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Stereo-Radioskop.
Es sind seit längerer Zeit Versuche und Vorrichtungen bekannt, welche die Verwendung des Stereo- prinzipes in der Röntgendurchleuchtung bezwecken.
Das Prinzip aller dieser Einrichtungen besteht darin, dass man von zwei Röntgenröhren oder von zwei Brennpunkten einer sogenannten Stereoröhre, die im passenden Abstand voneinander angebracht sind, zwei voneinander durch die Parallaxe verschiedene Durchleuchtungsbilder ein und desselben
Gegenstandes abwechselnd in rascher Folge entwirft und durch eine dazu synchron bewegte Betrachtung- vorrichtung mit beiden Augen abwechselnd betrachtet, wodurch die beiden Bildeindrücke infolge der
Latenz der Netzhautreizungen zu einem Gesamtbilde verschmelzen, welches als plastisch bezeichnet werden muss.
Wählt man den Abstand der beiden Foken voneinander und die sonstige räumliche Anordnung hiebei so, dass keine allzusehr übertriebene Plastik entsteht, so greifen die beiden Leuchtschirmbilder, die auf ein und demselben Leuchtschirm entworfen werden, normalerweise ineinander über. Der Umstand, dass sich alle diese Vorrichtungen in der Praxis nicht nur nicht verbreitet haben, sondern überhaupt kaum bekannt sind, deutet darauf hin, dass dem eingangs gekennzeichneten Verfahren ein Mangel anhaften müsse, dessen zumindest teilweise Beseitigung Gegenstand vorliegender Erfindung ist.
Bekanntlich beruht der Eindruck des räumlichen Sehens bei Stereoeinrichtungen auf dem mehr oder minder vollstänigen Vorhandensein verschiedener Voraussetzungen.
Es kommen in Betracht :
1. Die gegenseitige Inklination der Augachsen.
2. der Akkommodationsgrad, 3. der Bildwinkel,
4. allenfalls der verschiedene Deutlichkeitsgrad der Bildwirkung, hervorgerufen durch die Trübheit des dazwischen liegenden Mediums (Luft).
Ad 1. Beim gewöhnlichen räumlichen Sehen richtet man beide Augaehsen auf jenen Raumpunkt, an welchem sich die Stelle des zu betrachtenden Gegenstandes befindet, die gerade besonders interessiert.
Dieser Punkt und die in der gleichen Entfernung von den Augen wie dieser Punkt liegenden andern
Raumpunkte haben ihre Bildpunkte auf korrespondierenden Stellen der Netzhaut. Um diese Verhältnisse richtig nachzuahmen, werden durch die meisten Betraehtungseinrichtungen für gewöhnliche Stereoskopie virtuelle Bilder der dieselben Gegenstände in etwas verschiedener Perspektive darstellenden Abbildungen entworfen, u. zw. so, dass gewisse Punkte in beiden Abbildungen, die denselben Raumpunkt darstellen, räumlich zur Deckung gebracht werden.
Richtet man nun die Augachsen auf diese Bildstellen, so fallen die Netzhautbilder auf korrespondierende Stellen, wie beim natürlichen Sehen, während die Abbildungs- punkte, die davor und dahinter liegenden Raumpunkte darstellen, ihre Bilder im Auge auf nicht korre- spondierende Punkte der Netzhaut werfen, also-ebenfalls wie beim natürlichen Sehen-eigentlich doppelt gesehen werden, worauf eben der Stereoeffekt grösstenteils beruht. Dies gilt sowohl für die gewöhnlichen Stereobilder als auch für Röntgen-Stereoaufnahmen. Anders verhält es sich bei der auf dem eingangs erwähnten Prinzip beruhenden Röntgenstereodurchleuchtung.
Es werden von jeder
Röhre bzw. von jedem Fokus der Stereoröhre (F1 und F2 in der Zeichnung) je ein Schattenbild auf dem
Leuchtschirm entworfen,. welche Schattenbilder bei Gegenständen normaler Ausdehnung (Teile. des menschlichen Körpers) unter den schon erwähnten Bedingungen ineinander übergreifen. Es sei zunächst
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angenommen, dass durch die Betrachtungseinrichtung dasjenige Leuchtsehirmbild, das von dem-vom Standpunkt des Betrachters aus - linken Fokus entworfen wird, dem rechten Auge zugeordnet wird und umgekehrt. Bei dieser Anordnung erscheinen, wie aus der Zeichnung hervorgeht und bekannt ist, die dem Leuchtschrim und somit auch dem Betrachter ferneren Objektpunkte ferner und umgekehrt.
