Optisches Instrument. Gegenstand der nachfolgend näher be schriebenen Erfindung ist ein optisches In strument zum Vergleichen und Mischen von Lichtern beliebiger Intensitäten und Farben. Das Instrument ist in vielseitigster Weise für photometrische und kolorimetrischeZwecke verwendbar, doch sei hier nur auf seine Ver wendung für physiologisch-optische Unter suchungen, speziell bei der Prüfung von Farbenanomalien des Auges eingegangen.
Für eine exakte Feststellung und Messung dieser Anomalien genügt das verhältnismässig rohe Verfahren der Prüfung mittelst gefärbter Papiere und Wollfäden nicht. Es sind des halb Instrumente hergestellt worden, die es gestatten, Mischfarben mit einer reinen Farbe in zwei dicht nebeneinander liegenden Bild feldern zu vergleichen. Es werden zum Bei spiel auf optischem Wege Rot und Grün additiv so gemischt, dass ein Mischgelb ent steht. Dieses wird mit einem im benachbarten, nur durch eine Linie vom ersten getrennten, mit reinem Gelb erfüllten Felde, verglichen. Es ist nun möglich, durch Änderung der Helligkeit der verschiedenen Farben, die Farbe und die Helligkeit der Felder genau gleich zu machen, also eine sogenannte Farben gleichung herzustellen.
Als Kriterium für die (4leichheit der beiden Felder dient in be kannter Weise das Verschwinden der Tren nungslinie zwischen beiden Feldern. Das Mischungsverhältnis kann durch eine geeig= nete Messvorrichtung quantitativ bestimmt werden.
Beim Vorliegen von Farbenanomalien wird das Mischungsverhältnis ein anderes als beim normalen Auge. In extremen Fällen kann Gleichheit der Felder bei beliebigem Farbenmischungsverhältnis eingestellt werden.
Ausser dem beschriebenen Instrument sind ferner besondere Instrumente hergestellt wor den, die eine messbare Zumischung einer weiteren Farbe zu einem ein- oder mehrfar bigen Feld und die ebenfalls messbare Be strahlung eines farbigen Feldes mit weissem Licht gestatteten. Auch diese Möglichkeiten sind für physiologisch-optische Untersuchungen wichtig, die letztere insbesonders zur Be stimmung des spezifischen Farbenschwellen- wertes.
Der Gegenstand der Erfindung ermöglicht die Durchführung aller vorher beschriebenen Untersuchungen an einem einzigen Instrument, das auf einem andern Prinzip als die oben erwähnten Instrumente beruht. Es bietet ausserdem Möglichkeiten, die sich nicht aus der Kombination der beschriebenen Apparate ergeben. Auf den grössten Teil der An wendungsmöglichkeiten wird später einge gangen.
Das neue Instrument, dessen Erfinder Paul Ramsthaler, Ingenieur in Basel ist, ist im wesentlichen eine Mehrfach-Projektions- einrichtung, die mittelst einer Reihe von ab bildenden Systemen, deren Achsen sich in einem Punkte schneiden, von verstellbaren Blenden, deren Öffnungen als Eintrittsluken wirken, auf einer im gemeinsamen Schnitt punkt der optischen Achsen aller Systeme angeordneten Projektionsebene Bilder entwirft, die der Betrachtung zugänglich gemacht wer den. Die Projektionsfläche kann innerhalb oder ausserhalb des Instrumentes liegen.
Bei Anordnung derselben innerhalb des Instru mentes können die Bilder durch mehrfachen Einblick mehreren Beobachtern zugänglich gemacht werden, was bei der Verwendung des Instrumentes für diagnostische und De monstrationszwecke sehr wichtig ist. Vor oder hinter den Blenden können Mittel zur Veränderung der Farbe des eintretenden Lichtes angeordnet werden, am besten in der Weise, dass diese Mittel wie die Blenden selbst leicht gegen andere auswechselbar sind. Die Auswechselbarkeit wird in der Weise erreicht, dass ein die Blende tragendes Rohr i in das Projektionsrohr k eingeschoben wird, während ein anderes, farbändernde Mittel (Filter) enthaltendes Rohr l in das Blenden rohr i eingesetzt wird.
