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Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Prüfen der Farbempfindlichkeit
des menschlichen Auges.
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Bei einem bekannten Gerät wird Licht in seine Spektralfarben zerlegt
und der Prüfling hat in diesem Spektrum Farbvergleiche durchzuführen.
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Dieses Gerät zeigt eine Reihe von Nachteilen.
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So sind die Manipulationen im Spektrum sehr empfindlich, so daß ungenaue
Meßergebnisse erzielt werden, denn schließlich werden diese Geräte von dem Prüfling
selbst bedient, der mangels Schulung nicht meßsicher ist.
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Ein weiterer Nachteil ist der, daß für die Prüfung nur sehr enge
Spektralbereiche verwendet werden können. Hierdurch leidet die Lichtausbeute. Deshalb
läuft eine derartige Farbprüfung darauf hinaus, daß das menschliche Auge auf seine
Farbempfindlichkeit unter Verhältnissen geprüft wird, -die beispielsweise Dämmerungsverhältnissen
entsprechen. Die praktische Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat gezeigt,
daß die Farbempfindlichkeit des menschlichen Auges in Abhängigkeit von der Helligkeit
wesentliche Unterschiede zeigen kann. Schließlich ist das vorbekannte Gerät aber
auch optisch recht aufwendig und empfindlich. So hat es sich gezeigt, daß sehr häufig
Dejustierungen auftreten, die das Meßergebnis verfälschen.
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Mit dem bekannten Gerät mischt der Prüfling die Farben Rot und Grün
zu der Farbe Gelb, welche mit einem Normal-Gelb verglichen wird, indem die Intensität
des Rotlichtanteils mit Hilfe einer Meßschraube geändert wird. Aus diesem Meßwert
wird rechnerisch der Grün-Anteil ermittelt und mit beiden Anteilen geht. man in
die Rayleigh-Gleichung-und ermittelt den. gesuchten. Anomalquotienten. Die Ermittlung
dieses Quotienten ist umständlich und zeitraubend und erfordert den Einsatz von
Rechenschiebern oder Rechenmaschinen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gerät anzugeben, mit dem auch ungeübte
Benutzer zu vergleichbaren und reproduzierbaren Meßwerten kommen, ohne daß es hierzu
langwieriger und umständlicher Rechnungen bedarf.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß bei einem
Gerät der genannten Art, bei dem zwei Ausgangsfarben, vorzugsweise Rot und Grün,
gemischt werden und mit einer Vergleichsfarbe, vorzugsweise Gelb, verglichen werden
und das zwei Farbfilter aufweist, welche Licht von einer oder mehreren Lichtquellen
in den Ausgangsfarben ausfiltern, sowie die Lichtintensität eines der Lichtbündel
in den Ausgangsfarben ändernde Bauelemente, wobei die Bauelemente mit einer die
Lichtintensitätsänderung der Farbe anzeigenden Vorrichtung verbunden sind, und optische
Mittel in den von den Farbfiltern durchgelassenenen-Lichtbündeln zur Überlagerung
dieser Bündel sowie ein weiteres Farbfilter, welches die Vergleichsfarbe erzeugt,
und gemeinsame Betrachtungsmittel für die Misch- und Vergleichsfarbe, die Bauelemente
so ausgebildet sind, daß sie die Lichtintensität des zweiten Lichtbündels gegenläufig
zu der des ersten ändern.
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Dieses Gerät erzeugt für den Farbvergleich zunächst grundsätzlich
mehr Licht als das vorbekannte Gerät, weshalb beim Farbvergleich von einer mittleren
Intensität der Vergleichsfarben in der Normaleinstellung ausgegangen werden kann,
so daß zum Mischen gleichzeitig die eine Farbe geschwächt wird und die andere Farbe
intensiviert wird.
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Hierdurch erhält man für die Intensitätsänderung beider Farben stets
denselben Wert, Wenn auch mit unterschiedlichen Vorzeichen, was die Rayleigh-Gleichung
für die Ermittlung des Anomalquotienten derart vereinfacht, daß eine Anzeigeskala
unmittelbar mit den Anomalquotientenwerten beziffert werden kann.
