DE2802940A1 - Vergroesserndes optisches system - Google Patents
Vergroesserndes optisches systemInfo
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Description
DIPL.-,·: ■-.. γ Γ- ,.',,,- ' rJ 3. Λ τ Λ ρ ρ CH 42/IDF 4/ΖΑΡ
β M ϋκ cn η ,/a ο'.-;·.·";;·'-··1^ " ' ""'ΑΙη
■ - V^RKIHCHERSTR45 2802940
Anwaltsakte 28 8l6 21. Januar 1978
CREATECHNIC PATENT AG
Südstraße 4
Südstraße 4
CH-8301 Wallisellen, Schweiz
Vergrößerndes optisches System
Die Erfindung betrifft ein vergrößerndes optisches System, das bei einer bestimmten Kopfhaltung des Benutzers
verwendbar ist, bei der mindestens eines seiner Augen auf ein Objektfeld gerichtet ist, wobei das System ein Objektiv,
ein eine Feldlinse und eine Augenlinse umfassendes Okular und ein zwischen diese geschaltetes Umlenkungssystem umfaßt.
Ein solches System, das als Fernrohr oder Lupe verwendet wird, ist unter anderem in den deutschen Patentschriften
1 239 869 und 1 497 664 von Walter Zapp beschrieben.
Vergrößernde optische Systeme sind vor allem auch die bekannten Mikroskope. Es gibt nun Anwendungsgebiete der letzteren,
bei denen es für den Benutzer erforderlich ist, ein und denselben Gegenstand mit möglichst geringfügigen Unter-
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- >-ΑΛ
brechungen in fortwährenden Wechsel durch das Mikroskop und
gleich darauf mit dem unbewaffneten Auge, dann wieder durch das Mikroskop und erneut mit dem unbewaffneten Auge und so
fort zu betrachten. Dabei sind die Zeitabschnitte des Blickens durch das Mikroskop und des Blickens mit dem unbewaffneten
Auge auf den betrachtenden Gegenstand von einander unabhängig verschieden lang und unregelmäßig.
Ein solcher "Wechselblick" des Betrachters ist vor allen Dingen für den Uhrenbauer in der Taschenuhrenindustrie erforderlich.
Es ist wohlbekannt,.daß ein Uhrmacher auf die Uhr, an der er arbeitet, völlig .unregelmäßig einmal durch eine Lupe
und dann auch wieder mit dem unbewaffneten Auge direkt blicken muß, wenn er das Zusammensetzen oder Auseinandernehmen eines Uhrwerks
aus vielen kleinen Teilen, z.B. desjenigen einer Damenarmbanciuhr,
durchführen muß.
Das "Bewaffnen" und "Entwaffnen" des Auges geschieht dabei oft so, daß der Uhrmacher eine Lupe, die er mittels
eines Kopfbands an seiner Stirn trägt, abwechselnd mit der Hand vor das Auge nimmt oder sie mit der Hand vom Auge weg
auf die Stirn hochschiebt.
Dabei verliert er natürlich unvermeidlich die genaue Stelle des Uhrwerks, die er betrachten will, aus dem Auge
und muß sie nach jedem Blickwechsel erneut suchen.
Ein weiteres Anwendungsgebiet, bei dem ein "Wechsel-
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blick" des Betrachters von der oben beschriebenen Art erforderlich
ist, ist dasjenige der Neurochirurgie. Bei Gehirnoperationen und ähnlichen neurochirurgischen Eingriffen muß der
operierende Arzt in der Lage sein, ein sehr kleines Operationsgebiet im unregelmäßigen "Wechselblick" von Zeit zu Zeit durch
ein Mikroskop und dazwischen immer wieder mit dem unbewaffneten Auge zu betrachten. Die hierbei auftretenden Schwierigkeiten
sind ähnlich denjenigen, die dem Uhrmacher beim Arbeiten mit der Lupe begegnen.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein vergrößerndes optisches System zu verwirklichen, welches gestattet,
in normaler Sichtweite von der freien, ungehinderten Sicht eines zu betrachtenden Objekts auf die vergrößerte
Ansicht desselben Objekts durch einfachen Wechsel der Blickrichtung überzugehen, ohne daß eine Betätigung des
Systems mit der Hand oder eine Änderung der Kopfhaltung erforderlich ist und wobei trotzdem bei ungehinderter Sicht
mit dem unbewaffneten Auge einerseits und bei Blick auf das durch das genannte System vergrößerte Objekt in beiden
Fällen das gleiche Bildfeld gesehen wird.
Es ist ein besonderes Ziel der Erfindung, ein optisches System mit den eben beschriebenen Eigenschaften als stereo
skopisch vergrößerndes System in einem Arbeitsgerät mit normaler Sichtweite zu schaffen.
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Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein Arbeitsgerät der oben beschriebenen Art zu schaffen, dessen optisches
System mit einem mechanischen Trägerteil kombiniert ist, welches auf dem Kopf des Benutzers so getragen werden kann, daß
das optische System brillenartig verwendbr- · ist und nach Art eines Fernglases dem persönlichen Augenabstand des Benutzers
angepaßt werden kann, während das mechanische Trägerteil auf die ungleichen Kopfformen und -größen verschiedener Benutzer
einstellbar sein soll.
Es gilt weiterhin, ein Arbeitsgerät der oben beschriebenen Art zu schaffen, da.s auch von einem Brillenträger bei
aufgesetzter Brille verwendet werden kann. Weiter soll beim optischen System nach der Erfindung eine störend breite, unscharfe
Überlappungszone zwischen dem unbewaffnet gesehenen
und dem vergrößerten Bilde vermieden werden.
Ein weiterer Zweck der Erfindung ist es, ein optisches System mit den eben beschriebenen Eigenschaften zu schaffen,
welches ein reelles Zwischenbild zu erzeugen vermag und bei welchem das $iem Betrachter im Okular sichtbare_.vergrößerte Bild
seitenrichtig und aufrecht erscheint.
Die oben erläuterten Aufgaben und Ziele werden nun erfindungsgemäßig
erreicht durch ein vergrößerndes optisches System
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der eingangs beschriebenen Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das optisches System sich bei der erwähnten Kopfhaltung außerhalb
des Strahlenganges der freien Sicht zwischen Auge und zu betrachtendem Objektfeld befindet, daß die optische Achse des
Objektivs auf den Mittelpunkt des zu vergrößernden Objektfeldes gerichtet ist,
daß die optische Achse der Augenlinse des Okulars auf den Mittelpunkt des Augapfels gerichtet ist,
daß die beiden genannten optischen Achsen miteinander einen stumpfen Winkel bilden,
und daß die optische Achse des Objektivs und der Mittelstrahl
der freien Sicht sich im Mittelpunkt des betrachtenden Objektfeldes unter einem flachen spitzen Winkel schneiden.
Hierdurch kann das Objektfeld bei gleichbleibender Kopfhaltung wechselweise vergrößert durch das System oder
an letzterem vorbei frei gesehen werden. Unter dem Objektfeld wird der den Mittelstrahl umgebende Raumanteil des zu betrachtenden
Objekts verstanden, welcher durch das Gesichtsfeld des Okulars bei Ausrichtung des Mittelstrahls auf einen
Punkt des Objekts noch erfaßt wird. Bekanntlich wird unter der Austrittspupille das Bild des Objektives verstanden, welches
vom Okular hinter dem System an einem Ort entworfen wird, welcher im Idea!falle mit der Augenpupille räumlich zusammenfallen
soll.
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Je stärker die gewünschte Vergrößerung, desto größer muß nun der absolute Objektivdurchmesser bei vorgegebener
konstanter Austrittspupille sein. Ist das vergrößernde System nun aber lichtschwach und hat es damit eine kleine Austrittspupille,
und ist die Arbeitsplatzbeleuchtung gut und daher die Augenpupille der das Objektfeld betrachtenden Person klein,
so ist die obengenannte Bedingung, daß die kleine Austrittspupille mit der gleichfalls kleinen Augenpupille in allen
drei Raumdimensionen genau zusammenfällt, praktisch kaum erfüllbar
. Die im Gebrauch unvermeidbaren Mindestquerverschiebungen der Pupillen zueinander würden bei kleiner Austrittspupille und kleiner Augenpupille die Sicht durch das System
sofort zum Verlöschen bringen, wenn gewisse Toleranzbedingungen nicht erfüllt wären. Zur Erfüllung dieser Toleranzbedingungen
kann das erfindungsgemäße optische System so ausgelegt sein, daß die Austrittspupille um einiges größer ist als die
Augenpupille, so daß die letztere auch bei seitlicher Verschiebung beider optischer Achsen immer noch im Strahlenkegel
der Austrittspupille verbleibt.
Da die Augenpupille beim Menschen bei gutem Arbeitslicht normalerweise einen Durchschnittswert von 2 bis 3 mm
aufweist, wird in der Praxis daher eine Mindestgröße von 3 bis 4 mm der Austrittspupille empfohlen. Daraus ergibt sich
bei einer bestimmten geforderten Vergrößerung zwangsläufig
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ein Objektivmindestdurchmesser für das Gerät.
Nimmt man nun einen gewünschten Mindestgesichtsfeldwinkel an und außerdem einen zweckmäßigen Arbeitssichtabstand,
der erfahrungsgemäß bei etwa 30 cm liegt, so läßt sich daraus der Winkel der sich in der Objektfeldmitte schneidenden
optischen Achsen der Freisicht bzw. des Geräts berechnen. Vorzugsweise kann er von 3 bis etwa 20 betragen. Es ist dabei
eine bevorzugte Bedingung, daß der äußere Mantel des Strahlenkegels der freien Sicht (dessen Spitze sich in der Augenpupille
befindet) die Ränder der Augenlinse und des Objektivs gerade streift. Dabei kann die Augenlinse des Okulars an
ihrer vom genannten Kegelmantel gestreiften Seite geradlinig abgeschnitten sein. Dies hat den Vorteil, daß der Dreljwinkel
des Augapfels beim Blickrichtungswechsel klein gehalten werden kann.
Das Umlenksystem kann dabei eine Mehrzahl von das Bild gerade aufrichtenden Umlenkelementen umfassen, die den in
das Objektiv einfallenden Objektivmittelstrahl so umlenken, daß er unter einem stumpfen Winkel zur durch den Objektivmittelstrahl
gelegten, in Bezug auf den Kopf des Betrachtenden horizontalen Ebene, d.h. durch sein Augenpaar verlaufenden
nach oben oder unten abgelenkt wird.
Das Okular kann eine Augenlinse umfassen, die an ihrem
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unteren Rand soweit flach abgeschnitten ist, daß der Blickwechsel zwischen dem direkten Blick auf das Objekt und dem
Blick durch das Okular nur eine geringe Verstellung des Augapfels erfordert, während das Objektiv mit seinem unteren Rand
höchstens an die Horizontalebene des abgeschnittenen Randes des Okulars heranreicht und nicht unter diese hinausragend den
direkten Blick des Auges auf das Objekt verstellt. Das Objektiv kann dabei in Bezug auf das Okular und das dieses betrachtende
Auge seitlich verschoben sein. Dabei ist die seitliche Verschiebung des Objektives in Bezug auf das Okular vorzugsweise nur so
groß, daß der Winkelunterschied, unter dem das betrachtende Auge das Objekt einerseits·direkt und andererseits vergrößert
durch das Okular sieht, praktisch der betrachtenden Person nicht auffällt.
Die bildaufrichtenden Umlenkelemente können vier Spiegelelemente umfassen, von denen das den Objektivmittelstrahl
auffangende Spiegelelement so schräg gestellt ist, daß der Strahl aus der senkrecht zur betrachtenden Person auf diese zu
durch die Objektivmitte verlaufenden Ebene von der Person aus betrachtet seitlich nach außen und oben abgelenkt wird.
Dieser umgelenkte Strahl kann dann von einem zweiten Spiegelelement unter einem rechten Winkel quer über den Objektiv-
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mittelstrahl verlaufend auf ein drittes Spiegelelement geworfen werden, von welchem er senkrecht nach unten in einer
durch die Augenlinse des Okulars verlaufenden, zu dessen abgeschnittener
flacher Kante senkrecht stehenden Ebene zunächst durch die Feldlinse des Okulars und dann auf ein viertes Spiegelelement
geworfen wird, welches den Strahl in einem stumpfen Winkel in der letztgenannten Ebene durch die Augenlinse wirft
(Porro System).
Ein stereoskopisch vergrößerndes optisches Doppelsystem kann dr.bei so ausgebildet sein, daß es zwei spiegelbildlich
gleich ausgestaltete Systeme der eben beschriebenen Anordnung umfaßt, deren beide Okulare im Abstand der beiden Augen des
Augenpaares der betrachtenden Person angebracht sind und daß die beiden Objektive in Bezug auf die ihnen zugeordneten Okulare
von der Nasenmittelebene aus seitlich nach außen verschoben sind.
In dem letztgenannten stereoskopisch vergrößernden Doppelsystem kann der Abstand der beiden Objektive von einander
gegenüber dem Abstand der beiden Augen des Augenpaares nur um soviel vergrößert sein, daß damit zwar der stereoskopische
Raumseheffekt erhöht wird, daß diese Erhöhung aber den kritischen Winkel nicht überschreitet, jenseits welchem eine Ver-
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-^-as
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Schmelzung der beiden Teilbilder durch die betrachtenden Augen nicht mehr zustande kommt.
Die Differenz zwischen den beiden Winkeln, die von den optischen Achsen der beiden Augen einerseits und den optischen
Achsen der beiden Objektive andererseits in beiden Fällen mit dem Objekt als gemeinsamen Schnittpunkt gebildet sind, liegt
dabei bei einem Objektabstand vom Auge von 30 cm vorzugsweise bei etwa 2° bis 4°.
In dem oben beschriebenen stereoskopisch vergrößernden optisehen Doppelsystem kann am Okular eine Verstelleinrichtung
vorgesehen sein, durch welche die an ihrer unteren Kante flach abgeschnittene Augenlinse unter Belassen der flach abgeschnittenen
Kante in der gleichen horizontalen Ebene axial verschoben werden kann.
