DE4447368A1

DE4447368A1 - Magnifying variable focus lens aid for visual display unit

Info

Publication number: DE4447368A1
Application number: DE19944447368
Authority: DE
Inventors: Rolf Prof Dr Ing Koenig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-12-21
Filing date: 1994-12-21
Publication date: 1996-06-27

Abstract

The visual assistance device (1) for a video display unit (VDU) consists of a lens (11) positioned in front of the display. The separation (g) of the lens (11) and display is fixed and less than or equal to the focal length of the lens, so that a magnified virtual image is produced behind the display plane. The focal length of the lens is variable by means of an adjustment device (10). The visual assistance lens consists of two flexible transparent membranes joined at their periphery with an intervening gasket. The cavity between the membranes is filled with a fluid of similar refractive index to the membranes.

Description

Es sind Bildschirmsichtgeräte mit einer Sichthilfe bekannt. So weisen z. B. Videokameras einen kleinen Bildschirm zur Kontrolle des Bildausschnitts auf. Der Benutzer sieht hierbei nicht direkt auf den Bildschirm, sondern durch die Sichthilfe, die ein Okular und eventuell weitere Linsen oder Umlenkspiegel aufweist. Die Brennweite der als Okular verwendeten Linse ist hierbei fest. Durch Veränderung des Abstandes zwischen Bildschirm und Linse ist eine Änderung der Vergößerung und eine Anpassung an die individuellen Seheigenschaften des Benutzers möglich. Die Veränderung des Abstandes zwischen Linse und Bildschirm geschieht dabei durch Hinein- bzw. Herausdrehen eines Tubus′, in dem das Okular angebracht ist.Screen display devices with a visual aid are known. So z. B. video cameras a small screen Check the image section. The user sees not directly on the screen, but through the Visual aid, an eyepiece and possibly other lenses or has deflecting mirror. The focal length of the eyepiece lens used is fixed. By changing the The distance between the screen and the lens is a change the enlargement and an adjustment to the individual Visual properties of the user possible. The change in The distance between the lens and the screen happens by turning a tube 'in or out, in which the Eyepiece is attached.

Nachteilig bei dieser Anordnung ist, daß die Veränderung des Abstandes zwischen Bildschirm und Linse in der be schriebenen Form nur bei kleinen Linsen einfach möglich ist.The disadvantage of this arrangement is that the change the distance between the screen and lens in the be written form only possible with small lenses is.

Weiterhin ist die allgemein bekannte Briefmarkenlupe zu nennen, die aus einer Sammellinse fester Brennweite und einem Rahmen besteht. Die Sammellinse ist hierbei so in den Rahmen eingebaut, daß bei einem Aufsetzen des Rahmens auf eine ebene Oberfläche zum einen die optische Achse der Linse stets senkrecht zur Oberfläche steht, zum anderen eine konstruktionsbedingte und nicht veränderbare Entfer nung zwischen Linse und Oberfläche besteht. Hierdurch ent steht ein stark vergrößertes aufrechtes virtuelles Bild in einer Ebene unterhalb der Oberfläche. Es lassen sich so Gegenstände auf der Oberfläche stark vergrößert betrachten.Furthermore, the well-known stamp magnifier is closed call that from a fixed focal length lens and a frame exists. The converging lens is so in the Frame installed that when putting the frame on a flat surface on the one hand the optical axis of the Lens is always perpendicular to the surface, on the other a design-related and unchangeable distance between the lens and the surface. This ent is a greatly enlarged upright virtual image in a level below the surface. It can be so Look at objects on the surface greatly enlarged.

Bei dieser Anordnung tritt der Nachteil auf, daß die Brennweite der Linse nicht veränderbar ist. Die Lupe kann aus diesem Grund nicht an die individuellen Seheigenschaf ten des Betrachters angepaßt werden. This arrangement has the disadvantage that the Focal length of the lens is not changeable. The magnifying glass can for this reason not to the individual visual sheep th viewer can be adjusted.

