DE2408414C3

DE2408414C3 - Device for testing stereoscopic vision

Info

Publication number: DE2408414C3
Application number: DE19742408414
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Reiner, Josef, Dr, 5038 Roden kirchen
Filing date: 1974-02-21
Publication date: 1977-10-06

Description

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Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Prüfung des stereoskopischen Sehens mit einem ersten und einem zu diesem einen Abstand aufweisenden zweiten Testobjekt und einem die Testobjekte abbildenden optischen Element.The invention relates to a device for testing stereoscopic vision with a first and a to this second test object having a spacing and an optical one which images the test objects Element.

Ein derartiges Gerät ist beispielsweise aus der GB-PS 82 874 bekannt. Bei dem darin gezeigten Gerät zur Prüfung des räumlichen Sehens handelt es sich ähnlich wie bei den bekannten Dreistäbchen-Apparaten um ein solches Gerät, bei dem nicht im »freien Raum« geprüft wird. Der Beobachter schaut lediglich auf mehrere über einen Planspiegel abgebildete Testobjekte. Der Ein druck, der durch das In-das-Gerät-schauen entsteht, soll dadurch vermieden werden, daß in großer Entfernung vom Beobachter kleine Autos aufgestellt werden, die zur Prüfung des Raumsehens mit Schnurläufen hin- und herbewegt werden. Der Eindruck des Sehens im freien Raum wird allerdings nicht erreicht. Darüber hinaus ist bei einem solchen Gerät ein Prüfraum mit großen Abmessungen erforderlich. Such a device is known from GB-PS 82 874 , for example. The device shown therein for testing spatial vision is similar to the known three-rod devices, such a device that is not tested in "free space". The observer only looks at several test objects imaged via a plane mirror. The pressure created by looking into the device should be avoided by placing small cars at a great distance from the observer and moving them back and forth with strings to test spatial vision. However, the impression of seeing in free space is not achieved. In addition, such a device requires a large-sized test room.

Eine andere bekannte Vorrichtung ist das Stereoskop. Hierbei handelt es sich um ein Gerät, mit dem sich durch Stereofotografie hergestellte bzw. gezeichnete Siercobildpaare betrachten lassen, wobei jedes Auge jeweils nur ein Einzelbild sehen kann. Dabei erhält jedes Auge für sich Netzhautbilder, welche im Sehzentruni zu einem einheitlichen Bild vereinigt werden. Dabei entsieht ein räumlicher F.indruck 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 Diskrepanz zwischen Akkomodation und Konvergenz. Je nach der scheinbaren Lage der Bildpunkte wird das Augenpaar verschieden konvergieren, muß jedoch, um scharf zu sehen, gleichmäßig akkommodicren. Another known device is the stereoscope. This is a device with which pairs of Sierco images produced or drawn by stereo photography can be viewed, with each eye only being able to see one single image. Each eye receives retinal images for itself, which are combined in the visual center to form a uniform image. A spatial impression emerges from the observer. Observation through the stereoscope is, however, non-physiological because the test person believes he is seeing points at different distances. As a result, the pair of eyes converges differently for different points. The accommodation, on the other hand, remains constant. When examining with the stereoscope, there is therefore a discrepancy between accommodation and convergence. Depending on the apparent position of the image points, the pair of eyes will converge differently, but must be evenly accommodative in order to see clearly.

Die gleichen Nachteile zeigen sich auch hei Darstellung stereoskopischer Effekte mittels Polarisation. Auch hierbei wird das Augenpaar zu verschiedenen Konvergenzeinstellungen bei gleicher Akkommodation gezwungen. Die mit Hilfe des Vektorgraphenverfahrens hergestellte polarisierten stereoskopischen Bilder weisen dieselben Nachteile auf.The same disadvantages can also be seen in the representation of stereoscopic effects by means of polarization. Here, too, the pair of eyes becomes different convergence attitudes with the same accommodation forced. The polarized stereoscopic images produced with the help of the vector graph method show 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 Akkomodation und Konvergenz; vielfach können solche Personen keine einheitlichen Bilder zustandebringen.The stereoscope can be used without hesitation in a healthy pair of eyes. Will this instrument however, for testing binocular vision in patients with eye disorders or in such persons who only have unstable binocular vision, difficulties arise from the Discrepancy between accommodation and convergence; in many cases such persons cannot find a uniform Create pictures.

