DE2408414A1

DE2408414A1 - DEVICE FOR TESTING STEREOSCOPIC VISION

Info

Publication number: DE2408414A1
Application number: DE19742408414
Authority: DE
Inventors: Josef Dr Reiner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-02-21
Filing date: 1974-02-21
Publication date: 1975-08-28
Also published as: DE2408414B2; GB1464790A

Description

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F¹ATEhJTANVVALf — DIPLOM -Ph) Y S IKER — LUTZ H.PRÜFER D-aOOO MÜNCHEN 81 — KLI N GSORSTR. 3/12 — TELEFON 916869F ¹ ATEhJTANVVALf - DIPLOMA -Ph) YS IKER - LUTZ H.PRÜFER D-aOOO MUNICH 81 - KLI N GSORSTR. 3/12 - TELEPHONE 916869

Dr. Josef Reiner, 5038 RodenkirchenDr. Josef Reiner, 5038 Rodenkirchen

Device for testing stereoscopic vision

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Prüfung des stereoskopischen Sehens.The invention relates to a device for testing the stereoscopic Seeing.

Es sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zur Prüfung des stereoskopischen Sehens bekannt. Eine solche bekannte Vorrichtung ist das Stereoskop. Hierbei handelt es sich um ein Gerät, mit dem sich durch Stereofotografie hergestellte bzw. gezeichnete Stereobildpaare betrachten lassen, wobei jedes Auge jeweils nur ein Einzelbild sehen kann. Dabei erhält jedes Auge für sich Netzhautbilder, welche im·Sehzentrum zu einem einheitlichen Bild vereinigt werden. Dabei entsteht ein räumlicher Eindruck beim Beobachter. Die Beobachtung durch das Stereoskop ist jedoch unphysiologisch, weil der Proband Punkte in verschiedenen Entfernungen zu sehen glaubt. Dadurch konvergiert das Augenpaar für verschiedene Punkte verschieden. Die Akkommodation dagegen bleibt konstant. Bei einer Untersuchung mit dem Stereoskop entsteht daher eine DiskrepanzVarious methods and devices for testing stereoscopic vision are known. Such a known device is the stereoscope. This is a device that allows stereophotography to be used. Let the drawn stereo image pairs be viewed, whereby each eye can only see one single image. Everyone receives Eye for oneself Retinal images which in the · visual center become one unified image. This creates a spatial impression for the observer. The observation through the However, stereoscope is non-physiological because the test person believes he is seeing points at different distances. This converges the pair of eyes different for different points. The accommodation, on the other hand, remains constant. During an investigation there is therefore a discrepancy with the stereoscope

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zwischen Akkommodation und Konvergenz. Je nach der scheinbaren Lage der Bildpunkte wird das Augenpaar verschieden konvergieren, muß jedoch, um scharf zu sehen, gleichmäßig akkommodieren. between accommodation and convergence. Depending on the apparent The pair of eyes will converge differently in the position of the image points, but must accommodate evenly in order to see clearly.

Die gleichen Nachteile zeigen sich auch bei Darstellung
stereoskopischer Effekte mittels Polarisation. Auch hierbei wird das Augenpaar zu verschiedenen Konvergenzeinstellungen bei gleicher Akkommodation gezwungen. Die mit Hilfe des
Vektorgraphenverfahrens hergestellten polarisierten stereoskopischen Bilder weisen dieselben Nachteile auf.The same disadvantages can also be seen in the representation
stereoscopic effects by means of polarization. Here, too, the pair of eyes is forced to different convergence settings with the same accommodation. The with the help of the
Polarized stereoscopic images produced by vector graphing have the same disadvantages.

Beim gesunden Augenpaar kann die Verwendung des Stereoskops bedenkenlos erfolgen. Wird dieses Instrument jedoch zur Prüfung des binokularen Sehens bei augenkranken Patienten oder bei solchen Personen verwendet, die nur über ein labiles
binokulares Sehen verfügen, so entstehen Schwierigkeiten
durch die Diskrepanz zwischen Akkommodation und Konvergenz; vielfach können solche Personen keine einheitlichen Bilder zustandebringen.The stereoscope can be used without hesitation in a healthy pair of eyes. However, this instrument is used to test binocular vision in patients with eye disorders or in those who only have an unstable
binocular vision, difficulties arise
by the discrepancy between accommodation and convergence; in many cases such persons cannot produce uniform images.

