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Apparat zur objektiven Messung des Hauptpunktsbrechwertes des Auges.
Die Erfindung betrifft einen Apparat zur objektiven Messung des Hauptpunktsbrechwertes
des Auges. Man versteht unter Hauptpunktsbrechwert des Auges bekanntlich den in
Dioptrien angegebenen Kehrwert des Abstandes des Fernpunkts vom vorderen Augenhauptpunkt.
Diese Größe bildet den Ausgangswert zur Bestimmung .des für ein fehlsichtiges Auge
erforderlichen Fernbrillenglases, da das Fernbrillenglas den Fernpunkt des Auges
im Unendlichen abzubilden hat und somit der Berichtigungswert bzw. der Scheitelbrechwert
desselben aus dem Hauptpunktsbrechwert des Auges und dem Scheitelabstand des Brillenglases
vom Augenhauptpunkt sich bestimmen läßt.
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Verfahren zur objektiven Messung ,des Hauptpunktsbrechwertes des Auges
sind mehrere bekannt. Das an sich bekannte Verfahren, das dem Apparate nach der
Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, daß man durch ein vor das Auge gebrachtes
sammelndes Linsensystem bei entspannter Akkommodation ein Bild des beleuchteten
Augenhintergrundes erzeugt und mit Hilfe einer geeigneten, längs der optischen Achse
verschiebbarenBeobachtungseinrichtung, beispielsweise einem Okular, .einem Mikroskop
oder einer Fernrohrlupe, den Ort des Bildes aufsucht. Bei einem rechtsichtigen Auge
liegt dieses Bild in der Brennfläche des sammelnden Systems, für ein fehlsichtiges
Auge rückt die Bildfläche je nach :dem Grade der Fehlsichtigkeit mehr oder weniger
aus der Brennfläche heraus, und zwar für ein übersichtiges Auge vom Auge weiter
ab, für ein kurzsichtiges Auge näher an dasselbe heran. Die Größe der Verschiebung
des Bildes aus der Brennfläche heraus bildet unmittelbar ein Maß für den gesuchten
Hauptpunktsbrechwert des Auges. Wird hierbei .der Abstand des sammelnden Linsensystems
vom Augenhauptpunkt unveränderlich gleich der Brennweite des Linsensystems gewählt;
so erreicht man bekanntlich noch den Vorteil, daß die Größe der Bildverschiebung
für jede Dioptrie des Hauptpunktsbrechwertes einen gleichbleibenden Betrag bildet,
so daß man eine gleichmäßig geteilte Skala erhält. Die Festlegung des Bildortes
und damit auch die ganze Mess,ung ist jedoch bei den bisher bekannten derartigen
Apparaten stets ziemlich ungenau, da es selbst für einen geübten Beobachter schwierig
ist, diejenige Lage der Beobachtungseinrichtung eindeutig festzulegen, bei der das
-im Okulargesichtsfelde dargebotene Bild am schärfsten ist. Man hat daher, um eine
genauere -Messung zu ermöglichen, das Scheinersche Prinzip angewandt und eine Zweilochblende
in .den Strahlengang der vom Auge kommenden Strahlen geschaltet, so daß *der ,genaue
Bildort durch die Deckung der beiden Bilder sich ergibt. Aber auch dieses Mittel
erfüllt seinen Zweck nicht vollkommen, da bei dem vom Augenhintergrunde
.dar-
gebotenen, weichen Bilde eine geringe Überdeckung schwer wahrnehmbar
ist und daher eine einigermaßen brauchbare Messung ebenfalls größere Übung erfordert.