Schließlich kann in diesem Doppelsystem die Verstelleinrichtung in der äußeren Randfläche der den gekrümmten Rand der
Augenlinse umgebenden Fassung eine in Bezug auf die Mittelachse der Linse schraubenlinienförmig verlaufende Nut, sowie einen
Einstellring mit einer Mehrzahl von einwärts gerichteten in die Nut eingreifenden Nocken aufweisen.
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Vorzugsweise wird das vergrößernde optische System gemäß der Erfindung in einem Gehäuse untergebracht, und das
so gebildete Geräteteil kann nun in verschiedener Weise entsprechend den Anforderungen seiner jeweiligen Verwendung gelagert
oder gehalten werden.
Wird eine mäßige Vergrößerung verlangt, wie das bei der
Benutzung des optischen Systems bei einem Uhrmacher der Fall ist, 'so ist eine briIlenahnliehe Befestigung des Geräteteils
am Kopfe des Benutzers mittels einer Kopfhalterung zweckmäßig. Hierbei sollten nun möglichst die folgenden Bedingungen erfüllt
werden:
1. Kopfhalterung und von ihr getragenes Gerät, das in diesem Falle vorzugsweise ein weiter oben beschriebenes
Doppelsystem ist, sollen am Kopf des Benutzers verschiebungssicher sitzen und trotz ihres Gewichts bei längerem Tragen
während des Arbeitens nicht lästig werden.
2. Da Kopfform und -größe bei verschiedenen Benutzern
stets unterschiedlich sind, soll die Kopfhalterung entsprechende Verstellmöglichkeiten für die Anpassung an die verschiedenen
Köpfe bieten.
3. Kopfhalterung und Gerät sollen schnell und leicht
auf- und abgesetzt werden können und nach einmaliger Anpassung
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an die Kopfform eines Benutzers soll derselbe nach Absetzen
des Geräts beim Wiederaufsetzen die richtige Lage am Kopf mit Sicherheit wiederfinden.
4. Ist das optische System ein Doppelsystem so müssen die beiden Teile desselben einzeln auf den individuellen Augenabstand
des Benutzers einstellbar sein.
5. Beim Doppelsystem muß der Abstand der Augenlinse von den Augen so einstellbar sein, daß die
Austrittspupillen mit den Augenpupillen zusammenfallen.
6. Die Sehschärfe jedes Systemteils muß auf das zugehörige Auge einzeln so einstellbar sein, daß das Objektfeld
genau im Schnittpunkt der stereoskopischen Sehachsen scharf erscheint.
7. Das ein vorzugsweise als Doppelsystem ausgebildetes optisches System nach der Erfindung tragende Geräteteil sollte
während des Gebrauchs vor dem oberen Teil (oder auch dem unteren Teil) des Gesichtsfeldes der benutzenden Person liegen
und ohne Handbetätigung nach oben (oder unten) aus dem Gesichtsfeld herausschwenkbar sein, um dem Benutzer, wann immer
erwünscht, eine freie Sicht mit unbewaffnetem Auge zu gestatten .
Diese Bedingungen sind bei einem optischen Arbeitsgerät
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bestehend aus einer Kopfhalterung und einem von ihr getragenen
Geräteteil, in welchem die Kopfhalterung in an sich bekannter Weise ein Scheitelband, ein Stirnband und ein Hinterkopfband
umfaßt, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Geräteteil ein optisches System enthält,welches sich in Betriebsstellung
vom mittleren Bereich des Stirnbandes aus etwas nach unten und nach vorn gelagert befindet, daß alle drei Bänder
elastisch biegbar ausgebildet sind, daß Einstellvorrichtungen vorgesehen sind, durch welche das
Scheitelband, das Stirnband und das Hinterkopfband mit veränderlicher Länge einstellbar miteinander verbunden sind,
und daß das Geräteteil eine Schwenkeinrichtung umfaßt, mittels derer es auf beiden Seiten der Kopfhalterung im Bereich der
Verbindung zwischen Stirnband und Hinterkopfband miteinander verbunden sind, an die Kopfhalterung schwenkbar angelenkt ist.
Die Einstellung des optischen Systems im Gerät auf den persönlichen Augenabstand erfordert eine Verstellung der beiden
Einheiten des optischen Doppelsystems um einen Kreisbogen, dessen Mittelpunkt im Objektfeld liegt, damit sich die Entfernung
des Schnittpunkts der beiden optischen Achsen von den Augen nicht ändert.
Die beiden Teileinheiten des optischen Doppelsystems sind auf einer Führungsschiene voneinander getrennt durch Verstellmittel,
z.B. durch Schraubspindeln auf den jeweiligen
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Augenabstand zur Nasenwurzel einstellbar. Dabei sind die Abstände der Augen zur Nasenwurzel im allgemeinen nicht symmetrisch.
Das das optische System enthaltende Gehäuse einschließlich der Führungsschiene kann über zwei brillenbügelartige
Arme mit der Schwenkeinrichtung verbunden sein. Wegen der Unterschiede zwischen den Kopfbreiten bei Wechsel des Benutzers
und da der Bandumfang der Kopfhalterung beim Auf- und Absetzen vergrößert werden muß, darf die Verbindung der genannten
brillenbügelartigen Arme mit der Führungsschiene nicht starr sein. Auch eine einfache Gelenkverbindung genügt nicht,
da diese keine Gewähr dafür bietet, daß das optische System bei jedem Wiederaufsetzen auch wieder in seine SollmiIgelstellung
gelangt, sofern nämlich beide Gelenkverbindungen der genannten Arme mit der Führungsschiene unabhängig voneinander
beweglich sind. Dies kann vermieden werden, indem die Arme zu beiden Seiten der Gelenke kreuzweise miteinander verstrebt sind.
Auch die Gelenkverbindungen der Arme mit der Schwenkeinrichtung der Kopfhalterung darf nicht nur um eine starre Achse
frei drehbar sein, weil mit jeder Änderung des Bandumfanges auch dessen Winkellage zu den genannten Armen geändert wird.
Diese Gelenke sind daher vorteilhafterweise soweit kugelig ge-
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staltet, daß sie in beschränktem Umfang in allen Richtungen beweglich bleiben.
Die Kopfhalterung besitzt vorzugsweise eine Fühlereinrichtung, durch welche die Kopfhalterung nach einmaliger Anpassung
an einen bestimmten Kopf, und darauffolgendem Abnehmen, beim Wiederaufsetzen in genau dieselbe Sollage in Bezug
auf ihre Höhenlage und seitliche Ausrichtung gebracht werden kann.
Insbesondere kann die Fühlereinrichtung einen vom mittleren Bereich des Stirnbands aus abwärts gerichteten Fühler
mit unterem bügeiförmigem Ende umfassen, welches Ende dazudient, beim Wiederaufsetzen der Kopfhalterung die Nasenwurzel
leicht zu berühren.
um das Arbeitsgerät nach der Erfindung leicht auf- und
absetzen zu können und gleichzeitig stets seinen sicheren Sitz am Kopf des Benutzers zu gewährleisten, muß das Gerät unter
einem Federzug stehen, der aber zum Zwecke des Abnehmens der
Kopfhalterung bequem gelöst werden kann. Die hierzu erforderlichen Einstellvorrichtungen können zwei Griffpaare umfassen»
die zu beiden Seiten in der Schläfengegend der Kopfhalterung angebracht sind; werden die beiden Griffe eines der beiden
Griffpaare gegeneinandergedrückt, so werden das rückwärtige Stirnbandende und das benachbarte Hinterkopfbandende, die in
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der zugehörigen, diese beiden Bandenden erfassenden Einstellvorrichtung
mittels einer Zugfeder aufeinander zu zusammengezogen werden, entgegen der Kraft dieser Zugfeder auseinander geschoben.
Hierdurch wird der Bandumfang der Kopfhalterung vergrößert und die letztere kann leicht abgenommen werden.
Da die beiden Griffpaare sowohl beim Aufsetzen wie auch
beim Absetzen der Kopfhalterung als Handgriffe dienen, ist es vorteilhaft, daß die beiden Griff paare in der Gleichgewichts*·
mittellinie des Arbeitsgeräts liegen, so daß eine Neigung des Geräts zu kippen während des Auf- und Absetzens des Geräts
möglichst vermieden wird.. Die: Einstellvorrichtungen funktionieren dann gut, wenn sie auf das zum Entspannen, also zum
Lockern der Kopfhalterung, mindest erforderliche Verstellmaß eingestellt sind.
Zum erstmaligen Anpassen der Kopfhalterung an die Kopfgröße
können die Einstellvorrichtungen noch Feststellmittel umfassen, durch welche Scheitelband, Stirnband und Hinterkopf-
band auf bestimmte Längen feststellbar sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Gerät nicht nur als ganzes leicht auf- und abgesetzt werden, sondern es kann
auch ohne Absetzen des ganzen nach Bedarf für eine gewisse Zeit ein vollfreies Gesichtsfeld geschaffen werden, d.h. daß der op-
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tische Teil vollständig außerhalb des Blickfeldes gebracht werden und umgekehrt auch wieder in das Blickfeld hineinbewegt
werden kann, und zwar ohne daß dabei die Hände benötigt werden, weil dies das kontinuierliche Arbeiten der Hände des
Benutzers unterbrechen würde.
Daher geschieht das Auf- und Abschwenken der optischen Elemente bei dieser bevorzugten Ausf'"ihrungsform der Kopfhalterung
durch eine Auf- bzw. Abnickbewegung des Kopfes. Hierzu
ist eine das optische System an ihrer Stirnseite tragende Schwenkeinrichtung vorgesehen.
Die Schwenkeinrichtung soll folgende Bedingung erfüllen: Es muß sich das verschwenkbare, das optische Instrumententeil
und die Schwenkeinrichtung umfassende System als ganzea gegenüber dem Kopfbandsystem im labilen Gleichgewicht befinden, und
zwar erstens, weil sonst durch das Eigengewicht des optischen Systems ein Dauerzug gegenüber dem Kopfband nach vorne und abwärts
ausgeübt würde, und zweitens, weil nur bei einem labilen Gleichgewichtszustand die Oben- bzw. Untenstellung des Schwenksystems
nach durch das Kopfnicken verursachter Schwenkbewegung einigermaßen stabile Endlagen ergibt.
Die Schwenkeinrichtung des Geräteteils kann Anschlagmittel für eine obere und untere Endstellung des Geräteteils im
Bereich vor und unterhalb des mittleren Stirnbereichs aufweisen und ein Gegengewicht umfassen, durch welches das ge-
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samte Geräteteil sich in einer mittleren Stellung zwischen
der oberen und unteren Endstellung in Bezug auf die Kopfhalterung in einem labilen Gleichgewicht befindet, wodurch
die die Kopfhalterung mit dem Geräteteil tragende Person das Geräteteil durch ein Aufwärts- und Abwärtsnicken mit dem Kopf
in die obere oder untere Endstellung der Schwenkeinrichtung befördern kann. Um eine ausreichende Stabilität der Schwenkeinrichtung
in den Endstellungen zu gewährleisten, können als Teil der Anschlagmittel zusätzliche Stabilisierungsmittel vorgesehen
sein. Dies können Federstabilisatoren, insbesondere Kniehebelfedern sein, welche in der Mittellage zwischen beiden
Endstellungen gespannt, in den Endstellungen jedoch entspannt sind, so daß durch sie das Geräteteil in jeweils eine der genannten
Endstellungen belastet ist.
Außerdem ist es aber noch erwünscht zu vermeiden, daß die Schwenkmasse beim Auftreffen auf die Anschläge in den
Endstellungen einen unangenehmen Stoß hervorruft, der ein Verschieben der Kopfhalterung verursachen kann. Eine Federung
zum Auffangen dieser Stöße würde aber zu einem Zurückwippen der Schwenkeinrichtung führen, das zumindest bei Einschwenken
in die Gebrauchsstellung störend wirken würde.
Daher kann die Schwenkeinrichtung vorteilhafterweise hydraulische Dämpfungsmittel umfassen, durch welche die
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Schwenkbewegung von der genannten Gleichgewichtslage aus bis in die gewünschte Endstellung zunehmend gedämpft wird. Diese
Dämpfungsmittel können Stoßdämpfer mit Bremskolben und -zylindern sowie Durchlässen für sich vor dem Kolben befindende
Bremsflüssigkeit von einer Querschnittsfläche aufweisen, die
sich bei Einwärtsbewegung des Bremskolbens in den Bremszylinder ständig verringert. Dies wird erreicht, indem Bremskolben
und Bremszylinder vorzugsweise kegelstumpfförmig ausgestattet
sind, wobei die Stirnseite des Kolbens und die ihr gegenüberliegende Endwand des Zylinders die beiden kleineren Kegelstumpfendflächen
darstellen.
Jeder Bremszylinder hat dabei vorzugsweise einen mittigen Durchlaß, in welchen von der Kolbenstirnwandseite her ein im Kolben
getragener Schließdorn, der aus dem Zylinder heraus federbelastet ist, hineinragt und auf einem im Durchlaß vorgesehenen Ventilsitz
in Verschließstellung entgegen der Pederbelastung dichtend
zur Anlage kommt.
Hierdurch wird erreicht, daß zwar die Bewegung der Schwenkeinrichtung beim Eintreffen in einer der beiden Endstellungen
hinreichend gebremst wird, um jeden Stoß zu vermeiden, daß aber das Einleiten der rückläufigen Schwenkbewegung
aus derselben Endstellung schon durch leichtes Kopfnicken bewirkt wird, da die Dämpfungsmittel auf die Bewegung
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aus der Endstellung heraus bis zum Überschreiten der labilen Gleichgewichtslage praktisch keine Bremswirkung ausüben.