Ebenfalls bekannt ist eine Anordnung, bei der eine Linse in einem festen Abstand vor einem sehr kleinen Bildschirm eines Fernsehers angebracht ist, um das Fernsehbild zu vergrößern. Diese Anordnung hat die gleichen Nachteile wie die oben genannte Briefmarkenlupe; es ist keine Anpassung der optischen Eigenschaften der Lupe an das individuelle Sehvermögen des Betrachters möglich.Also known is an arrangement in which a lens in a fixed distance in front of a very small screen a television is attached to the television picture enlarge. This arrangement has the same disadvantages as the above-mentioned stamp magnifying glass; it is not an adjustment the optical properties of the magnifying glass to the individual Eyesight of the viewer possible.

Weiterhin ist die Vorveröffentlichung EP 299 393 bekannt. Hierbei wird eine Linse mit variabler Brennweite verwendet, wobei die Linse zwei flexible lichtdurchlässige Membranen aufweist, die an ihren Umfangsrändern zusammengefügt und versiegelt sind. Zwischen den Membranen entsteht auf diese Weise ein Hohlraum, der mit einem Fluid gefüllt ist, dessen Brechungsindex im wesentlichen gleich dem Brechungsindex der Membranen ist. Am Umfangsrand der Linse verläuft eine Rohrleitung radial zwischen den Membranen durch die Abdichtung. Die Rohrleitung ist mit einem Pumpenaggregat verbunden. Durch Hinein- bzw. Herauspumpen des Fluids kann so die Form der Linse und damit ihre Brennweite stufenlos verändert werden.The prior publication EP 299 393 is also known. Here a lens with a variable focal length is used, the lens being two flexible translucent membranes has that joined together at their peripheral edges and are sealed. This creates between the membranes Way, a cavity filled with a fluid whose Refractive index substantially equal to the refractive index of the membranes. One runs along the peripheral edge of the lens Pipeline radially between the membranes through the Seal. The pipeline is with a pump set connected. By pumping the fluid in or out so the shape of the lens and thus its focal length is infinitely variable to be changed.

Bei dieser Anordnung ist von Nachteil, daß Dichtungsproble me an der Einleitungsstelle der Membranen oder an dem zugeordneten Pumpenaggregat zum einen die Einstellgenauig keit, zum anderen die Dauerbetriebsfähigkeit gefährden können.This arrangement has the disadvantage that sealing problems me at the point of introduction of the membranes or at the assigned pump unit on the one hand the setting on the other hand, endanger the long-term operability can.

Da die Benutzung von Displays und insbesondere Bildschirm sichtgeräten das menschliche Auge in einer unnatürlichen Weise beansprucht, an die es sich im Laufe der Entwicklung der Evolution nicht anpassen konnte, treten in diesem Zusammenhang häufig gesundheitliche Belastungen und Störungen auf. Because the use of displays and especially screen visual devices the human eye in an unnatural Claimed way of thinking in the course of development could not adapt to evolution occur in this Often associated with health problems and Interference on.

Die typische Sehentfernung bei Benutzung eines Displays beträgt ca. 50 cm. Das menschliche Auge muß seine Linse beim Betrachten auf diese Entfernung einstellen, um ein scharfes Bild auf der Netzhaut zu erhalten. Dieser Fokus sierung genannte Vorgang geschieht durch einen ringförmigen Muskel, der die flexible Linse an deren Umfangsrändern umschließt und durch eine Verkürzung die Linse radial zusammendrücken kann. Hierdurch wird die Linse dicker und die Brennweite nimmt entsprechend ab. Beim Menschen liegt die bequeme Sehentfernung in der Regel im Fernbereich. Das Auge ist nun in der Lage Gegenstände in einem bestimmten, individuell unterschiedlichen Entfernungsbereich scharf zu sehen. Außerhalb dieses Entfernungsbereiches ist ein scharfes Sehen nicht mehr möglich und die Brennweite der Linse im Auge muß durch eine separate Sehhilfe korrigiert werden. Innerhalb dieses Bereiches ist an den Grenzen ein scharfes Sehen nur unter großen Anstrengungen möglich, da der Ringmuskel des Auges voll kontrahiert bzw. relaxiert werden muß. Es läßt sich also ein Entfernungsbereich definieren, innerhalb dessen ein bequemes Sehen möglich ist.The typical visual distance when using a display is approx. 50 cm. The human eye needs its lens when viewing at this distance set to one to get a sharp image on the retina. That focus Sation called process takes place through an annular Muscle, the flexible lens on its peripheral edges encloses and by shortening the lens radially can squeeze. This makes the lens thicker and the focal length decreases accordingly. In humans lies the comfortable viewing distance usually in the far range. The Eye is now capable of objects in a particular, individually different distance range sharp see. Outside of this range is a sharp vision is no longer possible and the focal length of the Lens in the eye must be corrected by a separate visual aid will. Within this range is at the borders sharp vision only possible with great effort, because the ring muscle of the eye is fully contracted or relaxed must become. So there is a distance range define within which a comfortable vision is possible is.