Diese Schwierigkeiten werden beim sogenannten Dreistäbchen-Apparat vermieden, wobei in einer bestimmten Entfernung vor dem Probanden drei Stäbchen in einer Bühne in verschiedenen Entfernungen dargeboten werden. Der Proband muß angeben, welches der drei Stäbchen weiter hinten oder weiter vorne gegenüber dem mittleren Stäbchen liegt. Hierbei muß das Augenpaar, je nach Entfernung der Stäbchen entsprechend akkommodieren und konvergieren. Sind die Stächen weiter weg, so wird weniger konvergiert aber auch weniger akkommodiert. Befindet sich
das Stäbchen näher zum Augenpaar, so muß mehr akkommodiert, aber auch mehr konvergiert werden.These difficulties are avoided with the so-called three-rod apparatus, with three rods being presented in a stage at different distances at a certain distance in front of the test person. The test person must indicate which of the three sticks is further back or further in front of the middle stick. The pair of eyes must accommodate and converge accordingly, depending on the distance between the rods. If the branches are further away, there is less convergence but also less accommodation. Is located
the rod closer to the pair of eyes, so it has to be more accommodated, but also more converged.

Der Dreistäbchen-Apparat hat jedoch einen großen Nachteil.
Das stereoskopische Sehen kann aus technischen Gründen nurThe three-rod apparatus, however, has one major drawback.
For technical reasons, stereoscopic vision can only

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in kurzer Entfernung geprüft werden. Für mittlere und grössere Abstände (2 bis 5m) sind entsprechend große Räume erforderlich, was sich in der Praxis nicht ohne weiteres realisieren läßt.be checked at a short distance. For medium and large distances (2 to 5m), correspondingly large rooms are required. which cannot be easily realized in practice.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Gerät zur Prüfung des stereoskopischen Sehens zu schaffen, mit welchem dieselben Vorteile wie bei einer Untersuchung mit dem Dreistäbchen-Apparat erreicht werden, bei dem jedoch zur Untersuchung ein kleiner Raum ausreicht.It is therefore an object of the invention to provide a device for testing stereoscopic vision with which the same Advantages as in an examination with the three-rod apparatus can be achieved, but in which an examination small space is sufficient.

Diese Aufgabe wird durch ein Gerät zur Prüfung des stereoskopischen Sehens gelöst, welches gekennzeichnet ist durch ein erstes und ein einen Abstand zu diesem aufweisendes zweites Testobjekt sowie ein die Testobjekte abbildendes optisches Element.This task is performed by a device for testing the stereoscopic Vision solved, which is characterized by a first and a second having a distance from this Test object and an optical element depicting the test objects.

In einer speziellen Ausführungsform wird das optische Element durch einen Hohlspiegel realisiert, und die Testobjekte sind auf der konkaven Seite zwischen dem Hohlspiegel und dessen Brennpunkt angeordnet. Der Proband betrachtet die Bilder dann von der konkaven Seite her.In a special embodiment, the optical element realized by a concave mirror, and the test objects are on the concave side between the concave mirror and its Arranged focal point. The test person then looks at the images from the concave side.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Hohlspiegel teildurchlässig. In a further development of the invention, the concave mirror is partially transparent.

In einer besonderen'Ausführungsform werden die Testobjekte in den axialen Strahlengang des Hohlspiegels durch einen halbdurchlässigen Spiegel, welcher zwischen den Testmarken und dem Hohlspiegel angeordnet ist, in den axialen Strahlen eingespiegelt .In a special embodiment, the test objects into the axial beam path of the concave mirror through a semitransparent mirror, which is between the test marks and the concave mirror is arranged, reflected in the axial rays.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhandFurther features and usefulnesses of the invention emerge from the description of exemplary embodiments

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der Figuren. Von den Figuren zeigen:of the figures. From the figures show:

Fig. 1 den Strahlengang einer Ausführungsform der Erfindung; 1 shows the beam path of an embodiment of the invention;

Fig. 2 den Strahlengang einer abgewandelten Ausführungsform ; 2 shows the beam path of a modified embodiment;

Fig. 3 eine Seitenansicht der Vorrichtung in teilweise geschnittener Darstellung; und3 shows a side view of the device in a partially sectioned illustration; and

Fig. 4 eine Seitenansicht in Richtung des in Figur 3 gezeigten Pfeiles A.Fig. 4 is a side view in the direction of the arrow A shown in Figure 3.