Vorzugsweise kann auf jeder Kopfseite ein Stoßdämpfer vorgesehen sein, von denen der eine das Einlaufen des Geräteteils
in die untere Endstellung, also vorzugsweise die Gebrauchstellung,
und der andere das Einlaufen des Geräteteils in die obere Endstellung, vorzugsweise die Außergebrauchstellung, zu
bremsen bestimmt ist.
Die Schwenkeinrichtung kann auch Feststellmittel umfassen, durch welche das Geräteteil in der oberen oder in der unteren
Endstellung arretiert werden kann.
Als Feststellmittel können von Hand zu betätigende Sicherungshebel dienen, die das Geräteteil in jeweils einer
der beiden Endstellungen gegen Schwenken infolge unwillkürlicher Kopfbewegungen sichern.
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Einer der Vorzüge einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt in der Verwendung von Planspiegeln
anstelle von Prismen für die Umlenkung des Strahlenganges.
Denn bei der Verwendung von Prismengläsern ist bekanntlich die genaue Justierung zweier rechtwinkliger Umkehrprismen
in jeder Hälfte des binokularen Systems schwierig, da die folgenden Forderungen erfüllt werden müssen :
1. muß der durch das Objektiv einfallende Mittelstrahl, auch wieder durch die Mitte des Okulars austreten;
2. muß er dies auch in der gleichen Richtung tun, also senkrecht zu den Okularlinsen (Nichterfüllen dieser beiden Bedingungen
beeinträchtigt die Bildqualität);
3. muß die BiIdumkehrung durch die beiden Prismen eine vollständige
sein, d.h. genau 180 , weil sonst das vergrößerte Bild nicht gerade aufrecht stehend gesehen wird, was besonders
bei ungleichen Fehlern beider Systemhälften zur Folge hat, daß keine vollständige Verschmelzung der beiden Teilbilder mehr
möglich ist.
Erfindungsgemäß werden bevorzugt,aus Gründen der Gewichts-
und Preisersparnis, sowie vor allem wegen der Notwendigkeit, mindestens zwei Flächen mit zweifachem Neigungswinkel
gegenüber der optischen Achse des Objektivs anzuord-
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nen, anstatt der üblichen rechtwinkligen Prismen vier Planspiegel verwendet. Ein besonderes Problem besteht hier also
darin, diese Spiegel auf einfache und sichere Weise unter weitgehender Erfüllung der obigen Bedingungen und ohne
Einzelnacharbeit zu montieren.
TJm schon bei den Spiegeln selbst Kosten zu sparen, wird auf maßhaltige Planparallelität verzichtet, was
voraussetzt, daß für die genaue Lagebestimmung nur die Spiegelflächen selbst beansprucht werden, wozu diese auf
einer Dreipunkt-Auflage ruhen. Um die Spiegel dabei aus Gewichtsgründen
möglichst dünn halten zu können, muß die Gegenhalterimg
an drei den Auflagepunkten genau gegenüberliegenden Punkten erfolgen, um alle Durchbiegungsspannungen auszuschließen.
Dabei muß die Gegenhalterung elastisch sein, um Maßstreuungen auszugleichen und dabei nicht über den erforderlichen
Mindestdruck auf den Spiegel hinauszugehen, weil auch hier jede Unregelmäßigkeit neue Maßfehler ergeben könnte. Dies
gilt vor allem, wenn das Gehäuse aus Hartkunststoff gespritzt ist.
Aus diesen Bedingungen ergibt sich zwangsläufig, daß die
Spiegelflächen zur Hauptsache auf zwei sich diagonal gegenüberliegenden Eckpunkten aufliegen und entsprechend gegenhaltend
gestützt sein müssen. Der Druck dieser Gegenhalterung muß so bemessen sein, daß der Spiegel auch bei leichten Er-
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schütterungen und gleichzeitigem Eigengewichtsdruck in
Richtung zu den Haltefedern hin unverrückt bleibt; aber er darf auch nicht viel stärker sein, um Dauerdruckverformungen
auszuschließen. Zur vollen Lagestabilisierung ist außerdem die gegenhaltende Stützung am dritten Auflagepunkt
erforderlich, für welche aber ein viel geringerer Druck genügt, weil hier kein Gewicht mehr zu tragen ist.
Die Gesamtabstützung erfolgt zweckmässig durch eine dreiarmige Blattfeder, die ihrerseits nahe dem Schnittpunkt
der Längsachsen der Arme gegen das Gehäuse abgestützt ist. Der günstigste federseitige Stützpunkt liegt nahe der Mitte
der Verbindungslinie der beiden Hauptauflagepunkte, aber um
soviel nach dem dritten öder Hilfsstützpunkt hin verschoben,
daß auf diesen gerade noch der erforderliche Mindestdruck kommt.
Die praktische Ausführung dieser Lagerungsart verlangt also eine möglichst genaue Lagebestimmung und gleichmäßige
Einhaltung der zwölf (vier mal drei) Spiegelauflagepunkte.
Die Erzielung gleichbleibender Abgüsse dürfte bei Verwendung elektronisch gesteuerter Maschinen gewährleistet sein;
fraglich ist jedoch, ob der Formbau imstande wäre, die zwölf räumlich unterschiedlich gelegenen Auflagepunkte im gegenseitigen
Maßverhältnis genau genug einzuhalten, da durch unvorhersehbare Schwund- und Spannungseinflüsse Abweichungen eintreten.
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Erfindungsgemäß wurde daher eine Formkonstruktion entwickelt, bei welcher auf genaue Maßeinhaltung zunächst
verzichtet werden kann, da bei ihr die kritischen Punkte in der Form selbst einstellbar sind, sodaß also anstelle der
sonst unvermeidlichen teuren Nacharbeit eine einfache Nachstellung tritt, welche zudem den Vorteil hat, daß eine zu
starke Korrektur unschwer wieder rücknehmbar ist.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Formkonstruktion
liegt darin, daß die Form nur zweiteilig und dabei unterschneidungsfrei ist.
Für die Justierung der Stellung der drei schräggestellten Spiegel eignen sich kugelige Auflageelemente, weil diese
durch schraubende Axialverstellung in der Entformungsrichtung
erzeugt werden und so die Auflagehöhe der schräg auf ihnen liegenden Spiegelflächen genau bestimmen. Im Falle des
dritten, parallel stehenden Spiegels sind dagegen zwei zylindrische Auflagenocken vorgesehen, die quer zu ihrer
Achse verstellbar sein müssen. Diese Querverstellung ist
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dadurch erreichbar, daß die Hohlform des Nockens durch ein exzentrisches Loch am Ende einer Schraube gebildet wird,
sodaß also eine Drehung dieser Schraube um höchstens 180° die Nockenhöhe um den doppelten Betrag der Achsenversetzung
verändert, wobei eine Axialverstellung um höchstens eine halbe Gewindesteigung ohne störenden Einfluß bleibt. Aus
formtechnischen Gründen ist dieses Verfahren aber nur für die zwei inneren, an der Gehäusewand gelegenen Auflagezylinder
anwendbar, während der dritte, nach außen zu gelegene Auflagepunkt starr und unverstellbar sein kann. Dies ist kein
Nachteil, denn wenn auch nur einer der zwölf Auflagepunkte
mit normaler Fertigungsgenauigkeit eingehalten wird, können die übrigen elf dann in Bezug auf ihn justiert werden.
Neben der Verwendung für die eingangs beschriebenen Zwecke,.insbesondere für Uhrenreparaturen, kann das Arbeitsgerät
nach der Erfindung auch bei Arbeiten an anderen feinmechanischen und mikronisierten elektronischen Einrichtungen
verwendet werden, überhaupt überall da, wo der Ersatz kleiner Geräteelemente durch andere das Betrachten des Arbeitsfeldes
sowohl mit dem bloßen Auge als auch durch ein vergrößerndes optisches System verlangt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
derselben in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung, in welcher
Fig. 1 ein stereoskopisch vergrößerndes optisches Doppelsystem und den Strahlengang von einem zu betrachtenden
Objekt zu den Augen des Benutzers des Systems schematisch dargestellt ist;
Fig. la eine Seitenansicht des gleichen Strahlenganges
für das rechte Auge ist;
Fig. 2 den Strahlengang zwischen dem Objekt und einem es betrachtenden Auge unter Zwischenschaltung einer bevorzugten
Ausführungsform des vergrößernden optischen Systems nach der Erfindung in einer zur Ebene der Fig. 1 senkrechten Ebene
schematisch wiedergibt;
Fig. 3 eine schematische Darstellung des optischen Systems in der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform, aber von
der entgegengesetzten Seite aus gesehen;
Fig. 4 eine schematische Darstellung derselben Ausführungsform wie in Fig. 3, aber mit Blickrichtung wie in Fig.3
durch IV angedeutet, und
Fig. 5 dieselbe Ausführungsform, aber in Blickrichtung wie in Figuren 3 und 4 durch V angedeutet, wiedergibt.
Fig. 6 zeigt, von der linken Seite gesehen, eine bevorzugte Ausführungsform des tfechselblickgeräts, die für
mäßige Vergrößerung wie sie z.B. von einem Uhrmacher benötigt wird, und für eine Befestigung am Kopf des Benutzers geeignet
ist;
Fig. 7 eine Draufsicht auf die in Fig. 6 gezeigte Ausführungsform;
Fig. 8 eine Seitenansicht derselben Ausführungsform in natürlicher Größe, aber nach Entfernen des Geräteteils
und der Schwenkeinrichtung derselben;
Fig. 9 zeigt einen'Teil der Schwenkeinrichtung von der
rechten Seite her gesehen;
Fig. IO eine Teilansicht des stirnseitigen Bereichs der
Kopfhalterung;
Fig. 11 in Draufsicht den in Fig. 8 in Seitenansicht
gezeigten Teilbereich von Fig. 6;
Fig. 12 in vergrößertem Maßstab einen Teil der in Fig. gezeigten linksseitigen Spanneinrichtung bei Weglassen der
Griffknöpfe und ihrer Trägerelemente;
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Fig. 13 einen Längsschnitt durch dieselbe Spanneinrichtung entlang einer in Fig. 12 durch XIII-XIII bezeichneten
Ebene;
Fig. 14 in vergrößertem Maßstab die Schwenkbefestigung im Axialschnitt entlang der in Figuren 12 und 13 durch XIV-XIV
bezeichneten Ebene*
Fig. 15 einen Querschnitt durch dieselbe Spanneinrichtung
entlang der in Fig. 13 durch XV-XV gekennzeichneten Ebene»
Fig. 16 einen Längsschnitt des vorderen« der Stirnseite zugewandten Bereichs durch die linksseitige Spanneinrichtung
entlang einer in Fig. 12 durch XVI-XVI bezeichneten Ebene*.
Fig. 17 einen Längsschnitt durch den hinteren« dem Hinterkopf zugewandten Bereich der linksseitigen Spanneinrichtung
entlang derselben Ebene wie Fig. 16« in .etwas vergrößertem
Maßstab;
Fig. 18 einen Längsschnitt durch die linksseitige Dämpfungseinrxchtung entlang der in Fig. 8 durch XVIII-XVIII
gekennzeichneten Ebene» mit dem Kolben der Einrichtung in voll eingeschobener Stellung und offenem Ventil;
Fig. 19 einen Axialschnitt durch den Kompressionsteilbereich der Dämpfungseinrxchtung nach Fig. 18« aber mit dem
Kolben in hinausgezogener Stellung bei offenem Ventil;
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- aer -
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Fig. 20 wiederum im Axialschnitt den Kolben der Dämpfungseinrichtung nach Fig. 19, aber bei Beginn des Einschiebens bei
bereits geschlossenem Ventil;
Fig. 21 die Dämpfungseinrichtung nach Fig. 18 im Querschnitt
entlang der durch XXI-XXI angedeuteten Ebene;
Fig. 22 die Dämpfungseinrichtung nach Fig. 18 im Querschnitt
entlang der durch XXII-XXII angedeuteten Ebene;
Fig. 23 die zum Schwenkteil gehörende Trägereinrichtung für die Optik in Draufsicht;
Fig. 24 die an der Trägereinrichtung vorgesehene Einstellvorrichtung
für den individuellen Augenabstand in Draufsicht;
Fig. 25 die gleiche Einrichtung wie Fig. 23 aber in Vorderansicht auf die Stirnseite der Ausführungsform nach Figuren 6
und 7;
Fig. 26 einen Querschnitt durch die gleiche Einstellvorrichtung entlang der in Figuren 24 und 25 durch XXVI-XXVI angedeuteten
Ebene;
Fig. 27 einen Querschnitt durch die Einstellvorrichtung entlang einer in Fig. 26 durch XXVII-XXVII angedeuteten Ebene;
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28Q294Q
Fig. 28 einen Längsschnitt durch das ein optisches System nach Figuren 2 bis 5 für das rechte Auge enthaltende
Gehäusej
Fig. 29 einen Schnitt durch den oberen Teil des Gehäuses entlang einer durch XXIX-XXIX in Fig. 28 angedeuteten
Ebene mit Blick auf den dritten Spiegel;
Fig. 30 eine Ansicht des dritten Spiegels in der in Fig. 29 durch den Pfeil 31 angedeuteten Richtung;
Fig. 31 eine Draufsicht auf die Rückseite des in Fig. 29 gezeigten Spiegels und
Fig. 32 eine teilweise aufgeschnittene Ansicht des Okularteils, in Fig. 28 von rechts gesehen.
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- 30-
MO
In der Figur 1 sind das rechte Auge RA und das linke Auge LA jedes in einem Abstand von 33 nun von der durch die
Nasenspitze NA verlaufenden, durch MNE angedeuteten Mittelnasenebene dargestellt, in der im Abstand von etwa 300 mm
von jedem der beiden Augen entfernt sich ein zu betrachtendes Objekt OBJ befindet. Der Mittelstrahl UM. führt vom
Objekt direkt zum unbewaffneten rechten Auge RA und der Mittelstrahl
UM2 führt entsprechend vom Objekt zum unbewaffneten
linken Auge LA.