Der Zweck der Erfindung besteht nun darin, einen Apparat zu schaffen, der jeden
Beobachter auch ohne besondere Vorkenntnisse und ohne längere Übung instand setzt,
den gesuchten Hauptpunktsbrechwertdes Auges zuverlässig und genau zu messen und
an einer Skala des Apparates abzulesen. Dies wird dadurch erreicht, daß man ebenfalls
nach dem Scheinerschen Prinzip eine Zweilochblende in den Strahlengang schaltet,
und zwar in der in der .@ugenforschung schon mehrfach angewandten Art, indem man
eine entsprechend große Zweilochblen;de in die Augenpupille reell verkleinert abbildet,
und daß man die dadurch ausgesonderten beidenStrahlenbüscbelsystenie unabhängig
voneinander mittels geeigneter Spiegelsysteme einem gemeinsamen Beobachtungsokulare
derart zuführt, däß im Okulargesichtsfel.de zwei getrennte Teilbilder entstehen
und
die Lage des Bildortes durch Koinzidenz .der beiden Teilbilder ermittelt werden
kann. Durch eine derartige Unterteilung ödes Gesichtsfeldes in zwei Teile, deren
jeder nur Strahlen von einem Büschelsystem erhält, in ähnlicher Weise, wie es bei
unokularen Entfernungsmessern mit Standlinie im Instrument angewandt wird, ist ein
sehr zuverlässiges Einstellen auf den Bildort ermöglicht, da die beiden Teilbilder
einander nicht überlagern, sondern nebeneinander im Gesichtsfelde erscheinen. Die
Vereinigung der beiden Teilbilder im gleichen Okulargesichtsfelde erfolgt in bekannter
Weise, z. B. mit Hilfe eines Prismensystems, das eine teils durchlässige, teils
spiegelnde Fläche enthält. Die Art .der Unterteilung des Oku.largesichtsfeldes kann
dabei beliebig gewählt werden. Man kann beispielsweise jedem .der beiden Teilbilder
die Hälfte des Gesichtsfeldes zuweisen, so daß die Trennungslinie der beiden Bilder,
längs der Koinzidenz herzustellen ist, ein Durchmesser ist. Will man denApparat
auch für sonstigeUntersuchungszwecke benutzen, so wird man dem zweiten Strahlenbüschelsystem
nur einen kleinen Abschnitt oder Ausschnitt im Gesichtsfelde des ersten Strahlenbüschelsytems
zuweisen, um für die Beobachtung ein möglichst ausgedehntes einheitliches Bild übrigzubehalten.
Man kann ferner in ähnlicher Weise wie bei den sogenannten Kehrbildentfernungsinessern
das eine der beiden Bilder durch eine zusätzliche Spiegelung in der Richtung senkrecht
zur Trennungslinie dem Auge spiegelverkehrt darbieten, so daß entlang der Trennungslinie
ein Bild und dessen Spiegelbild zur Koinzidenz zu bringen sind. Da die Größe des
zu messenden Hauptpunktsbrechwertes des Auges durch die Größe der achsialen Verschiebung
derBeobachtungseinrichtung gegenüber dem vor dem Auge fest angeordneten sammelnden
System gegeben ist, wird man in üblicher Weise das eine der beiden gegeneinander
einstellbaren Glieder mit einer Skala, das andere mit einem entsprechenden Zeiger
versehen, wobei die Skala zweckmäßig nach Dioptrien des zu messenden Hauptpunktsbrechwertes
beziffert ist. Man kann gegebenenfalls auch die Einrichtung derart treffen, daß
die zu anessende Größe unmittelbar im Gesicbtsfelde des Beobachtungsokulars abgelesen
werden kann.
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Damit ein deutlich ' wahrnehmbares Bild des Augenhintergrundes zustande
kommen kann, ist bekanntlich eine Beleuchtung .des Augenhintergrundes. erforderlich,
bei .der die Entstehung von schädlichen Reflexen verhindert ist. Nach den in der
Augenforschung bekannten Grundsätzen verwendet man hierfür eine Beleuchtungsblende,
in der Regel einen Spalt, in deren öffnung eine geeignete Lichtquelle reell abgebildet
ist, so daß die üffnung selbst leuchtend wird, und man bildet diese Beleuchtungsöffnung
ihrerseits wiederum reell verkleinert in die Augenpupille derart ab, daß innerhalb
der optisch wirksamen Teile des Auges das Beleuchtungsstrahlenbüschel von den zur
Beobachtung dienenden Strahlenbüscheln streng geschieden ist, so daß nur zerstreut
vom Augenhintergrunde zurückgeworfenes Licht in das Auge des Beobachters gelangen
kann. Da auch die Zweilochbl.ende, die die zur Messung erforderlichen beiden Strahlenbüschelsysteme
aussondert, in die Augenpupille abzubilden ist, erhält man einen besonders einfachen
und praktisch genügend reflexfreien Apparat, wenn man die Beleuchtungsöffnung unmittelbar
neben der Zweilochblende anordnet, so daß die gleichen optischen Glieder, die die
Abbildung der Zweilochblende in die Augenpupille ermöglichen, auch die Abbildung
.der Beleuchtungsöffnung in die Pupille und damit die Beleuchtung des Augenhintergrundes
bewirken. Hierbei kann es unter Umständen erwünscht sein, die Lage der Beleuchtungsöffnung
gegenüber der Zweilochblende innerhalb bestimmter Grenzen verändern zu können; man
wird dann die Beleuchtungsöffnung bzw. die ganze zur Beleuchtung dienende Einrichtung
parallel zu der Ebene der Zweilochblende verschiebbar anordnen.
