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Vorrichtung zur optischen Vergrößerung,
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insbesondere Leseeinrichtung für Schwachsichtige Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zur optischen Vergrößerung, insbesondere Leseeinrichtung für Schwachsichtige,
die auf das zu beobachtende Objekt gesetzt werden kann und ein großes binokulares
Gesichtsfeld ohne nennenswerte Aberration bis zu dessen Grenzen gewährleistet, ohne
daß der Beobachter gezwungen wäre, ein zu lesendes Dokument od.dergl. senkrecht
zu seiner optischen Achse anzuordnen.
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Es gehört zur Aufgabe vorliegender Erfindung, es Schwachsichtigen
zu ermöglichen, die Vergrößerung der betrachteten Objekte ganz erheblich zu steigern
und somit vor allem die Lektüre erheblich zu vereinfachen.
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Bekannte Vorrichtungen dieser Art bestehen im allgemeinen aus einer
einzelnen Linse oder aus einer Mehrzahl miteinander verbundener Linsen die eine
einstückige Linse bilden oder auch durch eine Verbindung von konvexen, voneinander
getrennten Linsen die gemeinsam eine konvergente Lupe bilden, die der Benutzer in
einer geeigneten Entfernung vom
Beobachtungsobjekt in der Hand halten
muß, wobei er gleichzeitig außerdem sein Auge in einen geeigneten Abstand von diesem
Instrument bringen muß, um die maximale Vergrößerung ohne Aberration zu erhalten.
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Eine derartige Vorrichtung besitzt den Nachteil, daß es ihr völlig
an Präzision insofern fehlt, als kein Anhaltspunkt dafür vorhanden ist, wie man
zu wiederholten Malen die erforderlichen Abstände einhalten kann. Die Genauigkeit
wird zudem noch dadurch vermindert, daß Personen fortgeschrittenen Alters, die am
häufigsten die Benutzer derartiger Vorrichtungen sind, wie sie von einfachen, tragbaren
Lupen gebildet werden, durch ausgedehnte Benutzung derselben in gewissem Umfang
ermüden. Bei weiteren bekannten Vorrichtungen ist das konvergente Element, wie auch
immer seine Zusammensetzung sei, in einem im wesentlichen transparentem Support
angeordnet, der es erlaubt, die derart gebildete konvergente Lupe oberhalb des zu
betrachtenden Objekts anzuordnen, und zwar in einem geeigneten Abstand von demselben,
wobei dieser Abstand durch die Höhe dieses Supports verkörpert wird. Eine derartige
Vorrichtung hat wiederum den Nachteil, daß sie ausschließlich aus sphärischen Linsen,
oder manchmal parabolischen Linsen, aufgebaut ist, deren Form im wesentlichen eine
Drehform ist; dies wirkt sich ungünstig auf die hauptsächlichste Anwendungsform
aus, nämlich das Lesen. Tatsächlich erfordert das Lesen eine Sicht in hauptsächlich
horizontaler Richtung, für welche der größte Feldwinkel erforderlich ist. Daraus
folgt, daß zur Gewährleistung eines ausreichenden Lese feldes die rotationssymmetrischen
Vorrichtungen mit einem sehr großen Durchmesser versehen sind, was diese Vorrichtungen
schwer macht.
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Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Vorrichtungen besteht darin,
daß die Linsen, aus denen sie sich zusammensetzen, ob diese nun miteinander verbunden
oder voneinander getrennt seien, ihre Achsen in gleicher Ausrichtung angeordnet
haben, und zwar ortogonal zur Ebene des zu betrachtenden Drucks, auf dem das Instrument
angeordnet
ist; daraus folgt, daß der Betrachter bzw. Beobachter,
der sein Auge in die Verlängerung dieser optischen Achse bringen muß, sich veranlaßt
sieht, sich in eine sehr unbequeme Stellung zu bringen, um dafür zu sorgen, daß
die optische Achse seines Auges in einer Richtung senkrecht zur Ebene der Lektüre
angeordnet ist, was insbesondere dann gilt, wenn diese Ebene horizontal ist.