Die beiden Augen LA und RA schauen gleichzeitig durch ein stereoskopisch vergrößerndes Doppelsystem, das aus zwei
an sich gleichen, jedoch untereinander spiegelbildlich seitenverkehrtes optisches Einzelsystem RS und LS besteht. Der
vom Objekt ausgehende Mittelstrahl A, dessen Projektion auf die Papierebene der Fig.la durch £KJ angedeutet iet,' führt in das
rechte optische Einzelsystem RS und wird in diesem so umgelenkt, daß er in einer der Eintrittsachse A parallelen Austrittsachse
E in das rechte Auge RA eintritt, deren Projek tion auf die Papierebene der Fig. la mit /""E^ bezeichnet ist.
Der vom Objekt ausgehende Strahl A*
tritt in das linke Einzelsystem LS ein und
erleidet in ihm eine spiegelbildlich verkehrte Umlenkung« sodaß er entlang der Austrittsachse E1(in Fig. 1 dessen Projektion Ζ"Έ^7 in das linke Auge LA eintritt. Die von den Augen aus über die beiden Einzeleysteme RS und LS hinaus rück-
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wärts verlagerten Austrittsstrahlen E und E1 treffen sich
in der Nasenmittelebene NME in einem Punkt P,« welcher näher zu den Augen hin liegt als das Objekt (In Fig. 1 ist seine
Projektion lj?-\J gezeigt) . Eine Korrektur dieses "Fehlers"
wäre durch entsprechende Einstellung der optischen Elemente in den beiden Einzelsystemen RS und LS ohne weiteres möglich«
würde aber den gewohnheitsgemäßen Reflexbewegungen der beiden Augen beim stereoskopischen Sehen widersprechen« bei denen
die Augen bei Einstellung auf ein näher und somit größer zu sehendes Objekt ihre Sehachsen auf einander zu bewegen.
In der Folge wird nun nur das eine optische Einzelsystem RS« durch welches das rechte Auge RA bewaffnet ist« beschrieben.
Das für dieses Einzelsystem gesagte trifft in gleicher Weise für das linke Einzelsystem jedoch spiegelbildlich seitenverkehrt
zu.
In Fig. 2 sind nun die Verläufe der oben erwähnten Mittelstrahlen vom Objekt zum rechten Auge RA außerhalb des Einzelsystems
RS in einer durch den direkten Mittelstrahl UM1
und den zum Objektiv 10 des Einzelsystems RS führenden Mittel strahl A gelegten Ebene dargestellt.
Der aus der Augenlinse 20 des Okulars austretende« in
das rechte Auge RJi einfallende Austrittsstrahl E bildet mit
dem unbewaffnet gesehenen Direktstrahl einen Winkel <*■ von
etwa 14°. In Fig. 2 ist die Projektion £eJ dieses Aus-
I0I830/09M
ORIGINAL INSPECTED
trittsstrahl E auf die genannte Ebene gezeigt. Die Umlenkungen des Strahlengangs im optischen Einzelsystem RS sind
nur Projektionen auf die letztgenannte Ebene.
In den Figuren 2, 3, 4 und 5 ist das optische Einzelsystem
RS dargestellt.
Wie aus Figuren 2, 3 und 4 ersichtlich, gelangt der Mittelstrahl A, der hier in der Ebene der Fig. 2 und in seiner
Projektion ζΔ-J in der Papierebene der Fig. 3 und selber parallel
mit dieser Ebene verläuft, während er in die Papierebene der Fig. 4 senkrecht eindringt, in das Objektiv 10, das
in üblicher Weise als Achromat ausgebildet ist, und trifft vom Objektiv 10 aus auf den Planspiegel 11 auf, dessen Rückseite
in Fig. 3 und dessen spiegelnde Seite in Fig. 4 sichtbar
ist. Dieser Spiegel 11 hat tatsächlich eine parallelogrammförmige
Spiegelfläche, die jedoch infolge der Neigung des Spiegels, der mit seinem unteren Rand 11a zum Objektiv
hin geneigt ist und mit seinem linken Spiegelflächenrand 11b aus der Papierfläche der Fig. 3 heraussteht, bzw. hinter der
Papierfläche der Fig. 4 liegt, in Fig. 3 als Rechteck er scheint .
Am Planspiegel 11 wird der Strahl A im Auftreffpunkt P2
in die Richtung des Strahles B umgelenkt, (dessen Projektion in Pig· 2 9eze^9t ^St) und zwar so, daß
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-JtT-
die Projektion /^Bj^ des Strahles B auf die Papierebene
der Pig. 3 mit der Projektion £a_/ einen Winkel β von etwa
108 bildet, wobei die mit [B^] & gekennzeichnete Projektion
des Strahles B auf die Ebene der Fig. 4 mit der Papierebene der Fig. 2., die in Fig. 4 mit II -II gekennzeichnet ist,
einen Winkel f von etwa 20 bildet. Infolgedessen tritt der Strahl B aus der Papierebene der Fig.. 3 in Bezug auf den
Strahlengang vom abzubildenden Gegenstand zum rechten Auge RA nach auswärts, d.h. vom Auge aus nach rechts hinaus. Dort
trifft der Strahl B im Punkt P- auf den in Figur 3 in Rückan-
schräggesteilten
sieht und Fig. 4 in Vorderansicht, d.h. mit seiner/Spiegelfläche
sichtbaren Planspiegel 12 auf. Dieser Spiegel ist so gestellt, daß die in Fig. 3 durch J\2m^J gekennzeichnete
12m
Projektion seiner Längsachse/auf die Papierebene der letzteren Figur in einer Ebene IV-IV verläuft, die zur Projektionslinie A senkrecht steht und mit der Papierebene der Fig. 4
identisch ist. Er ist dabei mit seiner in Fig. 3 durch ihre
12n Projektion [\2xi~f . dargestellten Querachse/etwas gegenüber
der Papierebene der Fig. 3 geneigt, sodaß er mit seiner linken
Spiegelflächenkante 12a etwas aus den Papierebenen der Figuren 3 und 4 herausragt, und zwar um einen solchen Winkel,
daß der von ihm im Punkt P3 umgelenkte Strahl B in Richtung
des Strahles C weiterverläuft, der in der Papierebene der
Fig. 4 horizontal, d.h. lotrecht zur Papierebene der Fig. 3 verläuft. Jenseits der letztgenannten Papierebene, die in Fig.
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4 durch ΙΙΙ-ΙΙΙ angedeutet ist, trifft der Strahl C im Punkt
P4 auf einen Planspiegel 13 auf, dessen Längsachse L._ in
der Papierebene der Fig. 4 verläuft und der senkrecht auf dieser Papierebene steht und so geneigt ist, daß der Strahl C
auf ihn unter einem Winkel von 45 auftrifft und hierdurch
unter einem rechten Winkel nach unten abgelenkt wird. Der von
13
diesem Spiegel/umgelenkte Strahl D verläuft in der Papierebene der Fig. 4 durch ein Bildfenster 15 und die Feldlinse 16 des Okulars bis zu einem vierten Umlenkspiegel, dem Planspiegel 14, der auf der Papierebene der Fig. 3 senkrecht steht und so gegenüber dem Strahl D geneigt ist, daß dieser im Punkt P-unter einem Winkel/von 105° schräg nach unten vom Objektiv weg abgelenkt wird. Der'durch den Spiegel 14 umgelenkte Strahl E gelangt nun durch die Augenlinse 20 des Okulars in das betrachtende rechte Auge RA.
diesem Spiegel/umgelenkte Strahl D verläuft in der Papierebene der Fig. 4 durch ein Bildfenster 15 und die Feldlinse 16 des Okulars bis zu einem vierten Umlenkspiegel, dem Planspiegel 14, der auf der Papierebene der Fig. 3 senkrecht steht und so gegenüber dem Strahl D geneigt ist, daß dieser im Punkt P-unter einem Winkel/von 105° schräg nach unten vom Objektiv weg abgelenkt wird. Der'durch den Spiegel 14 umgelenkte Strahl E gelangt nun durch die Augenlinse 20 des Okulars in das betrachtende rechte Auge RA.
Die Papierebene der Fig. 5 soll entlang der unteren Abschnittkante
20a der Augenlinse 20 verlaufen und zwar so, daß
vom Punkt P4 abwärts gerichtete
der/strahl D auf ihr lotrecht steht und der Strahl A und der Strahl C zu ihr parallel, in verschiedenen Ebenen und dabei der Strahl C gerade vom Punkt .P3 zum Punkt P4 verläuft.;
der/strahl D auf ihr lotrecht steht und der Strahl A und der Strahl C zu ihr parallel, in verschiedenen Ebenen und dabei der Strahl C gerade vom Punkt .P3 zum Punkt P4 verläuft.;
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Die bevorzugte Neigung der Spiegel 11 und 12 gegenüber der optischen Achse Ά des Objektivs 10 einerseits und
der optischen Achse D vom/Spiegels 13 zum Spiegel 14 andererseits wird in einfacher Weise wie folgt ermittelt.
Beim Spiegel 11 wird zwischen der durch den Auftreffpunkt P2 in der durch die Strahlen A und B bestimmten Ebene (Fig.2)
in der Spiegelfläche verlaufenden Mittelachse lim und der
durch den Punkt P2 parallel zu vorderen Spiegelkante 11a
(Figuren la und 5) verlaufenden Mittelachse Hn unterschieden/. Der Tangens des
zwischen der optischen Achse A und der Spiegelmittelachse lim
eingeschlossenen spitzen Winkels soll 2/3 betragen (Fig. 2), derjenige des zwischen der Spiegelmittelachse Hn und der
durch den Punkt P2 verla.ufenden Parallelen zur optischen
Achse C (Fig. 5) eingeschlossenen spitzen Winkels soll vorzugsweise 1/2 betragen. ·
Beim Spiegel 12 ist ebenfalls zwischen einer Spiegelachse 12m, die durch den Punkt P3 parallel zur Spiegelkante
12a in der Spiegelfläche verläuft (Fig. 4) und einer Spiegelmittelachse 12n, die durch den Punkt P3 parallel zur Spiegelkante 12b verläuft« zu unterscheiden (Fig. 3).
Die Neigung des Spiegels 12 gegen die optische Achsen
λ und C ist vorzugsweise einerseits bestimmt durch den Tangen* des zwischen der Spiegelachse 12m und der durch den
Funkt F3 verlaufenden Parallelen zur optischen Achse D gebildeten spitzen Winkels (Fig. 4), der 2/3 betragen soll,
101830/09IV · QHiGlNAL IMSPSCTii
und andererseits durch den Tangens des zwischen der Spiegelmittelechse
12n und der durch den Punkt P3 verlaufenden Parallelen zur optischen Achse A gebildeten spitzen Winkels
(Fig. 5) der 1/3 betragen soll, bestimmt.
Bei Einhaltung dieser Neigungen der Spiegel 11 und 12 wird mit dem Arbeitsgerät eine optimale Bildwiedergabe erzielt,
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Ein mit dem einfach vergrößernden optischen System oder mit dem stereoskopisch vergrößernden Doppelsystem nach
der Erfindung ausgerüstetes Arbeitsgerät für normale Sichtweite bietet dem Benutzer also die Möglichkeit, ohne irgendwelche
Manipulationen und ohne Änderung der Kopfhaltung durch einfachen Wechsel der Blickrichtung auf Wunsch in freier, ungehinderter
Sicht oder aber mit der vom optischen System geleisteten Vergrößerung das gleiche Bildfeld zu erblicken, ohne
es aus den Augen zu verlieren.
Das Arbeitsgerät kann, wie weiter unten näher beschrieben wird, an einer Kopfhalterung so angebracht sein, daß es an
Stelle einer Brille oder auch vor diese gesetzt brillenartig verwendet wird.
Hierzu enthält das Arbeitsgerät als optisches System ein stereoskopisch vergrößerndes Doppelsystem aus zwei Teilen, deren
Abstand zu einander verändert werden kann, sodaß das Gerät dem Augenabstand des Benutzers angepaßt werden kann.
Der möglichst übergangslose Wechsel vom frei gesehenen
zum vergrößert gesehenen Bild wird durch die bereits beschriebene scharfe Trennkante an jeder der Augenlinsen der beiden
Okulare ermöglicht. Diese Trennkante liegt bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel über dem freien Sehfeld, wes
halb bei der beschriebenen Ausführungsform der etwas unterhalb der Mitte jeder Augenlinse gelegene Teil der letzteren grad-Unig abgeschnitten^ ^ ^
3«
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Weiter ist dafür Sorge getragen, daß für die Verwendung als Brille die biIdtrennenden Linsenschnittkanten nicht zu
nahe an den Augen liegen. Hierdurch wird auch vermieden, daß der Winkel, unter dem der Blickwechsel stattfinden muß, nicht
zu groß wird. Auch wird die Ausbildung einer störend breiten, unscharfen Überlappungszone zwischen dem frei gesehenen und
dem vergrößerten Bild vermieden.
Eine obere Abstandsgrenze vor den Augen ist weiter dadurch gegeben, daß die Okulare bei ausreichendem Sichtwinkel
zu groß werden würden. Je nach der geforderten Vergrößerung gibt es hierfür optisch konstruktive Grenzen. Bei dem erfindungsgemäßen
optischen System entsteht, bedingt durch einen genügenden Sichtwinkel, vorzugsweise ein reelles Zwischenbild,
was durch ein zweigliedriges Okular bestehend aus der erwähnten Felölinse und der unten gradlinig abgeschnittenen Augenlinse
erreicht wird. Die vier Umkehrspiegel, die dafür sorgen,
daß das vom Auge durch das Okular gesehene Bild seitenrichtig und aufrecht erscheint, sind in das optische System erfindungsgemäß
so eingebaut, daß die folgenden Bedingungen erfüllt werden :
1. die Objektive liegen zumindest in derjenigen Ebene, die zur durch beide Augen und das betrachtete Objekt verlaufenden
Horizontalebene annähernd senkrecht oder hiervon abweichend etwas geneigt steht, näherungsweise auf der vom Auge weg verlängerten
Achse des Okulars, wodurch der stereoskopieche Doppel-
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sichtwinkel nicht wesentlich vergrößert wird {Fig.la);
2. die Objektivachsen sind gegenüber den Okularachsen um so viel nach unten geneigt, daß sie die Achsen der freien
Sicht in der Objektquerebene schneiden, d.h. derjenigen Ebene,
auf welcher die zwischen beiden Augen des Benutzers in der Horizontalebene verlaufende Symmetrieachse lotrecht steht und
in welcher sich das Objekt befindet;
3. im Strahlengang vom Objekt zum Auge bei freier Sicht befindet sich kein Bauelement des optischen Systems.