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Durch die Zweilochblende werden bei zentrischer Beobachtung zwei symmetrisch
zur optischen Achse liegende Strahlenbüschelsysteme ausgesondert, deren jedes das
entsprechende Teilbild im Okulargesichtsfeld erzeugt. Durch Koinzidenz der beiden
Teilbilder erhält man somit den Hauptpunktsbrechwert des Auges in einer bestimmten
Meridianebene des Auges, nämlich in derjenigen, die die Mitten der beiden Blendenbilder
in der Augenpupille verbindet. Um an dem zu untersuchenden Auge in jedem beliebigen
Meridian die Brechkraft messen und damit auch die Größe astigmatischer Fehler objektiv
ermitteln zu können, wird man zweckmäßig den dem Beobachter zugewandten Teil des
Apparates mit der Zweilochblende und der Beleuchtungsöffnung urn die optische Achse
drehbar anordnen und in bekannter Weise mit einer Einrichtung verbinden, die den
Winkel der bei der Messung eingestellten Meridianebene niit dem Nullmeridian zu
messen gestattet. Eine andere Anordnung, ,die Messung in jedem ,beliebigen Meridian
auf bequeme Weise zu ermöglichen, besteht darin, daß man die im vorigen Fall drehbaren
Teile fest mit dem Apparat verbindet, jedoch vor die Zweilochblende und die Beleuchtungsöffnung
ein DoveschesAufrichteprisma
schaltet, das finit seiner spiegelnden
Hvpotenusenfläche parallel zur optischen Achse liegt und um letztere drehbar gelagert
ist. Der Winkel, uin den dieses Prisma gegenüber seiner Nullage gedreht «-erden
muß, ist dabei bekanntlich jeweils gleich dein halben Winkel, um den das in der
Augenpupille erzeugte Bild der Zweiloch;blende gegenüber der Anfangslage gedreht
werden soll. Bei beiden Ausführungsformen kann gegebenenfalls auch hier die 1?inrichtung
derart getroffen «-erden, rlaß der Winkel des Nullin eri 'dians mit dein Meridian,
in dem die Messung erfolgt. im Okulargesichtsfelde abgelesen werden kann.
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Bei Apparaten der bisher beschriebenen Art verwendet man als Beobachtungseinriciitung
am besten eine Fernrohrlupe, weil sie neben der erwünschten Vergrößerung des dargebotenen
Bildes die Möglichkeit bietet, in der hinteren Brennebene des vorderen, in genügendem
Abstande vom eigentlichen Fernrohr angeordneten Gliedes die Zweilochblende mit der
Beleuchtungsöffnung anzubringen, uin eine Abbildung derselben in die Pupille rle
s zu untersuchenden Auges zu bewirken. Zwischen dem vorderen Gliede der Fernrohrlupe
und dem vor dein Auge anzuordnenden sammelnden Linsensystem Herrscht dann bezüglich
der Abbildung der Blende und der Beleuchtungsöffnung in die Augenpupille telezentrischer
Strahlengang, so (iaß bei jeder Einstellung der Fernrohrlupe die richtige Abbildung
von Blende und Beleuchtungsöffnung gewährleistet ist. Bei einem solchen Apparat
sind geringe, allerdings praktisch kaum merkliche Reflexe an den zwischen der Beleuchtungsöffnung
und dem zu untersuchenden Auge befindlichen Linsen nicht zu vermeiden. Wollte man
auf den eingangs erwähnten Vorteil einer gleichmäßigen Skala für den zu messenden
Hauptpunktsbrechwert verzichten, so konnte man auch mit einer einfacheren Beobachtungseinrichtung
auskommen, bei der sodann entsprechend der geringeren Anzahl Linsen auch die Möglichkeit
der Entstehung von Reflexen vermindert ist. Da jedoch bei einer derartig vereinfachten
Anordnung der Abstand des sammelnden Linsensysteins vom Auge mit Rücksicht auf die
erforderliche Abbildung von Blende und Spalt in die Pupille nicht unverändert gehalten-werden
kann, wird rlie Handhabung gegenüber einem Apparate mit Fernrohrlupe erschwert.
