are usually unarmed, and the setting of one of the objects into a certain depth given by one of the other objects takes place through displacement of the object in question in the direction of observation.

Beim erstgenannten Gerät sind die vom Winkelauflösungsvermögen des menschlichen Auges abgeleiteten Genauigkeitsansprüche an die Meßbedingungen und die Justierung der Teilbilder verhältnismäßig sehr hoch. Schon durch geringe Mängel der Justierung beider Teilbilder zueinander und zu dem Lupensystem entsteht eine erhebliche Erschwerung der Beobachtung durch Unklarwerden des Raumbildes und Ausübung eines Zwanges auf die Augen, zumal die Beobachtungsweise für den Prüfling in der Regel ungewohnt und in gewissem Maße auch unnatürlich ist. Den bisher bekanntgevordenen Horop terapparaten aber haften folgende Mängel an: Da als Objekte körperliche Gebilde, wie Stäbchen oder Fäden, dienen, gibt die eigene Tiefenerstreckung dieser Objekte oder deren mangelhafte Begrenzung Anlaß zu Störungen. Sollen die Halterungen der Objekte keinen störenden Einfluß auf die Beobachtung ausüben, so müssen die Objekte an ihren Befestigungsstellen verdeckt werden. Überdies kann mit dem Gerät nur der durch die Pupillen der Augen bestimmte waagerechte Schnitt des Horopters ermittelt werden. Dabei ist die gegenseitige Orientierung der hinsichtlich ihrer Tiefenlage zu vergleichenden Objekte in der Weise, daß sie sich ganz oder wenigstens teilweise decken, und ferner die Anwendung von Objekten, die heller als ihr Hintergrund erscheinen sollen, nicht möglich. Die Anwendung durchscheinender oder gefärbter Objekte ist sehr erschwert. Die Apparate, die verhältnismäßiggroße Ausmaße haben und eine recht umständliche Bedienung erfordern, sind nur in verdunkelten Räumen verwendbar. In the case of the first-mentioned device, the angular resolution of the accuracy requirements derived from the human eye for the measurement conditions and the adjustment of the partial images is relatively very high. Even with minor defects the adjustment of the two partial images to one another and to the magnifying glass system results in a Significant difficulty of observation by obscuring the spatial image and exercising a compulsion on the eyes, especially since the observation method for the examinee in the Usually unfamiliar and, to a certain extent, unnatural. The ones previously known However, the following deficiencies are inherent in horoscope apparatuses: Since physical structures, like chopsticks or threads, serving, gives its own extension of depth these objects or their inadequate delimitation give rise to disturbances. Should the Mounts of the objects do not have a disruptive influence on the observation, so the objects must be covered at their fastening points. In addition, with the device only the horizontal section of the determined by the pupils of the eyes Horopters to be determined. The mutual orientation is important with regard to their depth to be compared to objects in such a way that they are entirely or at least partially cover, and also the application of objects that are lighter than their background should appear is not possible. The application more translucent or colored objects is very difficult. The apparatuses, the comparatively large ones Are large and require a rather cumbersome operation, are only darkened Spaces usable.

Im Hinblick auf die Anwendung des räumlichen Sehens in der modernen Meßtechnik, insbesondere bei der Luftbildvermessung und der Entfernungsmessung, wiegen die genannten Nachteile besonders schwer, da das Messen in der Regel unter Umständen vor sich geht, deren Auswirkung auf das räumliche WIeßvermögen des Beobachters gerade wegen dieser 'achteile nicht erfaßt werden kann. With regard to the application of spatial vision in modern Measurement technology, in particular for aerial photography and distance measurement, weigh the disadvantages mentioned particularly heavily, since the measurement is usually under Circumstances going on, the effect of which on the spatial awareness of the observer it is precisely because of these disadvantages that cannot be recorded.