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Bei dem erfindungsgemäßen Gerät kann deshalb eine rechnerische Ermittlung
des Anomalquotienten entfallen.
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Das erfindungsgemäße Gerät zeigt darüber hinaus den weiteren Vorteil,
daß die Mischfarbe praktisch stets konstante Intensität zeigt. Dies erleichtert
den Farbvergleich und macht ihn aus physiologischen Gründen exakt reproduzierbar.
Beim vorbekannten Gerät wird hiergegen die Intensität der Vergleichsfarbe geändert,
weil die Intensität des Rot zur Abstimmung auf die Vergleichsfarbe allein geändert
wird.
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Das erfindungsgemäße Gerät gestattet es ferner, die Farbempfindlichkeit
des menschlichen Auges auch im Dämmerungszustand zu prüfen. Hierdurch werden in
weiterer Ausgestaltung der Erfindung die durch Überlagerung entstandene Mischfarbe
und Vergleichsfarbe in gleichem Maße in ihrer Intensität geschwächt. Für derartige
Manipulationen läßt das vorbekannte Gerät wegen der relativ geringen Lichtausbeute
keinen Raum.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das Gerät auch dazu
benutzt werden, die Farbempfindlichkeit des menschlichen Auges in der Dämmerung
für einzelne Farben zu ermitteln, indem eine der Mischfarben gelöscht wird und-die
andere in ihrer Intensität meßbar so weit verändert wird, daß sie . gerade noch
erkennbar ist oder erkennbar wird. Diese Möglichkeit gibt den Vorteil, daß man hier
objektive Aussagen darüber erhält, bei welcher Helligkeit der Prüfling die Farben
Rot und Grün überhaupt noch erkennt und nicht nur grau sieht, was verkehrstechnisch
von Bedeutung ist.
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Außerdem kämmt die Fehlsichtigkeit fast ausschließlich bei diesen
beiden Farben vor.
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Das erfindungsgemäße Gerät zeigt deshalb den weiteren Vorteil, daß
es sehr vielseitig verwendbar ist.
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Zur- Änderung der Intensität der Lichtbündel ist vorteilhaft jedem
Farbfilter ein das Licht linear oder elliptisch polarisierendes Filter (Polarisator)
zugeordnet, und es ist im überlagerten Lichtstrom ein relativ zu den genannten Polarisationsfiltern
drehbares weiteres Polarisationsfilter als Analysator vorgesehen.
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Zweckmäßig steht der Analysator fest und die Polarisatoren sind mit
den Farbfiltern gemeinsam drehbar. Hierfür hann - eine Kegelradübersetzung vorgesehen
sein, welche gleichzeitig eine Skala antreibt auf der die Drehung. ablesbar ist.
Das eine -Farbfilter wird hierbei in -p,osittver Richtung gedreht und das and'ere"'
in negativer Richtung, und umgekehrt.
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Man kann aber auch die Polarisatoren in derselben Richtung drehen,
wenn die Intensität der einen Ausgangsfarbe in der Ausgangsstellung des zugeordneten
Polarisators maximal ist, die der anderen Ausgangsfarbe jedoch minimal. Denn in
diesem Fall ist die Intensität der einen Ausgangsfarbe sin2 u und die der anderen
Ausgangsfarbe cos2 u, wenn u der Drehwinkel ist. Die überlagerte Intensität ist
deshalb stets gleich 1.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist dem Farbfilter zur Erzeugung
der Vergleichsfarbe ein dritter Polarisator zugeordnet, und dieser dritte Polarisator
sowie der Analysator im Mischfarbenbündel lassen Licht gleicher Schwingungsrichtung
durch. Deshalb kann diesem Polarisator und dem Analysator im Mischfärbenbündel ein
weiterer gemeinsamer zweiter Analysator nachgeschaltet werden, der bei seiner Drehung
sowohl die Intensität des Lichtes in den überlagerten Lichtbündeln als auch die
Intensität des Lichtes des Vergleichslichtbündels in gleichem Maße ändert. Hierdurch
kann die eingangs genannte Dämmerungseinstellung erzielt werden.