Zur Erfüllung dieser drei Bedingungen verläuft der Strahlengang im optischen System in der weiter oben beschriebenen
Weise vorzugsweise vom Objektiv über drei der vier beschriebenen Umlenkspiegel zur Feldlinse des Okulars und von
dieser über den vierten Spiegel in die Augenlinse desselben.
Diese Strahlenführung im erfindungsgemäßen System unterscheidet sich von der vorbekannten, indem die Eintritts- und
Aus tritt sechs.en des Strahlenganges, also in das Objektiv und
aus der Augenlinse des Okulars, nicht parallel zu einander ver laufen, aber auch nicht wesentlich gegeneinander versetzt sein
dürfen« wozu die üblichen rechten Spiegelungswinkel nicht immer ausreichen.
Da von. diesen Spiegelungswinkeln aber nicht beliebig ab
gewichen werden darf« ohne daß die genaue Bildaufrichtung beein-
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trächtigt wird, müssen bestimmte Winkelverhältnisse unter einander eingehalten werden, die berechnet oder empirisch
bestimmt werden können. Die bevorzugten Verhältnisse sind oben erwähnt.
Dabei ist es möglich, von der oben beschriebenen Ausführungsform abzuweichen, solange die Bedingungen der vollständigen
Bildumkehrung gewahrt bleiben. Dies ist der Fall, wenn jede Abweichung einer der drei mittleren Strahlenstrecken
B, C und D von ihrer rechtwinkligen Lage zu einer der anderen Strahlenstrecken durch eine entsprechende Schrägstellung in
einer zur erstgenannten Strahlenstrecke rechtwinkligen Ebene ausgeglichen wird.
Nur hierdurch kann die bereits genannte Bedingung erfüllt werden, daß die Objektivachse und die Okularachse zu
einander eng benachbart verlaufen sollen. Wenn also die durch das Objektiv in das System gemäß der gezeigten Ausführungsform
eintretende Strahlenstrecke A in der Zeicheriebene der Fig. 2 verläuft, so muß die vom ersten zum zweiten Spiegel des Umlenksystems
verlaufende Strahlenstrecke B schräg aus der Ebene der Fig. 2 heraus und schräg nach oben abgelenkt werden. Die vom
Zweiten zum dritten Spiegel verlaufende Strahlenstrecke C und die vom dritten Spiegel nach unten unter einem rechten Winkel
abgelenkte Strahlenstrecke D hingegen verlaufen beide in der durch die Strecke C senkrecht zur Ebene der Fig. 2 gelegte Quer-
809830/OBtl
ebene. Die durch die Feldlinse des Okulars durchtretende,
auf den vierten Spiegel des Umlenksystems auftreffende Strahlenstrecke
D wird nun an letzterem wiederum nicht, wie in DT-PS 1 239 869 und DT-PS 1 497 664 gelehrt wird, unter einem
rechten Winkel, sondern unter einem etwas größeren Winkel in die Augenlinse des Okulars abgelenkt.
Neben den oben erwähnten optischen Bedingungen erfüllt das anhand der obigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Systems erläuterte Beispiel der Strahlenführung auch noch eine bauliche Forderung. Die Achsenlinien der Strahlen sind nämlich
an allen Stellen weit genug von einander entfernt, sodaß genügend Raum für die Spiegelflächen und die diesen entsprechenden
Gesamtstrahlengängen freibleibt.
Bei den beschränkten Raumverhältnissen wie sie insbesondere bei einem brillenartig zu tragenden Arbeitsgerät vorliegen,
und vor allem auch wegen der angeschnittenen Augenlinsen ist ein länglich rechteckiges Bildfeld mit gerundeten Ecken
besonders vorteilhaft. Damit bei dieser Verwendung Raum und Gewicht möglich gespart werden, um so das Arbeitsgerät möglichst
handlich zu machen, werden als Umlenkungselemente an Stelle der Üblichen Prismen vorzugsweise Oberflächenspiegel verwendet.
809830/09Bt
-M -
2602940
Die Fokusäerung erfolgt zwar vor allem bei der letztgenannten
Verwendung durch willkürliche Wahl des richtigen Abstandes der Augen des Benutzers vom Objekt. Jedoch ist
vorzugsweise eine Einstellvorrichtung wenigstens an einem der beiden Okulare vorgesehen, um vor allem Ungleichheiten
der beiden Augen der Benutzer ausgleichen zu können. Dazu darf aber die Augenlinse des betreffenden Okulars nur axial
verschoben werden, weil der gradlinige Querschnitt an ihrer Unterseite ein Drehen der Augenlinse bei ihrer Feineinstellung
verbietet.
809830/098!
Die Figuren 6 und 7 zeigen die bevorzugte Ausführungsform des Wechselblickgeräts nach der Erfindung, welche ein
Kopfteil 30, ein Schwenkteil 31 und zwei Gehäuse 132 und 133 mit dem optischen Doppelsystem 32,33 umfaßt.
Im einzelnen besteht das Kopfteil 30 wie in Fig. 6 bis 8 gezeigt, aus drei elastischen Bandelementen, dem Scheitelband 34,
dem Stirnband 35 und dem Hinterkopfband 36, die alle drei miteinander verstellbar verbunden sind und so den verschiedenen
Kopfgrößen angepaßt werden können.
Die Verbindung zwischen Scheitelband 34 und Stirnband 35 umfaßt wie aus Fig. 6 bis-8 ersichtlich, eine Stirnplatte 37,
an der das Stirnband 35 mittels der Schraubverbindungen 38 und 39 festverbunden ist. Das Scheitelband 34 und das Hinterkopf-
band 36 sind mit einer Hinterkopfplatte 40 verstellbar mittels Schraubverbindungen 41 und 42 bzw. 43 und 44 verbunden. Von
den Schraubverbindungen 41 und 42 ist die eine als Klemmschrau be 41 und die andere als Führungsschraube 42 ausgebildet, die
beide in Längaschlitzen 41a bzw. 42a des Scheitelbandes 34 geführt werden. Hierdurch kann die Länge des Scheitelbandes
der Kopfgröße angepaßt werden.
Jede der beiden Schraubverbindungen 43, die in Schlitzen 43a
des Hinterkopfbande· 36 geführt aind, dient als Klemmschraube,
809830/0911
1 .
während die Schraubverbindung 44 durch einen Schlitz 44a im Hinterkopfband hindurchragt und als Führungsschraube bei
der Verbindung von Hinterkopfband 36 und Hinterkopfplatte 40 dient.
An der Stirnplatte 37 kann das Stirnband 35 in entsprechender Weise durch Verstellen mittels Schraubverbindungen 45
und 46 dem Kopfumfang angepaßt werden.
Das Stirnband 35 und das Hinterkopfband 36 überlappen sich in der Schläfengegend und sind mit Hilfe von Spanneinrichtungen
50 und 51 auf der linken und rechten Kopfseite in der Schläfengegend miteinander verbunden. Diese Spanneinrichtungen
50 und 51 sind erforderlich, um das Gerät jederzeit leicht auf- und absetzen zu können, was nur dann möglich ist,
wenn das horizontale Bandsystem aus Stirnband 35 und Hinterkopfband
36 gegenüber dem Kopfumfang genügend erweitert werden
kann.
Dies tritt dann ein, wenn die beiden Griffknopfpaare 52,53
und 54,55 mittels Daumen- und Zeigefinger beider Hände gegeneinander
gedrückt werden. Ist das Gerät aufgesetzt, so werden die beiden Griffpaare losgelassen, wodurch sich unter der Einwirkung
einer Feder 56, die bei jedem Paar beidseitig vorgesehen ist, Hinterkopf- und stirnband so weit aufeinander zu bewegen«
daß das ganze System mit ausreichendem verschiebungssicherem Truck den Kopf umspannt (Figuren 13 bis 15).
809830/0«·!
Hierzu trägt das Stirnband 35 auf der linken Kopfseite nach seinem dem Hinterkopf zugewandten Ende zu zwei durch die
Seitenplatte 60 nach außen herausragende Schraubverbindungen 57 und 58, mittels deren Hilfe die Seitenplatte 60 auf Ringschultern
86a bzw. 87a der Abstandsbuchsen 86 und 87 gehalten wird,
während auf der rechten Kopfseite die Seitenplatte 61 in entsprechender Weise mittels Schraubverbindungen 59a und 59b an
Abstandsbuchsen 87 und 88 gehalten wird (Figuren 8,9 und 17).
Zwischen dem Stirnband 35 und der Seitenplatte 50 verläuft das Hinterkopfband 36, welches mit Längsschlitzen 86a
und 87a versehen ist, durch welche die Abstandsbuchsen 86 und 87 nach außen hindurchtreten (Fig. 17) .
In den Figuren 13 bis 16 ist das Hinterkopfband 36 mit dem_Stirnband
35 überlappend in Richtung auf die Stirnplatte 37 zu gespannt. Als Spanneinrichtung dienen dabei die Spannfeder 56
und die beiden Federlager 124 und 125, von denen das nach außen
(Fig.16)
hervorragende Federlager 124/in das Hinterkopfband 36 feststehend eingesetzt ist, während das Federlager 125 mit dem Stirnband 35 fest verbunden ist und durch einen Längsschlitz 126 in dem Hinterkopfband 36 nahe dessen vorderem, zur Stirnplatte 37 hingerichteten Ende nach außen hindurchragt.
hervorragende Federlager 124/in das Hinterkopfband 36 feststehend eingesetzt ist, während das Federlager 125 mit dem Stirnband 35 fest verbunden ist und durch einen Längsschlitz 126 in dem Hinterkopfband 36 nahe dessen vorderem, zur Stirnplatte 37 hingerichteten Ende nach außen hindurchragt.
Die Spannfeder 56 zieht nun das am Hinterkopfband 36 be festigte Federlager 124 zum am Stirnband 35 befestigten Feder
lager 125 hin und hat so die Tendenz, den überlappenden Bereich
809830/098*
der beiden Bänder 35 und 36 zu vergrößern, bis das hintere Ende 126a des Schlitzes 126 auf das Pederlager 125 auftrifft
und die Überlappung begrenzt. Die Federkraft, durch die die Überlappung der Bänder 35 und 36 vergrößert wird, ist aber
damit bestrebt, den Abstand zwischen Stirnplatte 37 und Hinterkopfplatte 40 zu verkleinern, also der Kopfhalterung am
Kopf des Benutzers einen festeren Sitz zu verleihen.
Dabei liegen in dieser gespannten Stellung die rückwärtigen Enden der Längsschlitze 86a und 87a an den Abstandbuchsen
86 bzw. 87 an.
An ihrem vorderen, stirnseitigen Ende trägt die Seitenplatte
60 den Griffknopf 53, während das Hinterkopfband 36 an
seinem stirnseitigen Ende eine an ihm mittels Schraubverbindung 127 befestigte Spannerplatte 81 trägt, an deren rückwärtigem
Ende der Griffknopf 52 in bei Nichtbetätigung etwa daumenbreitem Abstand vom Griffknopf 53 angebracht ist.
Vorzugsweise ist auch auf der rechten Kopfseite ein Griffknopfpaar
54, 55 sowie eine Spannerplatte 82 vorgesehen. Um die Kopfhalterung am Kopf des Benutzers zu lockern, und sie dadurch
leicht abnehmen zu können, werden die auf der linken Kopfseite befindlichen Griffknöpfe 52 und 53 mit Daumen- und Zeigefinger
der linken Hand aufeinander zugedrückt. Dasselbe geschieht mit den Griffknöpfen 54 und 55 auf der rechten Kopfseite (Figuren
und 9.
809830/OSBt
2902940
Hierbei bewegt sich die Spannerplatte 81 in Fig. 16 nach rechts. Sie führt dabei das Federlager 124 unter Spannen
der Feder 56 mit sich und kann dies solange tun, bis das Federlager 125 an dem vorderen Ende 126b des Schlitzes 126
angehalten wird, während die Abstandbuchsen 86 und 87 in den Schlitzen 86b bzw. 87b nach der Stirnseite zu verschoben werden.
Der überlappende Bereich der Bänder 35 und 36 wird hierdurch verringert, der Abstand zwischen Stirnplatte 37 und Hinterkopfplatte
40 also verlängert, wodurch der Benutzer die Kopfhalterung leicht abnehmen kann (Figuren 16 und 17).
309830/09H
4β
Für einen einwandfreien Durchblick durch das optische System ist aber vorzugsweise noch Vorsorge dafür zu treffen,
daß die gesamte Apparatur bei jedem Wiederaufsetzen mit Sicherheit schnell und sicher in der genauen Soll-Lage verspannt
wird, und dies sowohl hinsichtlich der Höhenlage als auch hinsichtlich möglicher seitlicher Verschiebungsfehler. Dies wird
erreicht mittels eines Nasenfühlers 47, welcher mit seinem un-
47 a
teren bügeiförmigen Ende/die Nasenwurzel leicht berührt. Weil damit allein zwar eine seitlich symmetrische Haltung gewährleistet
ist, nicht aber die individuelle richtige Höhenlage, ist dieser Fehler durch einmalige Justierung des Nasenfühlers
an der Stirnplatte 37 mittels Verschieben der beiden Längsschlitze
38a und 39a in Bezug auf die Klemmschrauben 38 und in seiner Höhe verstellbar (Fig. 10).