Die Erfindung geht von einem Prüf- und Übungsgerät für das räumliche Sehvermögen mit zwei den Augen des Prüflings dargebotenen Objekten aus, die hinsichtlich ihrer Tiefenlage verglichen werden. Ihr Ziel ist, die genannten Mängel und Nachteile bekannter Geräte zu vermeiden. Sie beruht auf dem im Horopterapparat angewandten Gedanken, von dem hier in der Weise Gebrauch gemacht wird, daß das eine der Objekte ein körperliches Objekt, das andere eine optische Marke ist, die als Spiegelbild einer markenförmigen Lichtquelle von einer im Beobachtungsstrahlengange angeordneten lichtdurchlässigen Platte den Augen mit dem körperlichen Objekt zugleich dargeboten wird. Das körperliche Objekt kann dabei aus einem körperlichen Modell, aus Silhouetten, Scheiben, einem Lichtbild 0. dgl. bestehen. Besonders zweckmäßig ist, das körperliche Objekt durch eine auf einer durchsichtigen Platte angebrachte flächenhafte Nachbildung eines praktisch auftretenden Zieles, z. B. eines Flugzeuges oder Schiffes, zu verkörpern. Als markenförmige Lichtquelle wird man in der Regel eine sekundäre Lichtquelle in Gestalt einer durchleuchteten Blendenöffnung o. dgl. benutzen, wobei man jedoch keineswegs auf eine einzelne Marke beschränkt ist, sondern auch eine Gruppe von Marken anwenden kann. The invention is based on a testing and training device for the spatial Eyesight with two objects presented to the examinee's eyes, which with regard to their depth can be compared. Your goal is to address the shortcomings and disadvantages mentioned known devices. It is based on that used in the horopter apparatus Thought which is used here in such a way that one of the objects a physical object, the other is an optical mark that acts as a mirror image a mark-shaped light source from one arranged in the observation beam path translucent plate presented to the eyes with the physical object at the same time will. The physical object can be made from a physical model, from silhouettes, Slices, a photo of the like. Consist. The physical one is particularly useful Object through a two-dimensional replica attached to a transparent plate a practical objective, e.g. B. an airplane or ship to embody. As a mark-shaped light source, one usually becomes a secondary light source in Shape of an illuminated aperture or the like. Use, however, is by no means limited to a single brand, but also a group of Brands can apply.

Das Spiegelbild stellt dann eine optische l!/Iarke oder Markengruppe dar, für die sich der Begrill der Leuchtmarke oder Leuchtmarkengruppe eingebürgert hat.The mirror image then represents an optical trademark or group of brands represent, for which the conception of the luminous mark or luminous mark group is naturalized Has.

Zum Zwecke der Prüfung und Ubung des Priiflings im stereoskop ischen Sehen und Dessen empfiehlt es sich, die Lage der optischen Marke in der zur Beohachtungsrichtung rechtwinkligen Ebene veränderlich zu machen und das körperliche Objekt in der Beobachtungsrichtung verschieblich anzubringen. Dabei koppelt man mit Vorteil das verschiebliche Objekt mit einer Meßvorrichtung, die aus einem Antriebsorgan und einer Anzeige vorrichtung besteht, welche die Tiefenunterschiede der Lage des verschieblichen Objektes und der optischen Marke in I0" betragenden Einheiten der zugehörigen parallaktischell NAiinekldifferenzen angibt. Es hat sich eingebürgert, die parallaktische Winkeldifterenz von I0" als Nlindestfehler zu bezeichnen. Bei der genannten Ausbildung des Gerätes kann die Eignung und der Ausbildungsgrad des Prüflings ohne weiteres nach dem bei seinen Messungen von ihm eingestellten Vielfachen des Mindestfehlers beurteilt werden. For the purpose of examining and practicing the candidate in the stereoscopic It is advisable to see the position of the optical mark in the direction of observation perpendicular plane to make mutable and the physical object in the direction of observation to be moveable. It is advantageous to couple the movable object with a measuring device consisting of a drive member and a display device consists of the differences in depth of the position of the movable object and of the optical mark in units of I0 "of the associated parallactic NA indicates minor differences. It has become common, the parallactic angle difference of I0 "to be designated as the minimum error. In the mentioned design of the device can easily determine the suitability and level of training of the examinee its measurements can be assessed by multiples of the minimum error set by it.