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Zum Ausschalten einer der Grundfarben kann für jede Farbe eine gesonderte
Lichtquelle vorgesehen sein, die gesondert eine und ausschaltbar ist. Beleuchtet
man beispielsweise nur das rote Farbfilter, dann bewirkt eine Drehung des zugeordneten
Polaristators, daß der Benutzer in einer ganz bestimmten Drehstellung die rote Farbe
nicht mehr erkennt.
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Dasselbe gilt für die grüne Farbe. Man kann also hier auf der ohnehin
vorgesehenen Skala gleichzeitig den sogenannten Schwellwert für die Erkennung einer
bestimmten Farbe ablesen.
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Bautechnisch hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dem dritten Polarisator
im Vergleichslichtbündel einen relativ zum dritten Polarisator drehbaren dritten
Analysator zuzuordnen.
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Diese Maßnahme erleichtert die Einjustierung des Gerätes, weil es
schließlich in hohem Maße darauf ankommt, daß das Licht des Vergleichslichtbündels
und das Licht der überlagerten Lichtbündel in gleicher Richtung schwingen und daß
die Misch- und Vergleichsfarbe gemäß der Erfindung dieselbe Helligkeit haben.
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Zur Erzielung einer Intensitätsänderung des Lichtes können an Stelle
der genannten Polansatoren und Analysatoren auch Graukeile oder Irisblenden vorgesehen
sein.
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Auch hat es sich als nützlich erwiesen, in jedem Strahlengang eine
Lichtquelle in ihrem Abstand von den zugeordneten Filtern einstellbar auszubilden.
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~ In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 einen Schnitt durch das Gerät, F i g. 2 einen Schnitt nach der
Linie II-II der Fig. 1.
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In einem Gehäuse 1 sind drei Lichtquellen 1, 2 und 3 vorgesehen.
Die Lichtquellen sind mit Hilfe dreier Schalter 4, 5 und 6 eine und ausschaltbar.
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Der Lichtquelle 1 sind ein Wärmeschutzfilter 7, ein Rotfilter 8 und
ein Polarisator 9 vorgelagert. Die Filter sind in einer Fassung 10 angeordnet und
mit ihrer Fassung in einem Rohrll um die optische Achse drehbar. Die Drehung wird
durch einen Stiftl2 ausgelöst, der mit einem Kegelradl3 verbunden ist und durch
eine Öffnung 14' des Rohres 11 greift. Mit dem Kegelrad 13 ist eine Skala 14 verbunden,
die das Rohr 11 umfaßt. Skala 14, Kegelrad 13 und damit der Filtersatz 7 bis 9 werden
von einem Antrieb 15, 16 bewegt. Der Antrieb 15 ist über eine Welle 17 mit einem
weiteren Antrieb 18 verbunden, so daß eine beidhändige Bedienungsmöglichkeit des
Gerätes gegeben ist.
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Der Lichtquelle 2 sind ein Wärmeschutzfilter 20, ein Grünfilter 21
und ein, Polarisator 22 vorgelagert.
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Diese Filter sind in einer Fassung 23 angeordnet. Die Fassung 23 ist
in einem mit dem Rohr 11 recht-
winklig verbundenen Rohr 24 um die optische Achse
drehbar. Die Fassung 23 trägt einen Stift 26, der mit einem Kegelrad 27 verbunden
ist. Der Stift 26 greift durch eine öffnung 28 des Rohres 24. Die Öffnung 28 und
die Öffnung 14' sind so lang, daß die Filtersätze jeweils eine Drehung um 909 durchführen
können.
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Hinter den Filtersätzen 7 bis 9 und 20 bis 22 ist ein teildurchlässiger
Spiegel 30 vorgesehen, der das von den Filtersätzen kommende Licht überlagert. Im
Rohr 11 sind ferner ein Analysator 31 und eine Mattscheibe 32 vorgesehen.