Das zum Schwenken des Geräteteils (Schwenkteils) 31 mittels Nicken mit dem Kopf erforderliche labile Gleichgewicht wird
durch ein Gegengewicht 64, z.B. ein Bleigewicht, hergestellt, welches durch einen verstellbaren Bügel 65 mit. dem das optische
System tragenden Schwenkhebel 66 in der gewünschten Abwinkelung verstellbar mittels der Feststellschraube 67a oder 67b verbunden
ist (Figuren 6,7 und 9) .
Auf der auf jeder Kopfseite vorgesehenen Seitenplatte 60,
61, die mittels Schraubverbindungen 57 und 58 mit dem Hinterkopfband
36 verbunden ist, befindet sich ein Drehlager 62 für den
Sc.iwenkhebel 66 bzw. 67. Der linksaeitige Schwenkhebel 66 liegt
in der unteren Endstellung des Geräteteils, also der Arbeits-
809930/09«!
stellung mit seiner vom Bereich £0 U 4 5JhU
des Drehlagers 6 2 in Richtung auf die Kopfplatte 40 zu verlängerten
Nase 114 in der in Fig. 12 durch ausgezogene Linien gezeigten Stellung an der oberen Fangnase 106 eines auf der betreffenden
Seitenplatte 60 um das Drehlager 111 schwenkbar gelagerten Feststellhebels 110 an (Figuren 12 und 13) .
In dieser Stellung ist der Feststellhebel 110 mit seinem Schwenkarm 110a an die Seitenplatte 60 herangeschwenkt bis das
dem Drehlager 52 zugewandte JSn^e i'es Schlitzes 1C7 des Featstellhebels
110 am auf der Seitenplatte 60 befestigten, nach außen vorspringenden Haltezapfen 108 anliegt. Die Nase 114 kann
nun bei Schwenken des Gerateteils durch einfaches Kopfnicken
und damit erfolgendem Aufwärtsbewegen der die Optik tragenden Schwenkschiene 120 eine Abwärtsbewegung ausführen bis sie, wie
in Fig. 12 strichpunktiert angedeutet ist, gegen die untere Fangnase 109 des Feststellhebels 110 anläuft und damit das Geräteteil
seine obere Endstellung erreicht hat.
Um in besonderem Bedarfsfalle beide Endstellungen des
schwenkbaren Systems gegen unwillkürliche Kopfbewegungen zusätzlich sichern zu können, muß der Feststellhebel 110 um
sein Drehlager 111 mit seinem Schwenkarm 110a abwärts bewegt werden. Hierdurch werden die an seinem oberen Ende vorgesehenen
zwei Kerben 112 und 113 zum Drehlager 62 hin bewegt, wobei die
110 verlängerte Nase 114 des linken Schwenkhebels/in die eine dieser
Kerben in der oberen oder unteren Endstellung eingeschoben wird. Zur Eigensicherung der Eingriffstellung des Feststellhebels
«09830/09«*
dient eine kleine Kniehebelblattfeder 115. Feststel]
auf der rechten Kopfseite trägt ebenfalls einen Schwenkarm 116a,
der mit der Nase 117 des Schwenkhebels 67 in gleicher Weise zusammenarbeitet .
Der individuelle Abstand des optischen Systems vom Auge kann noch durch Verstellen der Schwenkschienen 12Ο bzw. 121
auf den Schwenkhebeln 66 bzw. 67 eingestellt und mittels der Feststellschrauben 122a bzw. 122b gesichert werden.
Es ist weiterhin zweckmäßig, die Stabilität der beiden oben genannten Endstellungen durch Federstabilisatoren 68 und
69 weiter zu verbessern (Fig. 3, 9 und 13). Die Stabilisatoren bestehen aus Kniehebelfedern, deren eines Ende 68a bzw. 69a am
Schwenkhebel 66 mittels eines Hohlnockens 66a bzw. 66b beweglich befestigt ist, während das andere Ende 68b bzw. 69b in einer Verstellschraube
70 bzw. 71 gelagert ist, die in eine Hülle 72 mit Innengewinde verstellbar eingeschraubt ist, die ihrerseits auf
einem Winkelteil 73 einer Stabilisatorträgerplatte 75 bzw. 76 fest aufsitzt. Die Stabilisatorträgerplatte 75 ist mit dem Stirnband
35 mittels Schrauben 77, 78, die sich in Abstandbuchsen 79 und 80 befinden (Fig. 13), fest verschraubt. Die Buchsen 79 und
80 dienen gleichzeitig als Führungselemente für die Spannerplatte 81, durch deren Längsschlitze 84 und 85 sie hindurchragen. Die
Spannerplatte 81 ist mittels Schraubverbindungen 127 und 128 mit dem stirnseitigen Endbereich des Hinterkopfbandes 36 fest verbun
den (Figuren 11 bis 16).
In Fig. 14 ist das Drehlager 62, mittels welchem der Schwenkhebel 66 auf der Seitenplatte 60 befestigt ist, vergrößert
dargestellt. Auf der Seitenplatte 60 sitzt der Hohl-
809830/090*
- 6Ί-
2S02S4Ü
zapfen 130 fest eingelassen und ragt mit einem Kopfteil 131 mit als Kugelzone ausgebildeter Seitenwandung nach auswärts
Auf dieser kugelig-konvexen Seitenwandung sitzt die in eine Öffnung 66c des Schwenkhebels 66 fest eingelassene
Drehlagerschale 132 und wird auf dem Drehzapfen schwenkbar mittels einer in den Hohlzapfen 130 eingeschraubten Halteschraube
133 mit Spiel festgehalten.
Da das Auf- und Abschwenken des Geräteteils an sich mit erheblichen Endanschlagstößen verbunden wäre, welche nicht nur
eine Verschiebungsgefahr des Kopfbandsystems bedeuten würden,
sondern auf die Dauer sehr lästig werden können, werden die beiden Anschläge in den Endstellungen durch je einen hydraulichen
Stoßdämpfer 90, 91,die auf der rechten und linken Kopfseite zwischen Schwenksystem und Kopfhalterung zwischejigeschoben
sind, gemildert (Figuren 18 bis 23) .
Der Stoßdämpfer 90 weist einen äußeren Zylindermantel 90a auf, der in seinem geschlossenen Ende den eigentlichen Zylinder
94 trägt, in dessen Hubraum 98 der Kolben 92 hineinragt, der auf dem am inneren Ende des" Zylinders 94 gelegenen,alsverjüngter Dornteil
95 ausgebildeten Ende der Schubstange 99 beweglich aufsitzt.
Der Zylinder 94 trägt auf seinem nach rückwärts über den Kolben 92 hinausragenden, die Schubstange 99 unter Freibleiben
eines ringförmigen Durchlaßkanals 97 umgebenden Muffenteil 104 einen elastischen Schlauch 105, der die Schubstange 99 umgibt
- se- (ft.
μηά auf einem weiter vom Kolben 92 weg nach rückwärts gelegenen
verdickten Teil 135 mit seinem rückwärtigen Ende befestigt ist. An ihren: verdickten Teil 135 trägt die Schubstange 99 außerdem
einen Ringflansch 136, mittels welchem sie im Zylindermantel 90a geführt ist.
In dem zwischen Schlauch 105 und der Schubstange 99 befindlichen Raum 96 sowie im Durchlaßkanal 97, im Hubraum 98 und einer
weiter unten beschriebenen Rücklaufleitung befindet sich Bremsflüssigkeit.
An seinem vorderen, aus dem Zylindermantel 90a nach vorwärts herausragenden, verjüngten Zapfenteil 137 ist der Zylinder
94 des Stoßdämpfers 90 über ein Gummikissen 138 im Winkelflansch 60a der Seitenplatte 60 gelagert und in diesem mittels der Haltemutter
139 gesichert. Dabei ist der linksseitige, über die Gelenkverbindung 118 mit dem Schwenkhebel 66 verbundene Stoßdämpfer 90
für die Dämpfung der Aufwärtsbewegung der Schwenkeinrichtung und der rechtseitige Stoßdämpfer 91 (Fig.9) für die Dämpfung der Abwärtsbewegung
vorgesehen. Auch ist hierbei die Bedingung zu erfüllen, äaß bei Beginn der Schwenkbewegung mittels bloßem Nicken
mit dem Kopf keine merkliche Bremswirkung entsteht, um eben .die Anfangsbewegung möglichst wenig zu behindern, daß aber die Bremswirkung
gegen Ende der Bewegung erheblich zunimmt. Zu diesem Zweck ist der Kolben 92 und der ihn aufnehmende Bremszylinder 94 als in
Einschubrichtung sich verjüngender Kegelstumpfkolben bzw. Zylinder ausgebildet, so daß also bei Beginn der Bremswirkung
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mit der äußersten .Rückzugsstellung (Fig.19) die Bremsflüssigkeit
96 durch einen verhältnismäßig großen Durchlaßkanal 97 strömt, welcher aber mit zunehmendem Kolbeneinschub automatisch enger
wird, so daß sich die Bremswirkung zunehmend erhöht. Dies allein
würde aber zur Folge haben, daß auch beim Wiederzurückziehen
des Kolbens 92 aus dem Zylinder 94 in diesem Stoßdämpfer ein gleichmäßiger Sogwiderstand entstünde, womit die Einleitung
der Rückbewegung aus der unteren in die obere Stellung durch bloßes Kopfnicken entsprechend erschwert würde (Fig. 18 bis 22).
Um dies zu verhindern, bildet der Kolben 92 mit dem Dornteil 95 der Schubstange 99 und einer um das Dornteil 95 herumgelegten
Druckfeder 100 ein selbsttätiges Ventilsystem. Wenn nämlich die Schubstange 99 ihre Einschubendstellung (Fig. 18)
erreicht hat, wird der Kolben 92 durch die Feder 100 noch um eine kleine Strecke weiter in den Zylinder 95 hineingeschoben,
womit sich das Konusventil 101 öffnet und somit beim Rückzug
der Schubstange 99 die Flüssigkeit durch die Kanäle 102 und aus dem Raum 96 in den Verdichtungsraum 98 zurückfließen kann.
Bei Beginn des nächsten Einschubs des Kolbens 92 infolge Schwenkens des schwenkbaren Geräteteils aus der oberen Endstellung
wird die Feder 100 durch die Schubstange 99 zusammengedrückt, weil der Kolben 92 durch seine größere Widerstandsfläche
gegenüber der Bremsflüssigkeit 96 vor seinem Stirnende 92a einen
größeren Widerstand bildet, so daß die Bremsflüssigkeit jetzt ohne nennenswerte Bremswirkung aus Verdichtungsraum 98 durch den
Durchflußkanal 97 in den Raum 96 ablaufen kann (Fig. 20).
009830/09111
ORIGINAL INSPECTED
280294Q
An seiner Spitze trägt das Dornteil 95 eine Nase 95a,
eine mittige Öffnung in der welche durch / Stirnfläche 92a des Kolbens 92 hindurch
herausragt und in eine in der Zylinderendwand 94a vorhandene Führungsbohrung 94b hineinreicht. In der Nase 95a, auf welcher
der Kolben 92 verschieblich aufsitzt, begrenzt ein Splint 140 die Verschiebung des Kolbens 92 in Richtung auf die Zylinderendwand
94a. In der Bohrung 94b sind axiale Kanäle 141 vorgesehen, die beim Hineinbewegen der Nase 95a in die Bohrung 94b
ein Ausweichen der in der letzteren befindlichen Bremsflüssigkeit
nach rückwärts in den Hubraum 98 gestatten (Fig. 22) .
Der rechtseitige Stoßdämpfer 91 dient zum Bremsen des Antreffens
der Schwenkeinrichtung am Ende ihrer Abwärtsbewegung. Zu diesem Zwecke ist er mittels eines Flansches 61a der rechten Seitenplatte 61 an der letzteren montiert. Die Schubstange" 99a des
Kolbens 93 im Stoßdämpfer 91 ist dabei über einen Bügel 99b mit einem Verbindungsstück 123 verbunden, das über die Gelenkver-
(Fig.9)
bindung 119 mit dem Schwenkhebel 67 verbunden ist/ Beim Schwenken des letzteren Hebels um das Schwenklager 63 bewegt sich infolge
des Abwärtsschwenkens des Geräteteils 31 das Verbindungsstück
123 nach vorn, also nach der Stirnplatte 37 hin und zieht
damit über den Bügel 99b und die Schubstange 99a den Kolben 93 in den Zylinder 95 hinein, wobei die gleiche Bremswirkung eintritt,
wie sie bereits beim linksseitigen Stoßdämpfer 90 beschrieben wurde ( Figuren 8 und 18 bis 22) .
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"V
Das Schwenkteil 31 umfaßt die beiden Schwenkschienen 120 und 121 sowie eine in Figuren 23 bis 27 dargestellte Trägereinrichtung
bestehend aus dem Trägerteil 141, welches aus
einer Frontplatte 142, .die bei auf den Kopf aufgesetztem Gerät quer vor der Stirn des Benutzers verläuft, sowie einer
am oberen Rande der Frontplatte 142 zum Kopf hin abgewinkelt
vorzugsweise mit ihr einstückig ausgebildeten
ansetzenden,/Oberplatte 143 besteht. Am linken Ende des Trägerteils
141 ist zwischen zwei Drehzapfen, von denen in Figuren 7
144
und 2 3 nur der obere Drehzapfen/sichtbar ist, die linke Schwenkschiene
120 drehbar gelagert, während am rechten Ende des Trägerteils 141 zwischen einem oberen Drehzapfen 146, der auf der
Unterseite der Oberplatte 143 hearausrägt,' und einem unteren
Drehzapfen 147, der auf einem am unteren Ende der Frontplatte
einwärts vorspringenden Winkelflansch 148 aufsitzt, die Schwenkschiene
121 drehbar befestigt ist (Figuren 24 und 26).