Man kann aber auch bei Verwendung einer Fernrohrlupe bzw. einer sonstigen optischen
Einrichtung mit beträchtlicher Vergrößerung unbeschadet der erforderlichen größeren
Anzahl Linsen einen völlig reflexfreien Apparat herstellen, wenn man .die Beleuchtungseinrichtung
von der Beobachtungseinrichtung vollständig trennt und beide in ähnlicher Weise
anordnet, wie dies bei dem Gullstrandschen Oplitlialmoskop geschehen ist. Bei diesem
ist bekanntlich die Beleuchtungseinrichtung mit der zugehörigen Beleuchtungsöffnung
in einem gesonderten Beleuchtungsrohr untergebracht, und das Bild der Beleuchtungsöffnung
wird durch eine vor rlem Beobachtungsrohr ungefähr unter ¢5° geneigt. angeordnete,
unbelegte Glasplatte in die Pupille des zu untersuchenden Auges gespiegelt, während
die aus dem Auge herauskommenden, zur Beobachtung dienenden Strahlen durch diese
Glasplatte hindurch in (las Beobachtungsrohr eintreten. Diese Ausführungsform kann
ohne weiteres auch bei einem Apparate nach der Erfindung angewandt werden, wobei
man nur dafür zu sorgen hat, daß in der Augenpupille die Bilder der Zweilochblende
und der Beleuchtungsöffnung rlie erforderliche gegenseitige Lage zueinander erhalten.
'Um bei einem solchen Apparate die Hauptpunktsbrechwerte auch in den verschiedenen
Mieridianen messen zu können, empfiehlt es sich, den um die optische Achse drehbaren,
rückwärtigen Teil der Beobachtungseinrichtung samt der Zweiloch-Z, mit der um die
Achse der Beleuchtungseinrichtung drehbaren Beleuchtungsöffnung durch eine zwangläufige
Bewegungsübertragung derart zu kuppeln, daß sich die in der Augenpupille erzeugten,
reellen Bilder der Zweilochblende und der Beleuchtungsöffnung stets im gleichen
Sinne und um gleiche Winkel drehen, so daß bei der Einstellung auf einen beliebigen
Meridian diese beiden Bilder stets die gleiche gegenseitige Lage beibehalten. Dabei
kann wiederum sowohl die Drehung der Zweilochblende mit den hinter ihr liegenden
Teilen, als auch diejenige der Beleuchtungsöffnung oder beide ersetzt werden durch
die entsprechende Drehung je eines davorgeschalteten Doveschen Aufrichteprisinas.
Die praktische Verwirklichung der Bewegungsübertragung zwischen Zweilochblende und
Beleuchtungsöffnung bzw. den dav orgeschalteten Prismen kann in beliebiger Weise,
z. B. durch Zahnräder, vorgenommen werden.
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Um bei dem zu untersuchenden Auge während der Messung eine Akkommodation
des Auges mit Sicherheit auszuschalten, -wird inan dem Auge in bekannter Weise noch
eine geeignete Zielmarke darbieten, beispielsweise mittels eines Kollimators, und
dafür sorgen, daß diese ?Marke -während der Messungen dem Auge stets als im Fernpunkt
befindlich erscheint, so daß sie nur bei entspannter Akkommodation deutlich gesehen
wird. Diese Zielmarke wird somit, wenn der Apparat auf das zu untersuchende Auge
eingestellt ist, stets auf der Netzhaut des Auges abgebildet.