Man kann das Gerät weiterhin so vervollkommnen, daß der Ausbildende die Möglichkeit hat, die gegenseitige Lage des körperlichen Objektes und der optischen Marke unabhängig vom Prüfling zu beeinflussen. One can further perfect the device so that the trainer has the possibility of the mutual position of the physical object and the optical To influence the brand independently of the test item.

Das kann in einfacher Weise so geschehen, daß zwischen dem Antriebsorgan und der Anzeigevorrichtung ein Differentialgetriebe eingeschaltet ist, mit dessen Hilfe dem Objekt eine an der Anzeigevorrichtung ablesbare, vom Antriebsorgan unabhängige Verschiebung zusätzlich erteilt werden kann.This can be done in a simple manner so that between the drive member and the display device a differential gear is switched on, with the Help the object read on the display device, independent of the drive member Postponement can also be granted.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Abb. I gibt das Beispiel im Mittelschnitt im Aufriß wieder. In den Abb. 2 und 3 sind Einzelheiten des Beispiels in Draufsichten veranschaulicht Das als Ausführungsheispiel bezeichnete Gerät (Abb. 1) ist in einem Gehäuse I eingebaut. An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. Fig. I shows the example in the middle section in elevation. In Figs. 2 and 3 details of the example are illustrated in plan views designated device (Fig. 1) is installed in a housing I.

Die Gehäusesvand hat eine Öffnung 2, vor der eine mit zwei Einblicköffnungen 3 versehene Augenmuschel 4 angebracht ist. An der den Einblicköffnungen 3 gegenüberliegenden Gehäusewand befindet sich eine Lichtquelle 5. vor der eine Opalglasscheibe 6 an einer Schlittenführung 7 befestigt ist. In dieser Schlitten führung 7 ist ein Schlitten 8 mittels einer Gewindespindel 9 verschieblich gelagert. Der Schlitten 8 trägt eine Klarglassdieibe 10 (Abb. 2), auf der ein körperliches Objekt 11 vorgesehen ist. Dieses Objekt 1 1 ist der geschwärzte Teil einer die Scheibe 10 bedecken den photographischen Schicht und hat die Gestalt des Schattenbildes eines Flugzeugs. The housing wall has an opening 2, in front of which one has two viewing openings 3 provided eyecup 4 is attached. At the opposite of the viewing openings 3 On the housing wall there is a light source 5 in front of which an opal glass pane 6 is attached a slide guide 7 is attached. In this slide guide 7 is a slide 8 mounted displaceably by means of a threaded spindle 9. The carriage 8 carries a Clear glass pane 10 (Fig. 2) on which a physical object 11 is provided. This object 1 1 is the blackened part of the disc 10 cover the photographic Layer and has the shape of the silhouette of an airplane.

Die Spindel 9 ist mit einer Teiltrommel 12 verbunden, auf welcher eine Teilung I3 nach Mindestfehlern schraubenförmig aufgetragen ist, und ist ferner an ihrem freien Ende mit einem Stirnrad 14 versehen. In dieses Stirnrad 14 greift ein Stirnrad 15 ein, an dem eine Schraubenspindel I6 befestigt ist, deren Achse der Achse der Trommel 12 parallel ist. Auf dieser Spindel I6 ist ein Zeigerträger I7 verschieblich, der ein mit einem strichförmigen Zeiger in ausgestattetes Fenster 19 hat. Der Zeiger I8 gehört zur Teilung3. Das Stirnrad 15 kämmt mit einem Stirnrade 20, mit dem ein Kegelrad 21 fest verbunden ist. Dieses Kegelrad 2I bildet mit einem Kegelrade 22 und einem Planetenrade23 ein Differentialgetriebe, dessen Kegelrad 22 von einem Handrad 24 aus angetrieben werden kann, während die Achse des Planetenrades 23 über ein Kegelräderpaar 25, 26 von einem Handrade 27 aus drehbar ist. The spindle 9 is connected to a partial drum 12 on which a division I3 after Minimum defects applied helically is, and is also provided with a spur gear 14 at its free end. In this Spur gear 14 engages a spur gear 15 to which a screw spindle I6 is attached whose axis is parallel to the axis of the drum 12. I6 is on this spindle a pointer carrier I7 displaceable, the one equipped with a line-shaped pointer in Window 19 has. The pointer I8 belongs to division3. The spur gear 15 meshes with one Spur gear 20, with which a bevel gear 21 is firmly connected. This bevel gear 2I forms with a bevel gear 22 and a planetary gear 23 a differential gear whose Bevel gear 22 can be driven by a handwheel 24 while the axis of the planetary gear 23 can be rotated by a handwheel 27 via a pair of bevel gears 25, 26 is.