Um ein Schlackern der beiden Schwenkschienen 120 und 121 zu verhindern, ist eine Kreuzverstiebung vorgesehen, welche zwei
Draht- oder Bandstreben 150 und 151 umfaßt, die unterhalb der Oberplatte 143 verlaufend und einander unter deren Mittelbereich
kreuzend an der Unterseite der Oberplatte 143 an deren linkem Ende an den Halteköpfen 152 und 153, und am rechten Ende der
Oberplatte 143 an den Halteköpfen 154 und 155 eingehakt sind.
Dank dieser Kreuzverstrebung werden die beiden Schwenkschienen 120 und 121 stets um den gleichen Winkel um die Drehzapfen 144 und
146 gegenüber dem Trägerteil 141 verschwenkt.
909830/098!
Nach den beiden Endbereichen der Frontplatte 142 zu sind
der Optikeinheiten 32 und 33 die Gehäuse 132 und 133 / angebracht und können jedes mit
Hilfe einer Augenabstandseinstellvorrichtung mittels Einstellschrauben 156 und 157 auf den individuellen Augenabstand von
der Nasenwurzel des Benutzers aus eingestellt werden. Denn auf die letzteren ist ja die ganze Kopfhalterung mit Hilfe des
Nasenfühlers 47 eingestellt, wie bereits weiter oben beschrieben wurde.
Die Anbringung des Optikgehäuses 133 an der Frontplatte 142 im rechten Endbereich der letzteren ist in den Figuren 24 bis
näher dargestellt. Die dem Kopf zugewandte innere Endwand 201 des Gehäuses 133 ist mittels einer Halteschraube 158 an einem
befestigt-Träger sockel 160/i der durch einen Schlitz 161 in der Frontplatte
142 hindurchragt und mit einem Ringflansch 162 an seinem vom
133
Optikgehause/abgewandten Ende versehen ist, der verhindert, daß der Trägersockel 160 aus dem Schlitz 161 nach außen herausfallen kann. Quer zur Sockelmittelachse, längs welcher die Halteschraube 158 in den Sockel 160 eingeschraubt ist, besitzt der letztere eine Querbohrung 163, durch welche hindurch sich der Schraubbolzen 159 der Einstellschraube 157 erstreckt. Dieser ist mit seinem verdickten, ein Außengewinde tragenden Teil in der Nähe des Schraubenkopfes 157a in der mit Innengewinde versehenen Öffnung 164a einer abgewinkelten Lasche 164 der Frontplatte 142 axial verschieblich eingeschraubt und an seinem schraubenkopffernen Ende 159a in einer aus der Frontplatte 142 herausragenden Haltelasche 165 axial verschieblich gelagert. In seinem Mittel-
Optikgehause/abgewandten Ende versehen ist, der verhindert, daß der Trägersockel 160 aus dem Schlitz 161 nach außen herausfallen kann. Quer zur Sockelmittelachse, längs welcher die Halteschraube 158 in den Sockel 160 eingeschraubt ist, besitzt der letztere eine Querbohrung 163, durch welche hindurch sich der Schraubbolzen 159 der Einstellschraube 157 erstreckt. Dieser ist mit seinem verdickten, ein Außengewinde tragenden Teil in der Nähe des Schraubenkopfes 157a in der mit Innengewinde versehenen Öffnung 164a einer abgewinkelten Lasche 164 der Frontplatte 142 axial verschieblich eingeschraubt und an seinem schraubenkopffernen Ende 159a in einer aus der Frontplatte 142 herausragenden Haltelasche 165 axial verschieblich gelagert. In seinem Mittel-
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ORIGINAL i; IZPZCTZi
bereich, mit dem er durch die Bohrung 163 des Trägersockels
hindurchragt, besitzt der Schraubbolzen 159 eine Ringnut 166, in welche ein von der Seite des Flansches 162 in den Trägersockel
160 eingeschraubter Stift 167 hineinragt und hierdurch den Schraubbolzen 159 an einer axialen Verschiebung gegenüber
dem Trägersockel 160 verhindert, aber ein Drehen des Schraubbolzens
159 mittels des Schraubenkopfes 157a gestattet(Figuren
24-26).
Wird nun durch Drehen des Schraubenkopfes 157a der Schraubbolzen 159 in Richtung aus dem Gewinde der Laschenbohrung 164a
herausgeschraubt, so folgt der Trägersockel 160 der sich hieraus
ergebenden axialen Verschiebung nach recht in Bezug auf den Kopf des Benutzers, bis er an das rechte Ende 161a des Schlitzes
in der Frontplatte 142 anstößt. Hierdurch wird auch das am Trägersockel 160 befestigte Optikgehäuse B3 mit der darin
enthaltenen Optik vor dem Gesicht des Benutzers nach rechts verschoben.
Wird umgekehrt die Einstellschraube 157 in das Innengewinde der Lasche 164 hineingeschraubt, so verschiebt sich der Trägersockel
160 und das an ihm befindliche Optikgehäuse 133 vor dem Gesicht des Benutzers nach links und kann dabei so weit verstellt
werden, bis der Trägersockel 160 an der schraubenkopffernen Haltelasche 165 anschlägt.
Um eine sichere, unverrückbare Befestigung des Optikgehäuses 133 an der Frontplatte 14 zu gewährleisten, sind in die Frontplatte
142 von deren der Stirn des Benutzers zugewandten Seite
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- *8
fr*
fr*
her drei Führungsbolzen 171, 172 und 173 eingeschraubt und in ihrer Stellung mittels Gegenmuttern 174, 175 und 176
gesichert.
Die beiden Führungsbolzen 171 und 172 ragen dabei oberhalb des Trägersockels 160 aus der Frontplatte 142 nach außen heraus,
der Führungsbolzen 173 jedoch unterhalb des Trägersockels 160. Dabei ragen die freien Enden 171a, 172a und 173a der drei
Führungsbolzen 171, 172 und 173 in entsprechende, der Längsrichtung
des Schlitzes 161 parallele Führungsnuten 177, 178 und 179 hinein und sichern so das Optikgehäuse 133 gegen ein Verschwenken
bei seiner axialen Verschiebung mittels der oben beschriebenen Augenabstandeinstellvorrichtung.
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Das Gehäuse 133 des optischen Systems 33 besteht aus Vorderteil 200 und einem Rückwandteil 201. Diese beiden Teile
sind miteinander entlang einer gemeinsamen Fuge 200a durch Kleben oder thermisches Schweißen oder dergleichen Verfahren
miteinander verbunden, entlang einem Umfang, welcher den größten Querschnitt beider Teile umschließt. Hierdurch sind die
Gehäuseteile 200 und 201 gut zur Herstellung als Spritzgußteile geeignet und können ohne kostspielige Spezialmaßnahmen entkernt
werden.
Das Vorderteil 200 besitzt in seinem am weitesten vom Rückwandteil 201 hinweg vorspringenden Bereich ein Fenster 202
in einer flachen Stirnwand 203, aus welcher eine Fassung 205 nach außen vorspringt, die eine Ausnehmung 203a umgibt, in
deren Boden das Fenster 202 öffnet.
Eine Objektivlinse 10 ist, die Ausnehmung 203a überdeckend, auf die Fassung 205 aufgelegt und wird auf ihr mittels einer
Überwurfmutter 206 festgehalten, deren Innengewinde 207 auf das Außengewinde 204 der Fassung 205 aufgeschraubt ist.
Auf der Innenseite der Stirnwand 203 ist in einer stufenartig unterhalb des Fensters 202 lie-
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Ϊ 1
genden Verdickung 208 eine Quernut 209 ausgebildet, welche parallel zum Gehäuseboden des Vorderteils 200 verläuft und
in die die Vorderkante 11a des Spiegels 11 eingesetzt ist.
in Bezug auf die gegenüberliegende Spiegel-
Mit seiner vom Fenster 202 aus gesehen rechten,/kante lib höher gestellten
Längskante lld ist der Spiegel 11 in die Halterungsnut 211 der Schiene 212 eingeschoben, welche über die Stützwandung
213 von Boden 210 des Vorderteils 200 getragen wird. Da die Kanten 11a bis lld des Spiegels 11 einen Rhombus begrenzen,
dessen spitze Winkel zwischen den Kanten llä und lld einerseits und den Kanten 11b und lic andererseits liegen,
liegt die Längskante 11b tiefer als die Längskante lld. Der
Spiegel 11 ist daher mit der Längskante 11b in eine Nut 214 eingeschoben, die in einer von der niedrigeren Stützwandung
216 getragenen Halterungsschiene 215 verläuft. Der Spiegel 11 wird am Herausrutschen aus den Schienen 212 und 214 durch
einen Federbügel 217 gehindert, dessen Lagerung weiter unten beschrieben wird. Der Federbügel 217 drückt dabei den Spiegel
11 mit seiner Querkante 11a in die Nut 209.
Um eine leichte Entkernung des Vorderteils 200 bei Herstellung aus Spritzguß zu gestatten, sind die Schienen 212
und 214 und ihre Stützwandungen 213 und 216 bis zur Gehäusestirnwand
203 geführt, in der sie im unteren Bereich der Öffnung 202 rechts und links derselben enden.
Im Rückwandteil 201 des Gehäuses 33 sind die Halterungseinrichtungen
für den zweiten Spiegel 12, den dritten Spiegel 13,
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- βο -
die Bildfeldblende 15, die Feldlinse 16 und den vierten
Spiegel 14 sowie schließlich die Augenlinse 20 des Okulars und eine Verstellvorrichtung für letztere untergebracht.
Wie in den Figuren 29, 30 und 31 näher gezeigt ist, ruht der Spiegel 13 auf zwei Auflagenocken 221 und 222 sowie auf
einer Führungs- und Halteschiene 223 mit Auflageleiste 224, die alle am Rückwandteil 201 angespritzt sind. Der Spiegel 13 wird
in seiner Stellung auf diesen Auflageelementen durch eine fünfarmige
Feder 225 sicher gehalten und liegt mit seiner rückseitigen unteren Kante 13x an der Innenwandung des Rückwandteils
201 an. Die Feder 225 ist in einer aus dem Rückwandteil 201 nach innen vorspringenden Führungsrippe 220 gelagert. Der
tragende Druck der Feder 225 wird durch ihre beiden Hauptarme 226 und 227 an zwei sich diagonal gegenüberliegenden Ecken
zwischen den Spiegelkanten 13a und 13b einerseits und zwischen den Kanten 13c und 13d andererseits des Spiegels 13 ausgeübt.
Der kürzere, weniger vorgespannte Hilfsarm der Feder 225 hat nur die Aufgabe, den bereits abgestützten Spiegel 13 in seiner
Gleichgewichtslage zu stabilisieren.
Der Gegendruckpunkt der Feder 225 am Spiegel 13 liegt etwas seitlich neben der Verbindungslinie der vorgenannten
Auflagepunkte der Hauptarme 226 und 227 in Richtung nach dem Hilfsarm 229 zu verschoben, und die Feder stützt sich hierbei im
dieses Gegendruckpunktes
Bereich / gegen eine flache Stufe 230 am Ende der Führungsrippe 220, welche mit ihrem höheren, inneren Teil 231 in
809830/098*
280294Ü
einen Schlitz 232 der Feder 225 eingreift und sie damit in ihrer seitlichen Mittellage festhält. Die Lage der Feder 225
und des von ihr gehaltenen Spiegels 13 wird in Einschubrichtung des Spiegels in seine Auflagestellung nach Fig. 29 durch
zwei abgewinkelte Federfinger 233 und 234 gesichert, von denen der Finger 233 elastisch gegen die Vorderkante 13d des Spiegels
13 drückt und diesen mit seiner Kante 13b in Anlage an der Innenwandung des Gehäuserückwandteils 201 hält, während die
Feder 225 selber durch den etwas nach außen abgespreizten Finger 234 dank dessen Anlage an die Stirnseite 235a einer im
Gehäusevorderteil 200 angespritzten Stützwand 235 gehalten und leicht elastisch durchgebogen wird.
Auf der Innenseite des Rückwandteils 201 wird die Bildfeldblende 15 in einer gabelförmigen, an die Innenwandung
angespritzten Halterung gehalten, von der in Fig. 28 nur der vom Objektiv her gesehen linke Gabelarm 236 zu sehen ist.
Die Feldlinse 16 liegt in einer Ringhalterung 237, die ihrerseits in zwei Führungsgabelarme, die an der Innenwand
des Rückwandteils 201 angeformt sind, eingeschoben ist und von denen in Fig. 28 nur der linke Gabelarm 238 zu sehen ist. Am
freien Ende des letztgenannten Gabelarms 238 ist mittels eines Zapfens 239 der oben erwähnte Federbügel 217 befestigt. An
jedem der beiden Gabelarme 238 springt eine Längsleiste 240 etwas nach innen vor, sodaß sich an der Unterseite dieser
Leiste eine Blattfeder 241 abstützen kann, deren oberer, abge-
28U2940
winkelter Arm die Feldlinse 16 in der Fassung 237 festhält,
während der andere, außen auf der Fassung 237 verlaufende und an deren unterem Ende etwas einwärts zur optischen Achse der
Feldlinse hin abgewinkelte Arm 242 gegen die Rückseite des vierten Umlenkspiegels 14 drückt. Dieser Spiegel ist mit seiner
unteren Querkante 14a in einer Quernut 245 am Fuße des Okularfensters 249 eingesetzt und wird vom Federarm 242 gegen zwei
mit der Innenwand des Rückwandteils 201 einstückig ausgebildete Haltezapfen 246 und 247 gedrückt. Die Einstelleinrichtung
für die Augenlinse 20 des Okulars ermöglicht ein axiales Verstellen der Augenlinse 20, ohne daß diese verdreht wird, wodurch
ihr geradliniger Anschnitt stets die untere Abschnittkante 20a der Augenlinse bildet. Zu diesem Zwecke ist die Fassung
251 nur an ihrem unteren, geraden Rande 251a und am vorderen Teil ihres übrigen Umfanges durch den Führungsring 252 in
ihrer seitlichen Lage bestimmt und zusätzlich durch einen in den
215b
Fassungsrand/eingreifenden Führungsnocken 253 drehgesichert.