Dabei hat-wie eine einfache geometrische Überlegung zeigt-kein Gegenstandspunkt zusammenfallende Lichtpunkt am Leuchtschirm, ausgenommen jene Gegenstandspunkte, die unmittelbar am Leuchtschirm aufliegen. Sieht man von den letzteren Punkten ab, so kann man nur durch unnatürliches und ohne Übung kaum erlernbares Schielen einen Teil der korrespondierenden Bildpunkte auf korrespondierende Netzhautstellen bringen. Dies sei an Hand der erwähnten Zeichnung näher erläutert, in welcher der Einfachheit halber als zu beobachtende Gegenstände zwei mit den Foken der Röhren und den Augachsen in einer horizontalen Ebene hintereinander liegende Punkte 07"0"angenommen wurden.
Nehmen wir an, der Beschauer will den hinteren Objektpunkt 0" betrachten. Sollten die natür- lichen Verhältnisse richtig wiedergegeben werden, so müssten die Bildpunkte am Leuchtschirm in den Schnittpunkten der gegen den Objektpunkt gerichteten Augaehsen mit dem Leuchtsehirm also in B'I1' und B"2'liegen. Sie liegen aber in den Schnittpunkten der verlängerten Verbindungsgeraden, deren Foken mit dem Objektpunkt, also in Bh1 und B"2' (Von den seltenen Ausnahmefällen, dass der Abstand
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sprechend fallen sollten BV/, JB, z', um auf solchen nicht korrespondierenden Netzhautpunkten Bilder zu erzeugen, die den Verhältnissen des natürlichen Sehens entsprechen, sondern auf davon verschiedene Stellen, B,, i,
ss.
Zusammenfassend lässt sich also sagen, dass die Verhältnisse bei den auf dem eingangs erwähnten Prinzip beruhenden Stereodurchleuchtungseinrichtungen insoferne den Bedingungen des natürlichen Sehens nicht entsprechen, als im letzten Fall für die Konvergenz der Augachsen alle Winkel von 0 (unendlich ferner Bildpunkt) bis zu Werten von zirka 15 (kleinste deutliche Sehweite) in Frage kommen, während bei der ersteren (bei den üblichen Röhren-, Leuchtschirm-und Fokusdistanzen und bei der erwähnten Zuordnung von Bild und Auge) im allgemeinen mit einer Divergenz der Blickrichtung zu rechnen sein wird.
Ad 2. Während beim normalen Sehen stets die Konvergenz der Blickrichtungen und die Akkommodation in stetiger Abhängigkeit voneinander stehen, muss bei der Stereodurchleuchtungseinrichtung unabhängig von der Konvergenz und somit von der Distanz, in welche der Beschauer das betreffende Objekt verlegt, stets auf eine konstante Entfernung, nämlich auf den Leuchtschirm, akkommodiert werden, um scharf zu sehen.
Ad 3. Während beim normalen Sehen der Bildwinkel, unter welchem ein bestimmtes Objekt erscheint, mit dessen Entfernung stetig abnimmt, findet bei der Stereodurchleuchtung mit der erwähnten Zuordnung von Bild und Auge gerade das Umgekehrte statt, denn aus einer einfachen geometrischen Konstruktion ergibt sich, dass der Schatten des Gegenstandes um so grösser ist, je weiter sich letzterer vom Leuchtschirm und damit auch vom Auge entfernt.
Ordnet man aber in bekannter Weise dasjenige Leuchtschirmbild, das von dem-vom Betrachter aus gesehen-rechten Fokus entworfen wird, dem rechten Auge zu und umgekehrt, so erselleint das plastisch virtuelle Bild vor dem Leuehtschirm und zwingt den Beobachter, sich entweder verhältnismässig weit vom Leuchtschirm zu entfernen und somit seine Beobachtungsbedingungen zu verschlechtern oder aber in übertriebener Weise mit den Augenachsen zu konvergieren. Ausserdem ist das plastische Bild bei dieser Anordnung, bei welcher die dem Leuchtschirm und somit dem Betrachter ferneren Objektspunkte in einem Punkte näher erscheinen und umgekehrt auch seitenverkehrt.
Ad 4. Diese Komponente des stereoskopischen Sehens kommt bei der Stereodurchleuchtnl1g weder physikalisch noch psychologisch in Betracht, weil es sich um Abstände handelt, bei welchen man auch bei normalem Sehen mit einer verschiedenen Deutlichkeit der Objektwahrnehmung zu rechnen nicht gewohnt ist.
Der stereoskopische Eindruck wird erfahrungsgemäss um so überzeugender, je vollständiger die aufgezählten Komponenten des stereoskopischen Sehens zusammenwirken. Das Fehlen einer Komponente allein bedingt noch nicht immer den Ausfall des plastischen Eindruckes, welcher Ausfall aber meist eintritt, wenn das eine oder andere Element im umgekehrten Sinne wirkt.