Bei der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform der Vorrichtung sind Testobjekte 1, 2 zwischen einem halbdurchlässigen Spiegel 3 und dessen Brennpunkt angeordnet. Der Spiegel erzeugt hinter dem Spiegel liegende aufrechte und vergrößerte Abbildungen 1', 2' von den Testobjekten. Der Beobachter 7 betrachtet diese Abbildungen. Die Testobjekte befinden sich zunächst in verschiedenen Abständen vor dem Hohlspiegel. Damit liegen auch die Spiegelbilder in verschiedenen Abständen. Der Beobachter 7 kann bei Vorhandensein eines ausreichenden räumlichen Sehvermögens feststellen, daß die Spiegelbilder 1^!, 2' in verschiedenen Entfernungen liegen. Ist überhaupt kein räumliches Sehen vorhanden , so wird der Beobachter 7 keine Aussage darüber machen können, welches der Spiegelbilder 1', 2' näher oder weiter entfernt als das andere liegt.In the embodiment of the device shown in FIG. 1, test objects 1, 2 are arranged between a semitransparent mirror 3 and its focal point. The mirror produces upright and enlarged images 1 ', 2' of the test objects lying behind the mirror. The observer 7 looks at these images. The test objects are initially at different distances in front of the concave mirror. This means that the mirror images are also at different distances. If there is sufficient spatial vision, the observer 7 can determine that the mirror images 1 ^! , 2 'are at different distances. If there is no spatial vision at all, then the observer 7 will not be able to make any statement as to which of the mirror images 1 ', 2' is closer or further away than the other.

Zur Prüfung des stereoskopischen Sehens werden die beiden Testobjekte 1, 2 einander angenähert. Je besser das stereoskopische Sehen ist, um so kleiner kann der Abstand der Testobjekte bzw. deren Spiegelbilder sein, bei dem der Beobachter gerade noch die unterschiedliche Tiefenlage erkennt. Beim Erreichen einer bestimmten, jedoch individuell verschiedenen Grenze vermag der Beobachter die unterschiedliche Tiefenlage des Testobjektes dann nicht mehr zu erkennen. Der AbstandTo test stereoscopic vision, the two test objects 1, 2 are brought closer to one another. The better the stereoscopic The smaller the distance between the test objects or their mirror images can be, at which the observer can see just recognizes the different depths. When reaching a certain, but individually different The observer is then no longer able to recognize the different depths of the test object. The distance

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der Testobjekte bzw. deren Spiegelbilder ist ein quantitives Maß für die Qualität des stereoskopischen Sehens.of the test objects or their mirror images is a quantitative measure of the quality of stereoscopic vision.

Je nach der Lage der Testobjekte 1, 2 in Bezug auf den Hohlspiegel 3 entstehen die Spiegelbilder kurz hinter dem Hohlspiegel 3 oder in einer größeren Entfernung. Dabei können Entfernungen bis zu unendlich erreicht werden, indem die Testobjekte nahe zum Brennpunkt des Hohlspiegels geführt werden.Depending on the position of the test objects 1, 2 in relation to the concave mirror 3, the mirror images are created just behind the concave mirror 3 or at a greater distance. Here you can Distances up to infinity can be achieved by moving the test objects close to the focal point of the concave mirror.

Bei Verwendung eines teildurchlässigen Hohlspiegels 3 vermag der Beobachter durch den Spiegel hindurch die übrigen im Raum befindlichen Objekte zu sehen. Dadurch erfolgt .die Prüfung unter BediigHigen des freien Sehens im Raum, was für die Prüfung des binokularen Sehens von besonderer Bedeutung ist, weil das den natürlichen Bedingungen entspricht.When using a partially transparent concave mirror 3, the observer can see the rest of the mirror through the mirror Objects located in the space. As a result, the examination takes place with the requirement of free vision in space, which is for the Examination of binocular vision is of particular importance because it corresponds to natural conditions.

In Figur 2 ist der Strahlengang einer weiteren Ausführungsform gezeigt. Bei dieser ist zwischen Testobjekten 1, 2 und Hohlspiegel 3 ein halbdurchlässiger Spiegel 4 so zur optischen Achse des Hohlspiegels 3 geneigt angeordnet, daß er die Testobjekte 1, 2 in den Beobachterstrahlengang einspiegelt. Diese Ausführungsform der Vorrichtung hat den Vorteil, daß die Testobjekte selbst vom Beobachter 7 nicht gesehen werden können.The beam path of a further embodiment is shown in FIG. This is between test objects 1, 2 and concave mirror 3, a semitransparent mirror 4 arranged inclined to the optical axis of the concave mirror 3 that he reflects the test objects 1, 2 into the observer beam path. This embodiment of the device has the advantage that the test objects themselves are not seen by the observer 7 can be.

Die Testobjekte 1, 2 können wie auch bei der ersten Ausführungsform gegeneinander verschoben werden, so daß sich dadurch der Abstand und der Ort der Bilder 1' , 2' verändert.As in the first embodiment, the test objects 1, 2 can be displaced relative to one another, so that the Distance and location of the images 1 ', 2' changed.