Die Form der Öffnungen wird in vielen Fällen eine halbkreisförmige sein, damit zwei zu vergleichende Felder sich im Projektionsbild zu einer vollen Kreisfläche ergänzen. Durch Drehung einer der Blenden werden zwei Bilder teilweise oder vollständig aufeinander projiziert. Auf dem freien Raum können weitere Bilder entworfen werden.
Aus dem Prinzip des Instrumentes ergibt sich von selbst, dass soviele Bilder gleich zeitig neben- oder aufeinander projiziert wer- den können, wie Blenden und abbildende Systeme vorhanden sind.
Die Öffnungen der abbildenden Systeme sind durch Anordnung geeigneter Blenden (Iris- oder für feinere Messungen Aubert'sche Blenden) messbar veränderlich. Die Helligkeit der Bilder ist infolgedessen ebenfalls von Null bis zu einem Maximum messbar verän derlich.
In der Zeichnung ist das Prinzip des Instrumentes an einem -Ausführungsbeispiel dargestellt. Fig. 1 und 2 zeigen das Instru ment im Aufrissschnitt und im Grundriss. Der Einfachheit halber ist ein Instrument mit nur zwei Projektionssystemen dargestellt. a sind die auswechselbaren Blenden,<I>b</I> eben falls auswechselbare Filter, c- die Projektions objektive, d die zu diesem gehörigen verstell baren Öffnungsblenden zur Veränderung der Helligkeit, e eine Sammellinse, die bei einer zweiten Ausführungsform durch ein Prismen system ersetzt werden könnte, f ist die Pro jektionsfläche.
Die optischen Teile sind im allgemeinen innerhalb eines Gehäuses ange ordnet und einem geschlossenen Instrument vereinigt. Die Beobachtung erfolgt durch eine oder mehrere Öffnungen g und die Prismen spiegel h. Die Blendenöffnungen b werden mittelst einer oder mehreren geeigneten Licht quellen beleuchtet. Zwei Blendenformen und deren Bilder sind in Fig. 3 und 4 bei zwei Blendenlagen dargestellt, einmal übereinander und einmal aufeinander projiziert. 3 A und 3 B sind die Öffnungen, 4 -l. und 4 B die zugehörigen Bilder.
Es sei noch bemerkt, dass man die opti schen Achsen von vorneherein konvergieren lassen und dadurch die Linse e oder eventuell die Prisrnensysteme sparen könnte. Diese Ausführung hat aber grosse praktische Nach teile.
Eine Anzahl mit dem beschriebenen In strument ausführbare Versuche sind in fol gendem zusammengefasst: <I>Z.</I> He7,stellurag <I>von</I> ly'cirberagleichuragen: a) zwischen einer aus zwei bunten, gesättig ten oder ungesättigten Komponenten be- stehenden Mischfarbe und einer weiteren ungemischten Farbe.
b) zwischen einer bunten, gesättigten oder ungesättigten Farbe und Grau.
<I>2.</I> Farb- <I>und</I> Heltigkeitsschzvellenbestimmung: a) bei Zumischen von Buntfarbe zu Weiss beziehungsweise Grau (Bestimmung der spezifischen Farbschwelle).
b) bei Zumischen von einer Buntfarbe zu einer zweiten (Bestimmung der Unter schiedsschwelle für Farbtonänderungen).
c) Bestimmung der Schwelle für Helligkeits änderungen an zwei gleichfarbigen Feldern. Aus 2 resultieren Anwendungsmöglich keiten des Instrumentes als Photometer und Kolorimeter.
Als Ergänzung sei noch bemerkt, dass an Stelle einer Projektionsebene eine Reihe von solchen in verschiedener Grösse revolver artig vorschaltbar angeordnet werden können. Die Umgebung dieser Auffangschirme wird dann tief schwarz gehalten, so dass nur Bilder von der maximalen Grösse der jeweiligen Auffangschirme sichtbar werden. Es können dann die Untersuchungen bei verschieden grossen Gesichtsfeldern durchgeführt werden.
Optical instrument. The invention described in more detail below is an optical instrument for comparing and mixing lights of any intensity and color. The instrument can be used in a wide variety of ways for photometric and colorimetric purposes, but only its use for physiological-optical examinations, especially when examining color anomalies of the eye, will be discussed here.