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Über ein rechtwinkliges Prisma 33, das zur Zeichnungsebene geneigt
ist, werden die Lichtstrahlen in einen Okularstutzen 34 gelenkt. Das Prisma 33 ist
deshalb geneigt, um einen Schrägeinblick zu gewährleisten.
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Der Lichtquelle3 sind ein Wärmeschutzfilter 40, ein gelbes Farbfilter
41 und ein Polarisationsfilter 42 vorgelagert. Die Filter sind in einer Fassung
43 angeordnet, welche mittels eines Stiftes 44, einer Hülse 45 und eines Drehknopfes
46 drehbar sind. In dem Rohr 11 befinden sich ferner ein Analysator 47 und eine
Mattscheibe 48.
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Der Analysator 31 und der Analysator 47 sind derart angeordnet, daß
sich in der Okularbildebene Licht gleicher Schwingungsrichtung überlagert. Durch
Drehen des Knopfes 46 kann die Helligkeit des -von der Lichtquelle 3 ausgehenden
Lichtes verändert werden. Diese Helligkeitsänderung ist auf einer Skala 50 ablesbar.
Im TeilS1. des Gehäuses ist eine Ableseöffnung 52 vorgesehen. Diese Helligkeitsänderung
dient Justierzwecken.
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Im Okularstutzen 34 ist, wie aus F i g. 2 zu erkennen ist, ein weiterer
Analysator 60 um die optische Achse drehbar angeordnet. Die Drehbewegung wird durch
einen Rändelring 61 ausgelöst, der mit einem Stift 62 in die Fassung 63 des Analysators
60 greift.
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Auf einer nicht dargestellten Skala kann die Größe dieser Drehung
abgelesen werden.
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Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist folgende: Dreht man an den
Einstellmitteln 15 und 18, dann werden die Filtersätze 7 bis 9 und 20 bis 22 durch
die Kegelräder 13 und 27 derart gedreht, daß durch den Analysator 32 die Intensität
des durchgelassenen Lichtes für die eine Farbe geschwächt wird, für die andere Farbe
jedoch vergrößert wird, und umgekehrt. Die durch den teildurchlässigen Spiegel 30
überlagerten Farbbündel werden in der Okularbildebene als gelbes Licht wahrgenommen,
das je nach Drehstellung der Filtersätze eine Verfärbung zum Roten oder Grünen hin
aufweist. Das rechtwinklige Prisma 33 legt das durch Mischung entstandene gelbe"
Farbbündel und das vom Farbfilter 41 als gelbes Licht durchgelassene Bündel in der
Okularbildebene nebeneinander. Der Benutzer hat jetzt die Triebe 15 und 18 so weit
zu drehen, bis ihm beide gelben Farben im gleichen Farbton erscheinen. Die hierzu
notwendige Drehung der Filtersätze wird auf der Skala 14 abgelesen und ist ein Maß
für die Grün-und Rot-Empfindlichkeit des Auges des Benutzers.
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Durch Drehen des Analysators 60 mit Hilfe des Rändelringes 61 werden
die Intensitäten sowohl der überlagerten Lichtbündel als auch des Vergleichslichtbündels
in gleichem Maße geschwächt. Nimmt man jetzt einen erneuten Farbvergleich vor, dann
zeigt es sich, ob das menschliche. Auge in der Dämmerung dieselbe Farbempfindlichkeit
hat wie bei voller Helligkeit.
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Dreht man den Analysator 60 derart, daß die volle Lichtintensität
hindurchgelassen wird und schaltet mit Hilfe der Knöpfe 4 und 5 nur eine der Lichtquellen
1 oder 2 ein, dann kann ein Benutzer durch Drehen der Triebe 15 und 18 den sogenannten
Schwellenwert festlegen. Dies ist der Wert, bei dem der Benutzer gerade noch in
der Okularbildebene die grüne oder rote Farbe wahrnimmt.
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Die Mattscheiben 32 und 48 sorgen dafür, daß in der Okularbildebene
nicht die Wendeln der Glühlampen abgebildet werden.