Fassungsrand/eingreifenden Führungsnocken 253 drehgesichert.
Innerhalb des Führungsringes 252 umgreift der offene Stellring 254 die Fassung 251, wobei er an seinem Außenumfang 254a
außerdem an der Innenseite 252a des Führungsringes 252 drehbar gelagert ist (Fig. 32) .
Auf seiner Innenseite trägt der Stellring 254 drei schraubensegmentförmige Nocken 255, 255a und 255b, die in entsprechende
Schraubensegmentnuten 256, 256a und 256b an der gekrümmten Außenseite 251b der Fassung 251 eingreifen. Bei
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-M-
2802lJ4U
Drehung des Stellringes 254 wird daher die Fassung 251, die sich ja nicht drehen kann, durch das Wandern der Nocken 255,255a,
255b in den Schraubsegmentnuten 256,256a und 256b gezwungen, sich axial zu verschieben.
Um die Ausübung von Kraft an dem am Kopf hängenden Arbeitsgerät, welche dieses aus seiner Mittellage verschieben würde,
vollständig zu vermeiden, wird die Drehbewegung des Stellringes 254 durch eine Schneckenübersetzung mit seitlichem Betätigungskopf
257 bewerkstelligt. Der Betätigungskopf 257 ist an einer Schraubspindel 258 befestigt, welche ein Schneckengewinde
259 trägt, dessen Windungen in einen Teilzahnkranz 26O, der auf der Außenseite des SteLlringes 254 vorgesehen ist, eingreifen
.
Um die Schraubspindel 250 ohne Axialspiel einstellen zu können, hat sie nur nach ihrem den Betätigungskopf 257 tragenden
Seite zu einen festen Rirujschulteranschlag 261, während der Gegenanschlag durch die Schraube 262 einstellbar ist, wobei
beim Hineinschrauben dieser Schraube 262 eine zunächst stark verformte Ringscheibe 26 3 bis zum spielfreien Sitz gestreckt
wird. Durch die sich hieraus ergebende Druckreibung wird gleichzeitig die Schraube 262 gesichert.
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Claims (27)
1. Vergrößerndes optisches System, das bei einer bestimmten
Kopfhaltung verwendbar ist, bei der mindestens eines der Augen der betrachtenden Person auf ein Objektfeld gerichtet
ist, welches System ein Objektiv, ein Okular und ein zwischen diese geschaltetes Umlenkungssystem umfaßt, dadurch gekennzeichnet,
daß das optische System sich bei der erwähnten Kopfhaltung außerhalb des Strahlenganges der freien Sicht
zwischen Auge und zu betrachtendem Objektfeld befindet, daß die optische Achse des Objektivs auf den Mittelpunkt des
zu vergrößernden Objektfeldes gerichtet ist, daß die optische Achse der Augenlinse des Okulars auf den
Mittelpunkt des Augapfels gerichtet ist, daß die beiden genannten optischen Achsen miteinander einen
stumpfen Winkel bilden,
und daß die optische Achse des Objektivs und der Mittelstrahl
der freien Sicht sich im Mittelpunkt des betrachteten Objektfeldes unter einem flachen spitzen Winkel schneiden,
(wodurch das Objektfeld bei gleichbleibender Kopfhaltung wechselweise vergrößert durch das System oder an letzterem
vorbei frei gesehen werden kann).
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2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß
die Austrittspupille größer ist als die Augenpupille und daß die letztere auch bei seitlicher Verschiebung beider optischer
Achsen immer noch im Strahlenkegel der Austrittspupille verbleibt.
3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittspupille eine Mindestgröße von 3mm hat.
4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel, unter dem sich die optische
Achse des Objektivs und der Mittelstrahl der freien Sicht im Mittelpunkt des betrachteten Objektfeldes schneiden, von etwa
3° bis 20° beträgt.
5. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv so im System gelagert ist, daß es einen von dem
vom Objektfeld in das betrachtende Auge direkt einfallenden Mittelstrahl um einen flachen Winkel abweichenden Strahl als
Objektivmittelstrahl aufnimmt und dieser Objektivmittelstrahl durch das Umlenksystem so umgelenkt wird, daß er durch das
Okular so in Richtung auf das Auge der betrachtenden Person geworfen wird, daß er durch einen leichten Wechsel der Blickrichtung
von der auf das Objektivfeld gerichteten Stellung des Augapfels auf das Okular zu in das Auge gelangt, und dabei das
Objektfeld direkt, unvergrößert, oder durch das optische System vergrößert sichtbar ist.
8098 10/098?
6. Optisches System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das Umlenksystem eine Mehrzahl von das Bild gerade aufrichtenden Umlenkelementen umfaßt, die den in das
Objektiv einfallenden Objektivmitte!strahl so umlenken, daß
er untor einem stumpfen Winkel zur durch den Objektivmittelstrahl
gelegten, in Bezug auf den Kopf des Betrachtenden horizontalen Ebene nach oben oder unten abgelenkt wird.
7. Optisches System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Okular eine an ihrem unteren Rand soweit
flach abgeschnittene Augenlinse umfaßt, daß der Blickwechsel zwischen dem direkten Blick auf das Objekt und dem Blick
durch das Okular nur eine geringe Verstellung des Augapfels erfordert, und daß das Objektiv mit seinem unteren Rand
höchstens an die Horizontalebene des abgeschnittenen Randes des Okulars heranreicht und nicht unter diese hinausragend
den direkten Blick des Auges auf das Objekt verstellt.
8. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Mantel des Strahlenkegels
der freien Sicht (dessen Spitze sich in der Augenpupille befindet) die Ränder der Augenlinse und des Objektivs gerade
streift.
9. Optisches System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Augenlinse des Okulars an ihrer vom genannten Kegelmantel
gestreiften Seite geradlinig abgeschnitten ist, wodurch der Drehwinkel des Augapfels beim Blickrichtungswechsel klein gehalten ist.
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10. Optisches System nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv in Bezug auf das
Okular und das dieses betrachtende Auge seitlich verschoben ist.
11. Optisches System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die seitliche Verschiebung des Objektivs in
Bezug auf das Okular nur so groß ist, daß der Winkelunterschied, unter dem das betrachtende Auge das Objekt einerseits direkt und
andererseits vergrößert durch das Okular sieht, praktisch der betrachtenden Person nicht auffällt.
12. Optisches System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die bildaufrichtenden Umlenkelemente vier Spiegelelemente umfassen, von denen das den Objektivmittelstrahl
auffangende Spiegelelement so schräg gestellt ist, daß der Strahl aus der senkrecht zur betrachtenden Person auf diese
zu durch die Objektivmitte verlaufenden Ebene von der Person aus betrachtet im wesentlichen nach oben, aber mit Neigung seitlich
nach außen und zum Auge hin abgelenkt wird, daß
dieser umgelenkte Strahl von einem zweiten Spiegelelement unter einem rechten Winkel quer über den Objektivmittelstrahl verlaufend
auf ein drittes Spiegelelement geworfen wird, von welchem er senkrecht nach unten in einer durch die- Augenlinse des Okular«
verlaufenden, zu dessen abgeschnittener flacher Kante senkrecht stehenden Ebene zunächst durch die Feldlinse des Okulars und dann
auf ein viertes Spiegelelement geworfen wird, welches den Strahl in einem stumpfen Winkel in der letztgenannten Ebene durch di«
Augenlinse des Okulars wirft.
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13. Stereoskopisch vergrößerndes optisches Doppelsystem,
dadurch gekennzeichnet, daß es zwei spiegelbildlich gleich ausgestaltete Systeme nach Anspruch 12 umfaßt, deren beide
Okulare im Abstand der beiden Augen des Augenpaares der betrachtenden Person angebracht sind und daß die beiden Objektive
in Bezug auf die ihnen zugeordneten Okulare von der Nasenmittelebene aus seitlich nach außen verschoben sind.
14. Doppelsystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der beiden Objektive von einander gegenüber
dem Abstand der beiden Augen des Augenpaares nur um soviel vergrößert ist, daß damit zwar der stereoskopische Raumseheffekt
erhöht wird, daß diese Erhöhung aber den kritischen Winkel nicht überschreitet, jenseits welchem eine Verschmelzung
der beiden Teilbilder durch die betrachtenden Augen nicht mehr zustande kommt.
15. Doppelsystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen den beiden Winkeln, die von den
beiden Okularen einerseits und den beiden Objektiven andererseits in beiden Fällen mit dem Objekt als gemeinsamen Schnittpunkt
gebildet sind, bei etwa 0.5 bis 5 liegt.
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- fcr -fr
16. Stereoskopisch vergrößerndes optisches Doppelsystem
nach einem der Ansprüche 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß am Okular eine Verstelleinrichtung vorgesehen ist, durch
welche die an ihrer unteren Kante flach abgeschnittene Augenlinse unter Belassen der flach abgeschnittenen Kante in der
gleichen horizontalen Ebene axial verschoben werden kann.
17. Stereoskopisch vergrößerndes optisches Doppelsystem,
nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung in der äußeren Randfläche der den gekrümmten Rand
der Augenlinse umgebenden Fassung eine in Bezug auf die Mittelachse der Linse schraubenlinienförmig verlaufende Nut, sowie
einen Einstellring mit einer Mehrzahl von einwärts gerichteten in die Nut eingreifenden Nocken aufweist.
18. Vergrößerndes optisches System nach einem der" Ansprüche
1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in demselben ein reeles Zwischenbild entsteht und daß das durch das Okular vom Auge
gesehene Bild seitenrichtig und aufrecht erscheint.
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19. Optisches Arbeitsgerät bestehend aus einer Kopfhalterung
und einem von ihr getragenen Geräteteil, in welchem die Kopfhalterung ein Scheitelband, ein Stirnband und ein
Hinterkopfband umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das
Geräteteil ein optisches System enthält, welches sich in Betriebsstellung vom mittleren Bereich des Stirnbands aus etwas
nach unten und nach vorn gelagert befindet, daß alle drei Bänder elastisch biegbar ausgebildet sind, daß alle Einstellvorrichtungen
vorgesehen sind, durch welche das Scheitelband, das Stirnband und das Hinterkopfband mit veränderlicher Länge einstellbar
miteinander verbunden sind, und daß das Geräteteil ein Schwenkeinrichtung umfaßt, mittels deren es auf beiden Seiten der Kopfhalterung
im Bereich der Verbindung zwischen Stirnband und Hinterkopfband miteinander verbunden sind, an die Kopfhalterung Schwenkbar
angelenkt ist.
20. Arbeitsgerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopfhalterung eine Fühlereinrichtung besitzt, durch
welche die Kopfhalterung nach einmaliger Anpassung an einen bestimmten Kopf, und darauffolgendem Abnehmen, beim Wiederaufsetzen
in genau dieselbe Solllage in Bezug auf ihre Höhenlage und seitliche Ausrichtung gebracht werden kann.
809830/098!
21. Arbeitsgerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlareinrichtung einen vom mittleren Bereich des Stirnbandes
abwärts gerichteten Fühler mit unterem bügeiförmigen Ende umfaßt, welches Ende dazu dient, beim Wiederaufsetzen
der Kopfhalterung die Nasenwurzel leicht zu berühren.
22. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkeinrichtung des Geräteteils
Anschlagmittel für eine obere und untere Endstellung des Geräteteils in Bereich vor und unterhalb des mittleren Stirnbandbereichs
aufweist, und daß sie ein Gegengewicht umfaßt, durch welches das gesamte Geräteteil sich in einer mittleren Stellung zwischen der
oberen und unteren Endstellung in Bezug auf die Kopfhalterung in einem labilen Gleichgewicht befindet, wodurch die die Kopfhalterung
mit dem Geräteteil tragende Person das Gerät durch ein Aufwärtsoder Abwärtsnicken mit dem Kopf in die obere oder untere Endstellung
der Schwenkeinrichtung befördern kann.
23. Arbeitsgerät nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagmittel Federstabilisatoren umfassen, durch welche
das Geräteteil in jeweils eine der genannten Endstellungen belastet ist.
24. Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 22 und 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkeinrichtung Dämpfungsmittel umfaßt,
durch welche die Schwenkbewegung von der genannten Gleichgewichtslage aus bis in die gewünschte Endstellung zunehmend
gedämpft ist.
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25. Arbeitsgerät nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsmittel Stoßdämpfer mit Bremskolben und
-zylindern sowie Durchlässen für sich vor dem Kolben befindende Bremsflüssigkeit von einer Querschnittsfläche aufweisen, die
sich bei Einwärtsbewegung des Bremskolbens in den Bremszylinder ständig verringert.
-zylindern sowie Durchlässen für sich vor dem Kolben befindende Bremsflüssigkeit von einer Querschnittsfläche aufweisen, die
sich bei Einwärtsbewegung des Bremskolbens in den Bremszylinder ständig verringert.
26. Arbeitsgerät nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß Bremskolben und Bremszylinder kegelstumpfförmig ausgestaltet
sind, wobei die Stirnseite des Kolbens und die ihr gegenüberliegende Endwand des Zylinders die beiden kleineren Kegelstumpfendflächen
darstellen.
27 . Arbeitsgerät nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bremszylinder einen mittigen Durchlaß hat, in welchen
von der Kolbenstirnwandseite her ein Schließdorn, der
aus dem Zylinder heraus federbelastet ist, hineinragt und auf
einem im Durchlaß vorgesehenen Ventilsitz in Verschließstellung entgegen der Federbelastung dichtend zur Anlage kommt.
aus dem Zylinder heraus federbelastet ist, hineinragt und auf
einem im Durchlaß vorgesehenen Ventilsitz in Verschließstellung entgegen der Federbelastung dichtend zur Anlage kommt.
28, Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 22 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkeinrichtung Feststellmittel umfaßt,
durch welche das Geräteteil in der oberen oder in der
unteren Endstellung arretiert werden kann.
unteren Endstellung arretiert werden kann.
10Μ30/ΌΙΜ
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