Mit zunehmendem Alter verschiebt sich dieser bequeme Sehbereich infolge der Altersweitsichtigkeit bei den meisten Menschen noch in Richtung größerer Entfernungen.With increasing age, this comfortable one shifts Field of vision due to the age-related farsightedness of the most people are still heading for greater distances.

Es besteht deshalb das Bedürfnis, eine geeignete Vorrich tung zu schaffen, die das menschliche Auge an die bei der Benutzung eines Displays auftretenden unnatürlichen Sichtverhältnisse anpaßt und ein bequemes Sehen auch bei geringen Sehentfernungen ermöglicht.There is therefore a need to find a suitable device to create the human eye to that at the Using a display that occurs unnatural Adapts visibility and comfortable viewing allows short vision distances.

Darüber hinaus tritt bei der Benutzung eines Displays oft der Fall auf, daß der Blick des Betrachters zwischen zwei Objekten in unterschiedlicher Sehentfernung wechselt. So sieht der Betrachter beispielsweise abwechselnd auf das Display in einer Entfernung von ca. 50 cm und auf einen weiter entfernt gelegenen Gesprächspartner. Hierbei muß die Fokussierung des Auges bei jedem Sichtwechsel an die jeweilige Sehentfernung adaptiert werden. Dies führt bei längerer Dauer und häufigem Sichtwechsel beim Betrachter zu einer Ermüdung oder gar zu Kopfschmerzen.In addition, often occurs when using a display the case where the viewer's gaze falls between two Objects at different viewing distances change. So for example, the viewer alternately looks at that Display at a distance of approx. 50 cm and on one conversation partner further away. Here, the Focusing the eye on the eye with every change of vision respective visual distance can be adapted. This leads to longer duration and frequent changes of view for the viewer fatigue or even a headache.

Es ist deshalb wünschenswert, eine Vorrichtung zu schaffen, die es dem Betrachter eines Displays ermöglicht, ohne Änderung der Fokussierung des Auges zum einen die Displaye bene, zum anderen Objekte in einer zweiten typischen Sehentfernung scharf zu sehen.It is therefore desirable to provide a device which enables the viewer of a display without Changing the focus of the eye on the one hand the display level, to other objects in a second typical Seeing vision clearly.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine optische Sichthilfe für Displays zu schaffen, die zum einen bei kurzen Abständen zwischen Display und Betrachter eine Fokussierung des menschlichen Auges im bequemen Sehentfer nungsbereich ermöglicht und die zum anderen den Sichtwech sel zwischen Objekten unterschiedlicher Sehentfernung ohne Adaption der Fokussierung des Auges ermöglicht.The invention is therefore based on the object to create optical visual aids for displays, on the one hand with short distances between the display and the viewer Focusing the human eye in a comfortable eye-distance range of view and on the other hand the change of vision sel between objects of different vision distances without Adaptation of the focus of the eye enables.

Die Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.The task is carried out in the characteristic part of the Claim 1 specified measures solved.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, daß eine variabel fokussierbare Linse zur Anpassung des menschlichen Auges an die bei der Benutzung eines Displays auftretenden besonderen Sichtverhältnisse benutzt wird.The invention includes the technical teaching that a variably focusable lens to adapt the human Eye to those that occur when using a display special visibility is used.