Erfindungsgemäss wird ein wesentlich gebessertes stereoskopisches Sehen bei der Röntgen- stereodurchleuchtung mit in normaler Weise ineinander übergreifenden Bildern auf folgende Weise
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ermöglicht : Es werden die bekannten Einrichtungen zur stereoskopischen Durchleuchtung mit ineinander übergreifenden Bildern mit einer optischen Einrichtung kombiniert, welche aus Prismen, Linsen und eventuell Spiegeln besteht. Bei der zuerst erwähnten Anordnung (linker Fokus-rechtes Auge) sind die Prismen Pl, P2 so bemessen und angebracht, dass die Schattenbilder der vom Leuchtschirm entferntesten
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Betrachtung eines Objektes in jener Distanz hervorgerufen würde, in welcher das Stereobild sich scheinbar befindet.
Sollte es sich unter Umständen als zweckmässig erweisen, so kann die Korrektion durch Prismen auch ein wenig übertrieben werden (z. B. auf einen unendlich fernen Punkt bezogen werden), wodurch die Augachsen zwar im allgemeinen etwas stärker konvergieren, dafür aber niemals divergieren müssen.
Die vor oder hinter den Prismen angeordneten Linsen Li, L ; ; sind im allgemeinen (für Normalsichtige) Konvex-oder Konvex-konkavgläser solcher Dioptrienzahl, dass die unter 2. aufgestellte Forderung einer der scheinbaren mittleren Objektsdistanz entsprechenden Akkommodation der Augen erfüllt wird.
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übertriebener Konvergenz der Augarhsen oder eines zu grossen Leuehtsehirmaugenabstandes umgekehrt mit brechender Kante nach aussen gestellt werden. Hiebei erscheint das plastisch virtuelle Bild je nach dem gewählten Leuchtschinnaugenabstande und dem Ablenkungswinkel der gewählten Prismen vor, im oder hinter dem Leuchtsehirm.
Zur Akkommodationskorrektion müssten dann konkave (konkav-konvexe), gar keine oder gleichfalls konvexe (konvex-konkave) Linsen verwendet werden. Diese Zuordnung, bei welcher die dem Leuchtschirm und somit auch dem Betrachter ferneren Objektpunkte näher erscheinen und umgekehrt, hat zwar den Vorteil, dass die Grössenverhältnisse annähernd richtig wiedergegeben werden (vgl. die Bemerkungen ad 3), jedoch den Nachteil, dass das Bild seitenverkehrt ist. Dieser Übelstand kann in bekannter Weise dadurch behoben werden, dass die Seitenrichtigkeit des plastischen Bildes durch eine optische Vorrichtung (Spiegel, total reflektierende Prismen od. dgl.) in Kombination mit den erwähnten Prismen und Linsen wieder hergestellt wird.
Es ist natürlich auch prinzipiell möglich, die erwähnten Prismen und Linsen durch eine geeignete Spiegel einrichtung (7.. B. Hohlspiegel passender Neigung) zu ersetzen.
Schliesslich wird es sich in vielen Fällen (z. B. bei Fremdkörperlokalisation usw.) empfehlen, die beschriebene Einrichtung mit einer Distanzmessvorriehtung bekanntzr Art zu kombinieren. Diese kann z. B. aus Marken, Massstäben, Messketten, Käfigen mit bekanntem Gitterahstand od. dgl. bestehen, die in bekannten oder messbaren Distanzen fest oder beweglich hinter dem Leuchtschirm anzubringen sind und sich bei der Durchleuchtung gleichzeitig mit dem Objekt am Schirm abbilden. An deren Stelle könnte man sich auch virtueller Massstäbe bedienen, wie sie in der optischen Distanzmessung bekannt und gebräuchlich sind. Es brauchen z.
B. bloss in den optischen Strahlengang (eventuell auf Glas geritzt oder photographisch hergestellt) Marken, Massstäbe, Fadenkreuze oder dgl. derart angebracht werden, dass dieselben vom Beschauer bei der Betrachtung des Leuchtschirmes in das betrachtete Objekt hineinverlegt werden, also in diesem zu schweben scheinen. Nötigenfalls können diese Marken durch eine Hilfsvorriehtung beleuchtet oder mit selbstleuehtender Substanz überzogen werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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stereodurchleuchtung mit ineinander übergreifenden Bildern auf einem Leuchtschirm mit einer optischen Einrichtung kombiniert werden, welche aus Prismen und Linsen (eventuell Spiegeln) besteht, durch welche der bei den üblichen und zweckmässigen Anordnungen auftretende Zwang zur Divergenz oder übertriebenen Konvergenz derAugaehsen, ferner derAkkommodationsdifferenz. die dadurch entsteht, dass das plastisch virtuelle Bild und der Leuchtsehirm sich nicht im gleichen Abstande vom Beschauer befinden, behoben wird.