Hieraus
ergibt sich der Vorteil, daß diese Zielmarke gleichzeitig als Meßmaike zur Einstellung
der Koinzidenz dienen kann und hierdurch eine erhöhte Meßgenauigkeit ermOglicht,
da man durch geeignete Ausführung der Zielmarke, beispielsweise als helle Linien
in dunklen Streifen, einen wesentlich besseren Einstellungsgegenstand erhält, als
die verhältnismäßig weichen Linien des Augenhintergrundes darbieten. Naturgemäß
wird man die für diesen Zweck benutzte Meßlinie ungefähr senkrecht zur Verschiebungsrichtung
der beiden im Okulargesichtsfelde dargebotenen Bilder anordnen, d. h. senkrecht
zur Verbindungslinie der beiden Lochmitten der Zweilochblende. Eine solche Linie
wird auch bei einem astigmatischen Auge scharf abgebildet.
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Es empfiehlt sich ferner noch, bei Apparaten mit gleichmäßiger Skala
der Hauptpunktsbrechwerte eine geeignete Kopfstütze zu verwenden, damit der unverändert
zu haltende Abstand des zu untersuchenden Auges von dem sammelnden Linsensystem
gleich der Brennweite des letzteren während der Messungen dauernd richtig eingestellt
bleibt.
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Auf der Zeichnung ist die Erfindung durch ein Ausführungsbeispiel
veranschaulicht, bei dem die Beobachtungseinrichtung von einer Fernrohrhipe gebildet
wird und die Beleuchtungsöffnung als Spalt unmittelbar neben der Zweilochblende
angeordnet ist. Abb. r zeigt einen Längsschnitt durch den ganzen Apparat, Abb.2
einen Grun,driß, teils in Ansicht, teils im Schnitt.
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Auf einem verstellbaren Stativ a ist mittels eines Lagerkörpers a'
ein wagerechtes Rohr b befestigt, das an seinem linken Ende eine sammelnde Linse
c trägt. Diese Linse c verkörpert das sammelnde System, das, vor das zu untersuchende
Auge gebracht, ein Bild des Augenhintergrundes zu erzeugen hat. Innerhalb des Rohres
b befindet sich ein zweites achsial verschiebbares Rohr d, das in zwei mit dem Rohr
b verbundenen Ringen b- und b2 geführt ist und gegenüber dem festen Rohr b mit Hilfe
einer Zahnstange e, eines Zahnrades f und einer auf dessen Achse befestigten gerauhten
Scheibe f1 verschoben werden kann. Ein an dem Lagerringe b2 befestigter Zeiger a2
gestattet, die jeweilige Stellung des Rohres d gegenüber dein Rohre b an
einer Skala d' abzulesen, die auf der Außenseite des Rohres d angebracht
und nach Dioptrien beziffert ist. Das Rohr d bildet .den Träger für die zur Beöhachtung
dienende, einstellbare Fernrohrlupe und die Beleuchtungseinrichtung. Ungefähr in
der Mitte des Rohres d befindet sich ein das vordere Glied der Fernrohrlupe bildendes
sammelndes System g, dessen Abstand von einer das Rohr d auf der rechten Seite abschließenden
Stirnwand la gleich der Brennseite von g ist. Die Stirnwand lt besitzt zwei symmetrisch
zur Mitte liegende kleine Offn.ungen lal und h2, die die Zweilochblende verkörpern,
und ist zusammen mit den an ihr befestigten Teilen mit Hilfe eines in das Rohr
d hineinragenden Ansatzes las um die optische Achse drehbar angeordnet, während
das Rohr d selbst durch die Zahnstange e an einer Drehung uin die
optische Achse verhindert ist. Zur Festklemmung der drehbaren Teile gegenüber dem
Rohr d dient eine Klemmschraube i. Die jeweilige Stellung der drehbaren Teile kann
mit Hilfe eines Zeigers h4 an einer auf der Außenfläche des Rohres d angebrachten
Skala d= abgelesen werden. Hinter jeder der beiden Öffnungen lal und lag der Stirnwand
1a sitzt ein Spiegelprisma k", k2, das zusammen mit je einem weiteren, gleichen
Spiegelprisma l', 12 das eintretende Strahlenbüschelsvstem parallel zu sich selbst
nach außen versetzt. jedes Strahlenbüschelsvstem durchsetzt sodann ein Linsensystem
ml, an2, das das Fernrohrobjektiv darstellt, und wird durch ein Spiegelprisma aal,
aal -wieder um 9o° abgelenkt und einem Scheideprismensystem zugeführt. Das Scheideprismensvstem
besteht aus einem rechtwinkligen Spiegelprisma ol, auf dessen eine Kathete ein zweites,
kleineres rechtwinkliges Spiegelprisma o2 aufgekittet ist. In der Mitte der Kittfläche
befindet sich ein kleiner rechteckiger Spiegelbelag o3, der den mittleren Teil der
vom Prisma Tal kommenden Strahlen einem orthoskopischen Okular p zuleitet, während
die vom Prisma aal kommenden Strahlen nach der Spiegelung an der einen Kathetenfläche
.des Prismas o' durch den unbelegten äußeren Teil der Kittfläche hindurch in das
Okular p eintreten. Im Gesichtsfelde des Okulars p erscheint somit in einem mittleren,
fensterförmigen Ausschnitt dasjenige Bild, das die durch die Blendenöffnung ltl
eintretenden Strahlen erzeugen, während der übrige, außen liegende Teil des Gesichtsfeldes
-Ton dem durch die Strahlen der Blendenöffnung lag erzeugten Bilde ausgefüllt wird.