An einem Halter 28 ist, unter 450 gegen die Verbindungslinie der Einblicköffnungen 3 mit der Lichtquelle 5 geneigt, eine mit einem durchlässigen Spiegelbelage versehene Glasscheibe 29 angebracht. Der Halter 28 hat eine Durchblicköffnung 30 und trägt ein Lager 3I, in welchem ein mit einer Stirnradverzahnung 32 und einer Blende 33 verbundener Ring 34 drehbar gelagert ist. Zum Antriebe dieses Ringes 34 dient ein mit einem Handrade 35 versehenes Stirnrad 36, welches in die Verzahnung 32 eingreift. Dicht neben der Blende 33 befindet sich eine am Lager 3I befestigte Blende 37. Diese Blende 37, zu deren Beleuchtung eine Lichtquelle 38 dient, hat eine Mehrzahl in Form eines Kreuzes angeordneter Löcher 39 (Abb. 3), während in der Blende 33 vier Löcher 40 in solcher Anordnung vorgesehen sind, daß durch Drehung des Ringes 34 im Lager 3 I der Lichtdurchtritt von der Lichtquelle 38 durch jedes der Löcher 39 für sich allein freigegeben werden kann, während alle anderen Löcher 39 von der Blende 33 verdeckt sind. Is on a holder 28, under 450 against the connecting line of the Viewing openings 3 inclined with the light source 5, one with a transparent one Mirror coating provided glass pane 29 attached. The holder 28 has a viewing opening 30 and carries a bearing 3I, in which a with a spur gear 32 and a Orifice 33 connected ring 34 is rotatably mounted. To drive this ring 34 a spur gear 36 provided with a handwheel 35 is used, which is inserted into the toothing 32 intervenes. Close to the diaphragm 33 is one attached to the bearing 3I Aperture 37. This aperture 37, for the illumination of which a light source 38 is used, has a plurality of holes 39 arranged in the form of a cross (Fig. 3), while in the aperture 33 four holes 40 are provided in such an arrangement that by rotation of the ring 34 in the bearing 3 I the passage of light from the light source 38 through each the holes 39 can be released on its own, while all other holes 39 are covered by the cover 33.

Zum Gebrauche des Gerätes werden die Lichtquellen 5 und 38 an ein Stromnetz angeschlossen. Der Prüfling bringt sein Gesicht an die Augenmuschel 4 und blickt durch die Öffnungen 3 mit beiden Augen nach der Scheibe I0, auf der er durch den durchlässigen Spiegelbelag der Scheibe 29 hindurch die mit diffusem Lichte von der Opalglasscheibe 6 von rückwärts beleuchtete Flugzeugsilhouette II erblickt, wobei ihm die gleichzeitige Beobach--tung mit beiden Augen einen Eindruck von der Tiefenlage dieses Objekbes II vermittelt. To use the device, the light sources 5 and 38 are on Mains connected. The examinee brings his face to the eyecup 4 and looks through the openings 3 with both eyes at the disk I0 on which he through the transparent mirror coating of the disc 29 through the one with diffuse light Seen from the opal glass pane 6 from the rear-lit aircraft silhouette II, the simultaneous observation with both eyes gives him an impression of the Depth of this Objekbes II mediated.