Erfindungsgemäß wird eine variabel fokussierbare flüssig keitsgefüllte Linse so vor einem Display angebracht, daß die Gegenstandsweite g - der Abstand zwischen Linse und Display - kleiner oder gleich der Brennweite f der Linse ist. Hierdurch entsteht ein virtuelles, aufrechtes, vergrößertes Bild des Displays hinter der Ebene, in der das Display liegt. Die virtuelle Bildweite b - der Abstand zwischen dem virtuellen Bild und der Linse - ist bekannter maßen abhängig von der Brennweite f der Linse und der Gegenstandsweite g. Das Verhältnis von Brennweite f, Gegenstandsweite g und Bildweite b ist hierbei durch die allgemein bekannte Abbildungsgleichung für Linsen gegeben:According to the invention, a variable focusable liquid becomes speed-filled lens so attached in front of a display that the object distance g - the distance between the lens and Display - less than or equal to the focal length f of the lens is. This creates a virtual, upright, enlarged image of the display behind the level in which the Display lies. The virtual image width b - the distance between the virtual image and the lens - is better known dimensions depending on the focal length f of the lens and the Object distance g. The ratio of focal length f, Object distance g and image distance b is here by the Given the well-known mapping equation for lenses:

Durch Veränderung der Brennweite f der Linse läßt sich bei feststehender Gegenstandsweite g also das virtuelle Bild verschieben. Für die Fokussierung des Auges ist die Summe aus dem Abstand Auge-Linse und der virtuellen Bildweite maßgebend, da das Auge das virtuelle Bild wahrnimmt.By changing the focal length f of the lens, fixed object distance g the virtual image move. For the focus of the eye is the sum from the distance between eye and lens and the virtual image distance decisive, since the eye perceives the virtual image.

Es ist so vorteilhaft möglich, das virtuelle Bild in einen Entfernungsbereich relativ zum Betrachter zu legen, den dieser als angenehm empfindet.It is thus advantageously possible to convert the virtual image into one Distance range relative to the viewer this feels pleasant.

Auch ist es vorteilhaft möglich, eine Weitsichtigkeit beim Betrachter zu kompensieren, in dem die Brennweite der Linse so eingestellt wird, daß das virtuelle Bild einen größeren Abstand zum Betrachter aufweist als das Display selbst.It is also advantageously possible to have farsightedness when Compensate the viewer in which the focal length of the lens is set so that the virtual image is larger Distance from the viewer than the display itself.

Bei der Benutzung von Displays tritt oft der Fall auf, daß der Betrachter seine Augen abwechselnd auf zwei verschiede ne Sehentfernungen einstellen muß. So muß bei einem Vortrag mit einem Tageslichtprojektor der Vortragende abwechselnd auf das Sichtfeld des Tageslichtprojektors und in das Auditorium sehen. Durch die Erfindung ist es nun vorteil haft möglich, das virtuelle Bild, das der Vortragende bei der Betrachtung des Sichtfeldes des Tageslichtprojektors wahrnimmt durch Veränderung der Brennweite der Linse hinsichtlich der Entfernung so zu verschieben, daß die Fokussierung des Auges beim Sichtwechsel zwischen Tages lichtprojektor und Auditorium nicht verändert zu werden braucht.When using displays, it often happens that the viewer alternately looks at two different ones ne must set vision distances. So with a lecture alternating with a daylight projector on the field of view of the daylight projector and in the See the auditorium. With the invention, it is now advantageous possible, the virtual image that the lecturer the observation of the field of view of the daylight projector perceives by changing the focal length of the lens with regard to the distance so that the Focusing the eye when changing the view between the day light projector and auditorium not to be changed needs.

Es ist mit Hilfe der Erfindung also vorteilhaft möglich, Objekte in verschiedenen Sehentfernungen abwechselnd zu betrachten, ohne die Fokussierung des Auges ändern zu müssen. Hierzu stellt der Betrachter die Brennweite der variabel fokussierbaren Linse so ein, daß das virtuelle Bild des Displays in der gleichen Entfernung liegt wie das zweite zu betrachtende Objekt.With the help of the invention it is therefore advantageously possible Objects at different visual distances take turns look at without changing the focus of the eye have to. For this purpose, the viewer provides the focal length of the variably focusable lens so that the virtual Image of the display is at the same distance as that second object to be considered.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, die flüssig keitsgefüllte Linse an ihren Umfangsrändern vollständig abzudichten und die Brennweitenänderung dadurch zu ermögli chen, daß mit Hilfe einer Fassung an den Umfangsrändern der Linse radiale Kräfte anlegbar sind, die die Wölbung der Membranen und damit die Brennweite der Linse ändern.A further development of the invention provides that the liquid fully filled lens at its peripheral edges to seal and thereby enable the change in focal length chen that with the help of a frame on the peripheral edges of the Radial forces can be applied to the lens, which curvature Change membranes and thus the focal length of the lens.