Sämtliche Prismen und die Objektive an' und an2 sind in einem mit der Stirnwand
h fest verbundenen, flachen Gehäuse q untergebracht, das auch zugleich das Okular
p trägt, so daß die Beobachtungseinrichtung mit der Zweilochblende gleichzeitig
gedreht -wird. An der Stirnwand lt ist ferner noch mit Hilfe eines Rohransatzes
las die Beleuchtungseinrichtung befestigt. Dieselbe besteht aus einer elektrischen
Glühlampe r mit geradlinigem Leuchtdraht zwei sammelnden Linsensvstemen s" und s2
und einem unmittelbar über den Öffnungen hl und lag befindlichen Spiegelprisma
t, dessen
spiegelnde Vorderfläche durch ein Deckblech t1
so bedeckt ist, daß nur die untere Kante mit einem schmalen, wagerechten Spalt.t=
frei bleibt. Der Faden der Glühlampewird durch die Linsensysteme s1 und s= in den
Spalt t= abgebildet; der Spalt t2 seinerseits wird zusammen mit den Blendenöffnungen
hl und h= durch die sammelnden Systeme c und g in die Pupille des zu untersuchenden
Auges abgebildet. Auf der oberen Endfläche des Linsensystems s1 ist eine aus einem
Strichkreuz bestehende Visiermarke ss angebracht, die durch das Linsensystem s=
im Unendlichen abgebildet wird, so daß hierdurch ein Kollimator gegeben ist, der
dem zu untersuchenden Auge bei entspannter Akkoinmodal tion dann ein deutliches
Bild der Marke darbietet, wenn die Fernrohrlupe auf das durch das System c erzeugte
Bild des Augenhintergrundes eingestellt ist.
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Bei der Benutzung des Apparates wird derselbe so vor dem zu untersuchenden
Auge aufgestellt, daß die optische Achse des Apparates mit der Augenachse zusammenfällt
und der Abstand der Linse c vom Augenhauptpunkt gleich der Brennweite von c ist.
Durch diese Aufstellung wird die Zweilochblende mit dem darüber .befindlichen Beleuchtungsspalt
unabhängig von der jeweiligen Stellung der Fernrohrlupe in die Augenpupille abgebildet.
Sodann wird nach Einstellen des drehbaren Beobachtungsteils auf den Meridian, in
dem die Messung erfolgen soll, durch Drehen der Scheibe f1 die Fernrohrlupe so lange
verstellt, bis im Gesichtsfelde des Okulars p das Bild des Augenhintergrundes bzw.
des Strichkreuzes in dem mittleren Ausschnitt mit dein außen liegenden Bilde sich
zu einem einheitlichen Bilde ergänzt, also zwischen beiden Bildern Koinzidenz besteht.
Damit ist die Fernrohrlupe auf das durch c erzeugte Bild des Augenhintergrundes
eingestellt, und der zugehörige Hauptpunktsbrechwert des Auges kann an der Skala
dl abgelesen werden. Auf der Zeichnung sind die einstellbaren Teile in derjenigen
Lage gezeichnet, wie sie einem rechtsichtigen Auge bei Messung in der wagerechten
Meridianebene entsprechen. Das durch c erzeugte Bild des Augenhintergrundes liegt
dann in der Brennfläche voll c, so daß der Abstand des Systems g von c gleich der
Summe der beiden Systems ist.