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Weitere Vorrichtungen bestehen aus einer einzigen zylindrischen oder
bizylindrischen Linse, die sich unmittelbar auf den Druck in der bevorzugten Leserichtung
anordnen läßt. Diese Vorrichtung erbringt jedoch nur eine geringe Vergrößerung und
ist deshalb nur für solche Benutzer geeignet, die lediglich gering schwachsichtig
sind.
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Diese Nachteile werden mit der Vorrichtung nach der Erfindung vermieden,
deren Merkmale sich aus dem Hauptanspruch ergeben Bei der Vorrichtung nach der Erfindung
bedeckt tatsächlich, ohne nennenswerte Aberration, das Feld eine rechteckige Fläche
des zu betrachtenden Objekts entsprechend einer Mehrzahl von vollständigen Linien
bzw. Zeilen einer Lektüre, beispielsweise eines Journals, wobei die Oberfläche des
Okulars ausreicht, um eine binokulare Betrachtung zu ermöglichen. Darüber hinaus
ist, was sehr wesentlich ist, die optische Achse des Systems, längs welcher der
Betrachter seinen Blick zu richten hat, derart angeordnet, daß der Betrachter sich
ganz natürlich in eine bequeme Lesestellung setzen kann, auch wenn das zu betrachtende
Objekt horizontal, beispielsweise auf einem Tisch, angeordnet ist. Es handelt sich
dabei um die am wenigsten ermüdende Haltung, nachdem der Benutzer nicht ständig
das Gewicht der Vorrichtung tragen muß, die sich auf dem zu betrachtenden Objekt
abstützt.
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Zu dem Zweck besitzt die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Element,
daß es der optischen Achse der Vorrichtung erlaubt, sich in die Richtung des Auges
des Betrachters zu beugen, der sich in einer normalen Lesehaltung befindet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist dieses Element
ein Prisma bzw. eine prismatische Platte, die zwischen dem einheitlichen, konvergenten
optischen System und dem zu betrachtenden Objekt angeordnet ist, wobei dieses Prisma
und das angeführte System sich fest an dem gleichen Support befinden, der sich auf
dem horizontal angeordneten Objekt abstützt und die Bereitstellung und bequeme Orientierung
der optischen Achse gewährleistet.
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Entsprechend einer weiteren Ausführungsform, die eine Folge von konvergenten
optischen Systemen vom Typ eines Mikroskops aufweist, ist ein Prisma zwischen die
beiden konvergenten optischen Systeme geschaltet, wobei das Prisma und diese optischen
Systeme sich ebenfalls fest an den gleichen Support befinden, und zwar zu dem selben
Zweck wie vorbeschrieben.
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Bei einer weiteren Ausführungsform schließlich, bei welcher ebenfalls
eine Folge von zumindest zwei konvergenten, optischen Systemen vorgesehen ist, wird
die Neigung der optischen Achse, solange diese nicht einen zu großen Winkel annimmt,
durch die Neigung mindestens eines der optischen Systeme erreicht, beispielsweise
des Okulars, und zwar bezüglich der Achse des einfallenden Strahlenbündels, wobei
diese Neigung in der Richtung des Auges des Betrachters orientiert ist.
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Bei jeder der beiden letztgenannten Ausführungsformen wird das rechteckige
Feld durch die Verwendung eines zylindrischen Objektivs erhalten, dessen Länge der
Länge des zu betrachtenden Objekts gleich ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Objektiv ein Drehkörper.
Es ist jedoch in einer rechteckigen Form geschnitten, und zwar entsprechend dem
Schnitt des Okulars, derart, daß es nur einen minimalen Raum in der Vertikalrichtung
entsprechend der kleinsten Abmessung des Feldes einnimmt.
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Schließlich ist der Support mit einer Einstelleinrichtung für den
Abstand zwischen Objektiv und Objekt versehen, um ein Minimum an Aberration zu gewährleisten.
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Die Erfindung und ihre vorteilhaften Ausführungsbeispiele sind im
folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher
erläutert.