Hierdurch werden vorteilhaft Dichtungsprobleme minimiert, da kein Flüssigkeitsaustausch mit der Umgebung erfolgt.This advantageously minimizes sealing problems, since there is no fluid exchange with the environment.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.Other advantageous developments of the invention are in the subclaims or are identified below along with the description of the preferred embodiment the invention with reference to the figures.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Anordnung von Display, Distanzstück, Linse, Betrachter, virtuellem Bild und Fokussiereinrichtung in einer Prinzipdarstellung, Fig. 1 shows an arrangement of the display, spacer, lens viewer, a virtual image and focusing device in a schematic representation,

Fig. 2 als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein elektro nisches Manuskriptsichtgerät mit integrierter Sichthilfe in perspektivischer Darstellung, Fig. 2 as an embodiment of the invention, an electromagnetic African manuscript display device with an integrated view of assistance in perspective view,

Fig. 3 die in Fig. 2 dargestellte Linse detailliert in Querschnittsdarstellung, Fig. 3, the lens shown in Fig. 2 in detail in cross-sectional representation,

Fig. 4 die in Fig. 2 dargestellte Verstelleinheit für die variabel fokussierbare Linse detailliert in perspektivi scher Darstellung, Fig. 4, the adjustment unit shown in FIG. 2 for the variable focusable lens detail in perspektivi shear representation,

Fig. 5 die in Fig. 2 dargestellte Brennweiten steuereinheit als Blockschaltbild, Fig. 5, the focal lengths shown in FIG. 2 control unit as a block diagram,

Fig. 6 als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Bild schirmsichtgerät mit integrierter Sichthilfe in perspekti vischer Darstellung, Fig. 6 as an embodiment of the invention, an image screen display device with an integrated view of assistance in Perspecti vischer representation,

Fig. 7 die in Fig. 6 dargestellte Linse detailliert in Querschnittsdarstellung, Fig. 7, in Fig. 6 lens shown in detail in cross-sectional view

Fig. 8 die in Fig. 6 dargestellte Fokussiervorrichtung ausschnittsweise in perspektivischer Darstellung, FIG. 8, in Fig. 6 focusing illustrated fragmentary perspective illustration

Fig. 9 als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Bild schirmsichtgerät mit einer durch eine Federklemmenverbin dung befestigten Sichthilfe in Querschnittsdarstellung. Fig. 9 as an embodiment of the invention, a screen display device with a view aid attached by a spring terminal connection in cross-sectional view.

Fig. 1 zeigt eine Anordnung des Displays G, der Linse L, des Distanzstückes D, des Betrachterauges A und des virtuellen Bildes B in einer Prinzipdarstellung. Die Linse L ist in einer Entfernung g - der Gegenstandsweite - vor dem Display G so angeordnet, daß die optischen Achsen von Display G und Linse L im wesentlichen fluchtend sind. Die Gegenstandsweite g ist hierbei durch die Dicke des Distanz stückes D bestimmt und so bemessen, daß sie stets kleiner oder gleich der Brennweite f der Linse L ist. Hierdurch entsteht ein vergrößertes, aufrechtes, virtuelles Bild B des Displays G in einem Abstand b - der virtuellen Bildwei te - hinter der Displayebene E. Fig. 1 shows an arrangement of the display G, of the lens L, the spacer D, A of the observer eye and the virtual image B in a schematic representation. The lens L is arranged at a distance g - the object distance - in front of the display G so that the optical axes of the display G and lens L are essentially aligned. The object distance g is determined by the thickness of the distance piece D and dimensioned so that it is always less than or equal to the focal length f of the lens L. This creates an enlarged, upright, virtual image B of the display G at a distance b - the virtual image width - behind the display level E.

Der Betrachter nimmt nun mit seinem Auge A das virtuelle Bild B wahr; maßgebend für die Fokussierung des Auges A ist dabei die Summe a aus virtueller Bildweite b und Betrach terabstand e. Durch Veränderung der Brennweite f der Linse L läßt sich die virtuelle Bildweite b und damit die für die Fokussierung des Auges maßgebende Distanz a einstellen. Dies geschieht durch die Verstelleinheit V, die in Fig. 8 detailliert dargestellt ist.The viewer now perceives the virtual image B with his eye A; decisive for the focus of the eye A is the sum a of the virtual image width b and the observer distance e. By changing the focal length f of the lens L, the virtual image width b and thus the distance a decisive for the focusing of the eye can be set. This is done by the adjustment unit V, which is shown in detail in FIG. 8.