For an exact determination and measurement of these anomalies, the comparatively crude method of testing paper and woolen threads with dyed media is insufficient. For this reason, instruments have been produced that allow mixed colors to be compared with a pure color in two image fields lying close to one another. For example, red and green are optically mixed so that a mixed yellow is created. This is compared with a field in the neighboring, only separated from the first by a line, filled with pure yellow. It is now possible, by changing the brightness of the different colors, to make the color and the brightness of the fields exactly the same, i.e. to create a so-called color equation.
The criterion for the equality of the two fields is, as is known, the disappearance of the dividing line between the two fields. The mixing ratio can be determined quantitatively by a suitable measuring device.
If there are color abnormalities, the mixing ratio will be different from that of the normal eye. In extreme cases, the fields can be set to be equal with any color mixing ratio.
In addition to the instrument described, special instruments were also manufactured that allowed a measurable admixture of another color to a single or multicolored field and the likewise measurable irradiation of a colored field with white light. These possibilities are also important for physiological-optical examinations, the latter especially for determining the specific color threshold value.
The object of the invention enables all the examinations described above to be carried out on a single instrument which is based on a different principle than the above-mentioned instruments. It also offers possibilities that do not result from the combination of the devices described. Most of the possible applications will be discussed later.
The new instrument, invented by Paul Ramsthaler, an engineer in Basel, is essentially a multiple projection device, which by means of a series of imaging systems whose axes intersect at one point, adjustable screens, whose openings act as entry hatches , creates images on a projection plane arranged at the common intersection of the optical axes of all systems, which are then made accessible for viewing. The projection surface can be inside or outside the instrument.
When the same is arranged within the instru mentes, the images can be made accessible to several observers through multiple views, which is very important when using the instrument for diagnostic and demonstration purposes. Means for changing the color of the incoming light can be arranged in front of or behind the screens, preferably in such a way that these means, like the screens themselves, can easily be exchanged for others. The interchangeability is achieved in such a way that a tube i carrying the screen is pushed into the projection tube k, while another tube l containing color-changing agents (filter) is inserted into the screen tube i.
The shape of the openings will in many cases be semicircular so that two fields to be compared complement each other in the projection image to form a full circular area. By rotating one of the diaphragms, two images are partially or completely projected onto one another. Further pictures can be designed in the free space.
It follows from the principle of the instrument that as many images can be projected at the same time next to or on top of one another as there are diaphragms and imaging systems.
The openings of the imaging systems can be changed in a measurable manner by arranging suitable diaphragms (iris or, for finer measurements, Aubert diaphragms). As a result, the brightness of the images can also be measured from zero to a maximum.
In the drawing, the principle of the instrument is shown in an exemplary embodiment. Fig. 1 and 2 show the instru ment in elevation section and in plan. For the sake of simplicity, an instrument with only two projection systems is shown. a are the interchangeable diaphragms, <I> b </I> also interchangeable filters, c- the projection lenses, d the adjustable aperture diaphragms belonging to this for changing the brightness, e a converging lens, which in a second embodiment is a prism system could be replaced, f is the projection area.
The optical parts are generally arranged within a housing and combined into a closed instrument. The observation takes place through one or more openings g and the prisms mirror h. The aperture b are illuminated by means of one or more suitable light sources. Two diaphragm shapes and their images are shown in FIGS. 3 and 4 with two diaphragm positions, projected once on top of one another and once on top of one another. 3 A and 3 B are the openings, 4 - 1. and 4 B the corresponding images.
It should also be noted that the optical axes could be converged from the outset, thereby saving the lens or possibly the prism systems. But this version has great practical disadvantages.
A number of experiments that can be carried out with the described instrument are summarized as follows: <I> Z. </I> He7, stellurag <I> by </I> ly'cirberagleichuragen: a) between one of two colored, saturated or unsaturated components and a further unmixed color.
b) between a colored, saturated or unsaturated color and gray.
<I> 2. </I> Color <I> and </I> brightness threshold determination: a) when adding chromatic colors to white or gray (determining the specific color threshold).
b) when adding one color to a second (determining the difference threshold for changes in color).
c) Determination of the threshold for changes in brightness in two fields of the same color. 2 results in possible uses of the instrument as a photometer and colorimeter.
As a supplement, it should be noted that, instead of a projection plane, a number of such planes of various sizes can be arranged upstream in the manner of a revolver. The surroundings of these collecting screens are then kept deep black so that only images of the maximum size of the respective collecting screens are visible. The examinations can then be carried out with visual fields of different sizes.