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Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Seitenansicht im Schnitt einer
ersten Ausführungsform mit einer prismatischen Platte und einem Okular; Fig. 2 eine
der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer weiteren Ausführungsform mit konvergenten
Linsen, die gegenüber der Achse des einfallenden Strahlenbündels geneigt sind; Fig.
3 eine den vorhergehenden Figuren entsprechende Ansicht einer dritten Ausführungsform
mit einem zwischen das Objektiv und Okular eingeschalteten Prisma, wobei das Okular
die Form einer zylindrischen Linse aufweist; Fig. 4 eine den vorhergehenden Figuren
entsprechende Schnittansicht durch eine vierte Ausführungsform mit einer Drehlinse
sowohl für das Objektiv als auch für das Okular; Fig. 5 eine seitliche Schnittansicht
eines Vergrößerungssystems nach dem Stand der Technik; Fig. 6 eine schematische
Seitenansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung mit einem Support bzw. einem
Gestell; Fig. 7 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung nach der Erfindung in Lesestellung.
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Wie sich aus einer der Figuren 1, 2, 3 und 4 ergibt, aus welcher auch
immer, befindet sich die Vorrichtung 1 nach der Erfindung
auf einem
horizontalen Objekt 2, was es dem Betrachter ermöglicht, dieses Objekt nicht zu
tragen. Die optische Achse 3 der Vorrichtung ist gegen das Auge 4 des Betrachters
gerichtet, der in normaler Haltung sitzt. Wie man aus Fig. 5 entnimmt, die eine
Vergrößerungsvorrichtung 5 nach dem Stand der Technik zeigt, ist, solange sich die
optische Achse 6 senkrecht zur Ebene des Objekts 2 befindet, der Betrachter gezwungen,
den Kopf in ermüdender Weise abzusenken, um seinen Blick längs dieser optischen
Achse zu richten. Oder aber er ist gezwungen, das Objekt 2 zu neigen; dabei muß
er jedoch außerdem auch noch die Vergrößerungsvorrichtung auf dem Objekt oder oberhalb
desselben tragen, was jede Bequemlichkeit verhindert.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Fig. besitzt eine in Höhe des
Objekts angeordnete prismatische Platte 7 und wird überlagert von einem konvergenten,
wie auch immer gearteten System 8, das in einem geeigneten Abstand von dem Objekt
2 angeordnet ist, um eine größtmögliche Vergrößerung ohne Aberration zu gewährleisten.
Die optische Achse 3 dieses konvergenten Systems verläuft parallel zum aus der prismatischen
Platte 7 austretenden Strahlenbündel. Diese optische Achse 3 bildet somit einen
spitzen Winkel K mit der Vertikalen, wobei dieser Winkel derart bestimmt wird, daß
sich diese optische Achse in natürlicher Weise in Richtung der optischen Achse des
Auges 4 des Betrachters ausgerichtet befindet, wobei das Auge natürlich oberhalb
des Objekts angeordnet ist. Das Prisma 7 ist vorzugsweise entsprechend der rechteckigen
Fläche des Beobachtungsfeldes geschnitten. Das aus einer oder mehreren Linsen aufgebaute
konvergente System 8, dessen oberer Diopter bzw. Sichtfläche kreisförmig oder parabolisch
und dessen unterer Diopter oder Sichtfläche plan oder leicht konkav ist, ist selbst
ebenfalls nach dieser Rechteckform entsprechend dem Sichtfeld geschnitten.
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Gemäß Fig. 2 wird die Vergrößerung mit einer Gesamtheit von konvergenten
Systemen erhalten, die nach Art eines Mikroskops angeordnet sind, was die Vergrößerung
noch verstärkt. Dabei wird das Objektiv 9 von einer zylindrischen konvergenten Linse
gebildet, dessen unterer Diopter bzw. Sichtfläche eben oder leicht konkav sein kann.