Fig. 2 zeigt ein elektronisches Manuskriptsichtgerät mit integrierter Sichthilfe 1. Das Manuskriptsichtgerät hat die Aufgabe, fertige Manuskripttexte einzulesen und auf einem Bildschirm seitenweise aus zugeben. Hierzu verfügt das Manuskriptsichtgerät über ein Diskettenlaufwerk 2, um die Manuskripttexte von einer Diskette einzulesen. Die eingele senen Texte werden von einem eingebauten Personal-Computer verarbeitet und auf dem oben in die Deckplatte eingelasse nen Bildschirm 8 ausgegeben. Auf der Deckplatte befinden sich weiterhin zwei Drucktasten 6′, 6′′, die ein Vor- bzw. Zurückblättern im Manuskripttext ermöglichen, der Ein- bzw. Ausschaltknopf 9′ bzw. 9′′, zwei Drucktasten 7′, 7′′ für die Steuerung der Sichthilfe, ein Schieberegler 5 für die Einstellung der individuellen bequemen Sehentfernung sowie eine Brennweitensteuereinheit 4. Fig. 2 shows an electronic manuscript display device with an integrated view Help 1. The task of the manuscript viewing device is to read in finished manuscript texts and output them page by page on a screen. For this purpose, the manuscript viewing device has a floppy disk drive 2 in order to read the manuscript texts from a floppy disk. The texts inserted are processed by a built-in personal computer and output on the screen 8 inserted into the cover plate. On the cover plate there are also two pushbuttons 6 ', 6 '', which enable you to page back and forth in the manuscript text, the on and off buttons 9 ' and 9 '', two pushbuttons 7 ', 7 ''for the Control of the visual aid, a slider 5 for setting the individual comfortable viewing distance and a focal length control unit 4 .

An der Oberseite des Manuskriptsichtgerätes oberhalb des Bildschirms 8 ist die Sichthilfe 1 angebracht. Die Sicht hilfe 1 weist eine variabel fokussierbare flüssigkeitsge füllte Linse 11 auf, die in geringem Abstand über dem Bildschirm 8 so angeordnet ist, daß die optischen Achsen von Bildschirm 8 und Linse 11 im wesentlichen fluchtend sind. Der Abstand von Linse 11 und Bildschirm 8 ist hierbei geringer als die minimale Brennweite der Linse 11, so daß ein virtuelles, aufrechtes, vergrößertes Bild unterhalb der Bildschirmebene entsteht. The visual aid 1 is attached to the top of the manuscript viewing device above the screen 8 . The view aid 1 has a variably focusable liquid-filled lens 11 , which is arranged at a short distance above the screen 8 so that the optical axes of the screen 8 and lens 11 are substantially aligned. The distance between lens 11 and screen 8 is less than the minimum focal length of lens 11 , so that a virtual, upright, enlarged image is created below the screen level.

Die Brennweite der Linse 11 wird durch die in Fig. 4 detailliert dargestellte Verstelleinheit 10 eingestellt. Hierzu pumpt die Verstelleinheit 10 über die Verbindungs leitung 16 Brechungsfluid entweder in die Linse hinein oder aus dieser heraus. Hierdurch ändert sich die Wölbung der Linse 11 und damit deren Brennweite.The focal length of the lens 11 is set by the adjusting unit 10 shown in detail in FIG. 4. For this purpose, the adjusting unit 10 pumps refractive fluid via the connecting line 16 either into the lens or out of it. This changes the curvature of the lens 11 and thus the focal length.

Die Verstelleinheit 10 kann entweder manuell oder automa tisch gesteuert werden.The adjustment unit 10 can be controlled either manually or automatically.

Die manuelle Steuerung erfolgt über die Drucktasten 7′ bzw. 7′′ oder das Bediengerät 3. Das Bediengerät 3 ist über die Anschlußbuchse 24 (hier nicht dargestellt) an die Verstel leinheit 10 angeschlossen und mit dieser über ein Kabel verbunden. Da das Bediengerät baulich von der Sichthilfe getrennt ist, ist es für den Benutzer vorteilhaft möglich, die Brennweite der Linse 11 zu verstellen ohne Blickrich tung oder Position zu verändern.Manual control is carried out using the push buttons 7 'or 7 ''or the control unit 3 . The control unit 3 is connected via the connection socket 24 (not shown here) to the adjusting unit 10 and connected to it via a cable. Since the operating device is structurally separate from the visual aid, it is advantageously possible for the user to adjust the focal length of the lens 11 without changing the viewing direction or position.