Der mit der Abnahme der Prüfung befaßte Prüfende bringt durch Drehung des Handrades 35 ein Loch 40 der Blende 33 mit einem der Löcher 39 der Blende 37 in Übereinstimmung. Dieses Loch 39, welches von der Lichtquelle 38 aus Licht empfängt, ist eine markenförmige Sekundärlichtquelle und dient als Objekt für die Abbildung einer Leuchtmarke durch Spiegelung an der Scheibe 29. Die Entfernung der Blende 37 von der Scheibe 29 ist so gewählt, daß diese Leuchtmarke in einer Ebene liegt, die einer mittleren Stellung der Scheibe 10 entspricht. Der Prüfling hat nun die Aufgabe, die Tiefenlage der Leuchtmarke mit der Tiefenlage des Flugzeuges II in Übereinstimmung zu bringen, was er durch Drehen des Handrades 24 bewirkt, wobei sich der Schlitten 8 mit der Scheibe 10 in der Führung 7 verschiebt. Gleichzeitig dreht sich die Trommel I2, und der Zeigerträger 17 wandert auf der Spindel I6 so entlang der Teilung 13, daß der Zeiger in im Fenster 19 jeweils die Abweichung der beiden Tiefenlagen voneinander in Mindestfehlern anzeigt. Die Prüfung wird mehrfach wiederholt, wobei der Prüfende jeweils ein anderes Loch 39 mit einem Loch 40 in Übereinstimmung bringt. Diese vom Prüfenden vorgenommene Änderung bewirkt, daß die dem Prüfling dargebotene Leuchtmarke wechselnde Seiten- und Höhenlagen zum Flugzeug leirmimmt, also ihre Lage in der zur Beobachtungsrichtung rechtwinkligen Ebene verändert wird. Zur weiteren Übung des Prüflings und Ausbildung im räumlichen Messen dienen Änderungen der Tiefenlage der Scheibe 10 durch Drehen des Handrades 27 seitens des Prüfenden.The examiner involved in the acceptance of the examination brings by rotation of the handwheel 35, a hole 40 of the diaphragm 33 with one of the holes 39 of the diaphragm 37 in accordance. This hole 39, which receives light from the light source 38, is a mark-shaped secondary light source and serves as an object for the image a luminous mark by reflection on the pane 29. The removal of the diaphragm 37 of the disk 29 is chosen so that this luminous mark lies in a plane which corresponds to a middle position of the disk 10. The examinee now has the Task to match the depth of the luminous mark with the depth of the aircraft II in To bring agreement, what he does by turning the handwheel 24, wherein the carriage 8 with the disk 10 moves in the guide 7. Simultaneously the drum rotates I2, and the pointer carrier 17 moves on the spindle I6 along the division 13 that the pointer in the window 19 is the deviation of the two depths of each other in minimum errors. The exam is repeated repeated, with the examiner in each case a different hole 39 with a hole 40 in Brings agreement. This change made by the examiner has the effect that the Luminous mark presented to the test object, changing lateral and elevation positions in relation to the aircraft Glare, that is, changes its position in the plane perpendicular to the direction of observation will. Serve for further exercise of the test object and training in spatial measurement Changes in the depth of the disc 10 by turning the handwheel 27 on the part of the Examiners.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Test and exercise device for spatial vision with two objects presented to the eyes of the test specimen, with regard to their depth are compared, characterized in that one of the objects is a physical Object, the other is an optical mark, acting as a mirror image of a mark-shaped Light source from a translucent arranged in the observation beam path Plate is presented to the eyes with the physical object at the same time.

2. Apparatus according to claim I, characterized in that the physical Object through a two-dimensional replica attached to a transparent plate embodied in a practically occurring goal.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the location of the optical mark variable in the plane perpendicular to the direction of observation is.

4. Apparatus according to claim I, characterized in that the physical Object can be moved in the direction of observation.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the displaceable object coupled with a measuring device is that of a drive member and a display device, which shows the depth differences in the position of the movable object and the optical mark in units of I0 " indicates associated parallactic angle differences.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that between the Drive member and the display device switched on a differential gear is, with the help of which the object is readable on the display device, from the drive member independent postponement can additionally be granted.