Der prismatische Effekt wird dadurch erhalten, daß man die genannte zylindrische
Linse 9 leicht schräg bzw. geneigt gegenüber der Ebene des Objekts 2 derart anordnet,
daß die Mittelebene der Linse 9 einen spitzen Winkel mit der Vertikalebene einschließt,
in der Richtung des Auges des Beobachters. Dieser Winkels ist derart bestimmt worden,
daß diese Neigung keine merkliche Aberration hervorruft. Dieser prismatische Effekt
wird verstärkt durch eine gleichartige Neigung, die man dem das Okular 8 der Vorrichtung
bildenden kovergenten System gibt. Der Winkel t , der durch die optische Achse 3
mit der Vertikalebene gebildet wird, ist derart bestimmt, daß die definitiven Aberrationen
für das Auge des Betrachters unmerklich sind.
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Das Okular 8 ist ebenfalls in Form eines Rechtecks geschnitten, das
das durch die zylindrische Linse 9 betrachtete Feld abdeckt.
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In dem einen und dem anderen Fall, wie er von den Figuren 1 und 2
dargestellt ist, werden die optischen Systeme von einem Körper zusammengehalten,
der aus zwei ebenen Platten 1o und 11 besteht, die auf zwei Seiten die rechteckigen
Flächen des optischen Systems einschließen und die gegenüber der Vertikalen derart
geneigt sind, daß sie eine geeignete bzw. bequeme Orientierung der optischen Achsen
gewährleisten, so wie sie weiter oben definiert worden ist (Figuren 6 und 7). Diese
Platten bzw. Flansche 1o und 11 verlängern unter Bildung eines Griffs 12 über die
Linsen hinaus, wobei dieser Griff die Elemente einer unabhängigen Beleuchtungseinrichtung
für das Objekt enthalten kann. Die Flansche können transparent oder undurchsichtig
sein. Im letztgenannten Fall weisen sie Fenster 13 auf, die eine Beleuchtung des
Objekts sicherstellen.
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Die Stabilität der Vorrichtung wird durch eine am Flansch 10 fest
angeordnete, parallel zur Ebene des Objekts verlaufende Anlageplatte
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gewährleistet.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist die Mittelebene der zylindrischen
Linse 9, die das Objektiv bildet, völlig vertikal angeordnet, derart, daß jede Aberration
definitiv unterdrückt wird; diese Anordnung zeigt zwei konvergente Systeme in Mikroskopweise.
Zwichen die beiden optischen Systeme ist ein Prisma 7 eingefügt, um die korrekte
Orientierung der optischen Achse 3 sicherzustellen. Die Wand 11 ist in diesem Fall
derart angeordnet, daß sich eine vollständige Projektion des Strahlenbündels ergibt,
das vom Objektiv kommt.
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Gemäß Fig. 4 ist das dortige optische System des Objektivs ein kreisförmiges
konvergentes System 15, sphärisch oder asphärisch um eine vollständig symmetrische
Vergrößerung längs der beiden Koordinaten der Leseebene sicherzustellen. Das optische
System ist dabei ebenfalls in Rechteckform geschnitten, entsprechend der Oberfläche
des zu lesenden Feldes. Zwischen dem Objektiv 15 und dem Okular 8 ist ein Prisma
7 derart fest gehalten, daß die optische Achse in der für die Erfindung charakteristischen
Weise geneigt ist. Diese Vorrichtung besitzt die größte Präzision; der Körper der
Vorrichtung besitzt eine Verschiebeinrichtung 16, die eine Verlagerung der gesamten
Anordnung bezüglich des zu betrachtenden Objekts 2 ermöglicht, um eine einwandfreie
Einstellung zu gewährleisten.
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In jedem dieser Fälle kann der untere Diopter bzw. die untere Sichtfläche
des Okulars ein konkaver Zylinder mit leicht negativer Stärke sein, wobei die Achse
des Zylinders orthogonal zur Leserichtung angeordnet ist.
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Die Erfindung stellt somit eine Vorrichtung für alle diejenigen zur
Verfügung, für die die bisher bekannten Vorrichtungen infolge größerer Sehschwäche
nicht ausreichen, um ihnen die Möglichkeit zu geben, ein sehr großes Gesichtsfeld
klar und bequem abzulesen, ohne daß sich Genlenksteifigkeit einstellt oder ständig
eine Vorrichtung von beachtlichen Gewicht gehalten bzw. getragen werden muß.