Die automatische Steuerung erfolgt durch eine Brennweiten steuereinheit 4, deren Funktionsweise in Fig. 5 detail liert dargestellt ist. Die Brennweitensteuereinheit 4 mißt den Abstand von Manuskriptsichtgerät und Betrachter und stellt die Brennweite der Linse 11 mittels der Verstellein heit 10 so ein, daß die Summe aus dem gemessenen Abstand zum Betrachter und der virtuellen Bildweite im wesentlichen gleich der eingegebenen bequemen Sehentfernung ist. Hierzu weist die Brennweitensteuereinheit 4 einen Ultraschallent fernungsmesser mit einem Sende-/Empfangskopf auf, der durch eine Öffnung in der Deckplatte des Manuskriptsichtgerätes nach oben herausragt. Der Ultraschallentfernungsmesser strahlt einen Ultraschallimpuls nach oben in Richtung des Benutzers ab. An dem Betrachter wird der Ultraschallimpuls reflektiert und trifft so nach einer gewissen Laufzeit wieder auf den Sende-/Empfangskopf. Aus der Laufzeit des Ultraschallimpulses und der bekannten Schallgeschwindigkeit errechnet der Entfernungsmesser den Abstand zum Betrachter.The automatic control is carried out by a focal length control unit 4 , the operation of which is shown in detail in FIG. 5. The focal length control unit 4 measures the distance between the manuscript viewer and the viewer and adjusts the focal length of the lens 11 by means of the adjustment unit 10 so that the sum of the measured distance to the viewer and the virtual image distance is substantially equal to the entered comfortable viewing distance. For this purpose, the focal length control unit 4 has an ultrasonic distance meter with a transmitting / receiving head which projects upwards through an opening in the cover plate of the manuscript viewing device. The ultrasonic range finder emits an ultrasonic pulse upwards towards the user. The ultrasonic pulse is reflected at the viewer and thus hits the transmitting / receiving head again after a certain running time. The distance meter calculates the distance to the viewer from the transit time of the ultrasound pulse and the known speed of sound.

Fig. 3 zeigt die im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 enthaltene Linse 11 mit einer Fassung 15. Die Linse weist zwei flexible, lichtdurchlässige dünne Membranen 12.1 bzw. 12.2 auf, die an ihren Umfangsrändern zusammengefügt und mit einer Dichtung 14 versiegelt sind. Die Membranen 12.1 bzw. 12.2 sind dabei in ihrer Form an die Form des Bild schirms angepaßt. Der zwischen den Membranen befindliche Hohlraum 13 ist mit einem Brechungsfluid gefüllt dessen Brechungsindex im wesentlichen gleich dem Brechungsindex der Membranen 12.1 bzw. 12.2 ist. Hierdurch findet an der Grenzfläche Membran-Fluid keine optische Brechung statt, so daß ausschließlich die Außenform der Linse 11 und der Brechungsindex des Fluids bzw. der Membranen 12.1 bzw. 12.2 maßgebend für die optischen Eigenschaften der Linse 11 sind. FIG. 3 shows the lens 11 contained in the exemplary embodiment according to FIG. 2 with a mount 15 . The lens has two flexible, translucent thin membranes 12.1 and 12.2 , which are joined together at their peripheral edges and sealed with a seal 14 . The membranes 12.1 and 12.2 are adapted in shape to the shape of the screen. The cavity 13 located between the membranes is filled with a refractive fluid whose refractive index is substantially equal to the refractive index of the membranes 12.1 and 12.2 . As a result, there is no optical refraction at the membrane-fluid interface, so that only the outer shape of the lens 11 and the refractive index of the fluid or the membranes 12.1 or 12.2 are decisive for the optical properties of the lens 11 .