Diese Schwierigkeiten werden beim sogenannten Dreistäbchen-Apparat vermieden, der von seiner Funktionsweise her mit der aus der oben diskutierten GB-PS 9 82 874 bekannten Vorrichtung zu vergleichen ist. Auch bei diesem Gerät kann nur in kurzer Entfernung geprüft werden. Für mittlere und größere Abstände sind entsprechend große Räume erforderlich, was sich in der Praxis nicht ohne weiteres realisieren läßt.These difficulties are avoided with the so-called three-rod apparatus, which is used by his To compare the mode of operation with the device known from GB-PS 9 82 874 discussed above is. This device, too, can only be tested at a short distance. For medium and large Correspondingly large spaces are required, which is not easily achieved in practice leaves.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Gerät der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem das Testobjekt so gesehen wird, daß die Prüfung unter den Bedingungen des freien räumlichen Sehens erfolgt, bei dem jedoch zur Untersuchung ein kleiner Raum ausreicht. Dadurch wird erreicht, daß sich durch den unnatürlichen Eindruck eines Meßgerätes einstellende Verfälschungen ausgeschaltet werden.It is therefore the object of the invention to provide a device of the type described above, in which the Test object is seen in such a way that the test is carried out under the conditions of free spatial vision However, a small room is sufficient for the investigation. This ensures that through the falsifications that set the unnatural impression of a measuring device are eliminated.

Diese Aufgabe wird durch ein Gerät der eingangs beschriebenen Art gelöst, das gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, ist, daß das optische Element ein Hohlspiegel ist und daß die Testobjekte auf dessen konkaver Seite zwischen dem Hohlspiegel und dessen Brennpunkt angeordnet sind.This object is achieved by a device of the type described in the introduction, which according to the invention characterized in that the optical element is a concave mirror and that the test objects on it concave side are arranged between the concave mirror and its focal point.

!m weiteren wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Von den Figuren zeigenThe invention is further explained in more detail with reference to the drawing. From the figures show

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

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

F i g. 3 eine Seitenansicht der Vorrichtung in teilweise geschnittener Darstellung; und F i g. 3 shows a side view of the device in a partially sectioned illustration; and

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

Bei der in F i g. 1 gezeigten Ausführungsform der Vorrichtung sind Testobjekte 1, 2 zwischen einem halbdurchlässigen Spiegel 3 und dessen BrennpunktIn the case of the in FIG. 1 embodiment of the device shown are test objects 1, 2 between a semitransparent mirror 3 and its focal point

angeordnet. Der Spiegel erzeugt hinter dem Spiegel liegende aufrechte und vergrößerte Abbildungen !', 2' von den Testobjekten.arranged. The mirror creates behind the mirror Lying upright and enlarged images! ', 2' of the test objects.

Der Beobachten 7 betrachtet diese Abbildungen. Die Testobjekte befinden sich zunächst in verschiedenen s Abstanden 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 Γ, 2' in verschiedenen Entfernungen liegen. 1st überhaupt kein räumliches Sehen vorhanden, so wird der Beobachter 7 keine Aussage darüber machen können, welches der Spiegelbilder I', 2' näher oder weiter entfernt als das andere liegt.The observer 7 looks at these images. The test objects are initially located in different s Clearances in front of the concave mirror. This means that the mirror images are also at different distances. The Observer If sufficient spatial vision is available, 7 can determine that the mirror images Γ, 2 'are at different distances. If there is no spatial vision at all, then becomes the observer 7 cannot make any statement about which of the mirror images I ', 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 Abstand der Testobjekte bzw. deren Spiegelbilder ist ein quantitives Maß für die Qualität des stereoskopisehen Sehens.To test stereoscopic vision, the two test objects 1, 2 approached each other. The better the stereoscopic vision is, the smaller the distance between the test objects or their mirror images can be, in which the observer just barely recognizes the different depths. When reaching a certain However, the observer is able to observe the different depths of the individually different border The test object can then no longer be recognized. The distance between 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 ''niegelbilder kurz hinter dem Hohlspiegel 3 oder in einer größeren Entfernung. Dabei können Entfernungen bis zu imc· '' -h 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 '' nicks appear just behind the concave mirror 3 or at a greater distance. Distances of up to imc · '' -h can be reached 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 Bedingungen 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 is able to pass through the mirror to see the rest of the objects in the room. This means that the test is carried out under the conditions of the Free vision in space, which is of particular importance for testing binocular vision because that corresponds to the natural conditions.