Bei der in den Figuren 3 und 4 gezeigten Ausführungsform sind der Hohlspiegel 3 und der halbdurchlässige Planspiegel 4 in einem Gehäuse 5 angebracht. Das Gehäuse weist an dem der konkaven Fläche des Hohlspiegels 3 gegenüberliegenden Ende eine Öffnung auf, durch die der Beobachter 7 die Abbildungen der Testobjekte betrachten kann. In gleicher Weise ist dasIn the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the concave mirror 3 and the semitransparent plane mirror 4 are mounted in a housing 5. The housing has at the end opposite the concave surface of the concave mirror 3 an opening through which the observer 7 can view the images of the test objects. In the same way it is

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Gehäuse auf der entgegengesetzten Seite geöffnet, so daß der Beobachter durch den halbdurchlässigen Hohlspiegel hindurch auch die sonstigen Gegenstände des Raumes beobachten kann.Housing opened on the opposite side, so that the observer can pass through the semitransparent concave mirror can also observe the other objects in the room.

Das Gehäuse weist einen Fuß 6 mit einer Fußplatte auf. In der gezeigten Ausführungsform sind die Testobjekte an dem Fuß verschiebbar angeordnet. An dem Fuß ist eine Skala 8 angebracht, die so geeicht ist, daß sich aus dem Abstand der Testobjekte 1, 2 bestimmte Angaben über das gemessene stereoskopische Sehen entnehmen lassen.The housing has a foot 6 with a foot plate. In the embodiment shown, the test objects are on the foot arranged displaceably. A scale 8 is attached to the foot, which is calibrated so that the distance from the Test objects 1, 2 certain information about the measured stereoscopic Let see.

Anstelle des halbdurchlässigen Hohlspiegels 1 könnte auch eine konvexe Linse verwendet werden. Dabei müßten die Testobjekte in einem Abstand vor der Linse angeordnet sein, der größer als die Brennweite ist. Mit eiie* solchen Vorrichtung läßt sich allerdings der Vorteil des Sehens im freien Raum gemäß dem obigen Ausführungsbeispiel nicht erreichen.Instead of the semitransparent concave mirror 1, a convex lens could also be used. The test objects would have to be arranged at a distance in front of the lens which is greater than the focal length. With such a device however, the advantage of seeing in free space according to the above embodiment cannot be obtained.

Werden als Testobjekte 1, 2 durch Polarisation getrennte oder im Anaglyphenverfahren hergestellte Zeichen verwendet, so kann die Vorrichtung gleichzeitig zur Messung der Heterophorie verwendet werden. In diesem Fall kann eine entsprechend geeichte Skala vorgesehen sein, die aus der Stellung der Testobjekte 1, 2 das Ausmaß der Heterophorie erkennen läßt.Are as test objects 1, 2 separated by polarization or If characters produced using the anaglyph method are used, the device can be used at the same time to measure the heterophoria will. In this case, a correspondingly calibrated scale can be provided that is derived from the position of the test objects 1, 2 shows the extent of the heterophoria.

Werden als Testobjekte 1, 2 Optotypen verwendet, dann kann dieses Gerät gleichzeitig zur Prüfung der Sehschärfe verwendet werden.If 1, 2 optotypes are used as test objects, then this device can be used at the same time to test visual acuity will.

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Claims

Patent claims

1. Device for testing stereoscopic vision, characterized by a first (1) and a distance to this having second test object (2) and an optical element (3) which depicts the test objects (1, 2).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the optical element is a concave mirror (3) and that the test objects (1, 2) are arranged on its concave side between the concave mirror (3) and its focal point.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the Concave mirror (3) is partially transparent.

4. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the test objects (1, 2) are mutually displaceable.

5. Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that that the test objects (1, 2) in the axial beam path of the concave mirror (3) mirroring semi-permeable Mirror between test marks (1, 2) and concave mirror. (3) is arranged;

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the Mirror (4) is a plane mirror which is inclined at 45 ° to the optical axis of the concave mirror (3).

7 · Device according to one of claims 2 to 6, characterized through a housing (5) to accommodate the mirrors (3, 4) with an opening on the concave side of the concave mirror (3) facing side.

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8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the housing (5) on the convex side of the mirror (3) facing Side has an opening.

9. Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that the test objects (1, 2) on the foot (6) of the housing (5) are displaceable are appropriate.

10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that that used as test objects (1, 2) separated by polarization or manufactured according to the anaglyph method will.

11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that that optotypes are used as test objects (1, 2).

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