In Fig. 2 ist der Strahlengang einer weiteren Ausftihrungsform gezeigt. Bi.i dieser ist zwischen Testobjekten 1, 2 und Hohlspiegel 3 ein halbdurchlässiger Spiegel 4 so zur optischen Achse des Hohlspiegels i geneigt angeordnet, daß er die Testobjekte 1, 2 in den Beobachtungsstrahlengang (iinspiegelt. Diese Ausfüh rungsform der Vorrichtung hai den Vorteil, daß die Testobjekte selbst vom Beobachter 7 nicht gesehen werden können.In Fig. 2 the beam path of a further embodiment is shown. Bi.i this a semitransparent mirror 4 is arranged between test objects 1, 2 and concave mirror 3 so inclined to the optical axis of the concave mirror i that it mirrors the test objects 1, 2 in the observation beam path (. This embodiment of the device has the advantage that the test objects themselves cannot be seen by the observer 7.

Die Testobjekte I, 2 können wie auch bei der ersten Ausführungsform gegeneinander verschoben werden, so daß sich dadurch der Abstand und der Ort der Bilder l',2' verändert.The test objects I, 2 can be shifted against each other as in the first embodiment, so that the distance and the location of the pictures l ', 2' changed.

Bei der in den F i g. 3 und 4 gezeigten Ausführungsform sind der I lohlspiegel 3 und der halbdurchlässige Planspiegel 4 in einem Gehäuse 5 angebracht. Das Gehäuse weist an dem der konkaven Flüche des Hohlspiegels 3 gegenüberliegenden Ende eine öffnung auf, durch die der Beobachter 7 die Abbildungen der Testobjekte betrachten kann. In gleicher Weise ist das Gehäuse auf der entgegengesetzten Seite geöffnet, so daß der Beobachter durch den halbdurchlässigen Hohlspiegel hindurch auch die sonstigen Gegenstände des Raumes beobachten kann.In the case of the FIGS. In the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the hollow mirror 3 and the semitransparent plane mirror 4 are mounted in a housing 5. At the end opposite the concave surface of the concave mirror 3, the housing has an opening through which the observer 7 can view the images of the test objects. In the same way, the housing is open on the opposite side so that the observer can also observe the other objects in the room through the semitransparent concave mirror.

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 arranged displaceably on the foot. A scale 8 is attached to the foot, which is calibrated so that that from the distance of the test objects 1, 2 certain information about the measured stereoscopic Let see.

Werden als Testobjektive 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 produced as test objectives 1, 2 separated by polarization or using the anaglyph method If characters are used, the device can be used at the same time to measure the heterophoria. In this case, a correspondingly calibrated scale can be provided, which 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 to test the Visual acuity can be used.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for testing stereoscopic vision with a first and a to this one The second test object having a spacing and an optical one which images the test objects Element, characterized in that the optical element is a concave mirror (3) and that the test objects (1, 2) on its concave side ro are arranged between the concave mirror (3) and its focal point.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the concave mirror (3) is partially transparent.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the test objects (1,2) against each other are movable.

4. Device according to one of claims 2 or 3, characterized in that em the test objects (1,

2) in the axial beam path of the concave mirror (3) mirroring semitransparent mirror between see the test objects (1,2) and the concave mirror (3) is arranged.

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

6. Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that a housing (5) for Recording of the mirror (3, 4) on the side facing the convex side of the mirror (3) Has opening.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the test objects (1, 2) at the foot (6) of the Housing (5) are slidably mounted.

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the test objects (1, 2) objects separated by polarization or made by the anaglyph method are used will.

9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that ais test objects (1, 2) Optotypes are used.