Am Umfangsrand der Linse 11 führt an einer Stelle eine Leitung 16 zwischen den Membranen 12.1 und 12.2 durch die Dichtung 14 ohne diese ansonsten zu beschädigen. Die Leitung 16 ist mit einer Verstelleinheit 10 (hier nicht dargestellt) verbunden, die es ermöglicht, Brechungsfluid entweder in den Hohlraum 13 hinein- oder aus diesem herauszupumpen und so den Innendruck der Linse 11 zu verändern. Entsprechend der Änderung des Innendrucks der Linse 11 ändert sich die Außenform der Membranen 12.1 bzw. 12.2 und damit die Brennweite der Linse 11. hierbei ist die Dickenverteilung der Membranen 12.1 bzw. 12.2 (z. B. mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode) so berechnet, daß die Formänderung der Membranen 12.1 bzw. 12.2 in im wesentli chen sphärischer Weise erfolgt, wodurch die optischen Verzerrungen der Linse 11 minimal sind. At one point on the peripheral edge of the lens 11 , a line 16 leads between the membranes 12.1 and 12.2 through the seal 14 without otherwise damaging it. The line 16 is connected to an adjusting unit 10 (not shown here), which makes it possible to either pump refractive fluid into or out of the cavity 13 and thus to change the internal pressure of the lens 11 . Corresponding to the change in the internal pressure of the lens 11 , the outer shape of the membranes 12.1 or 12.2 changes and thus the focal length of the lens 11 . Here, the thickness distribution of the membranes 12.1 or 12.2 (z. B. with the help of the finite element method) is calculated so that the shape change of the membranes 12.1 or 12.2 takes place in a substantially spherical manner, whereby the optical distortion of the lens 11 are minimal.

Die Linse 11 wird von einer Fassung 15 gehalten, die die Linse 11 an ihrem Umfangsrand umschließt. Hierzu weist die Fassung 15 an der Innenseite mittig eine Nut auf, die den Umfangsrand der Linse 11 aufnimmt und diese so fixiert.The lens 11 is held by a frame 15 which surrounds the lens 11 on its peripheral edge. For this purpose, the mount 15 has a groove in the center on the inside, which receives the peripheral edge of the lens 11 and thus fixes it.

Fig. 4 zeigt die im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 enthaltene Verstelleinheit 10 für die variabel fokussierba re Linse 11. Die Verstelleinheit 10 hat die Aufgabe, Brechungsfluid in den Hohlraum 13 der Linse 11 hinein- oder aus diesem herauszupumpen, um so die Brennweite f der Linse 11 einzustellen. Sie ist in einem Gehäuse 25 untergebracht und besteht im wesentlichen aus einem Pumpzylinder 17 mit Kolben 18 und Kolbenstange 19, einem Motorantrieb 20, 21, einem Relais 23, zwei Drucktasten 7 sowie einem Transforma tor 22. Fig. 4 shows the adjustment unit 10 contained in the embodiment of FIG. 2 for the variably fokusierba re lens 11th The adjusting unit 10 has the task of pumping refractive fluid into or out of the cavity 13 of the lens 11 in order to set the focal length f of the lens 11 . It is housed in a housing 25 and consists essentially of a pump cylinder 17 with piston 18 and piston rod 19 , a motor drive 20 , 21 , a relay 23 , two push buttons 7 and a transformer 22nd

Der Motor 21 wird über den Transformator 22 und das Relais 23 mit Strom versorgt. Über ein Zahnrad 20 wirkt der Motor 21 auf die in ihrem hinteren Ende als Zahnstange ausgebil dete Kolbenstange 19 des Pumpzylinders 17 und kann so den Kolben 18 hineinschieben bzw. herausziehen. Da der Pumpzy linder 17 mit Brechungsfluid gefüllt ist, wird entsprechend der Bewegungsrichtung des Kolbens 18 Brechungsfluid über die Leitung 16 in den Hohlraum 13 der Linse 11 hinein- bzw. aus diesem herausgepumpt.The motor 21 is supplied with current via the transformer 22 and the relay 23 . Via a gearwheel 20, the motor 21 acts on the piston rod 19, formed in its rear end as a toothed rack, of the pump cylinder 17 and can thus push the piston 18 in or out. Since the Pumpzy cylinder 17 is filled with refractive fluid, 18 refractive fluid is pumped into or out of the cavity 13 of the lens 11 via the line 16 in accordance with the direction of movement of the piston.

Die Steuerung des Motors 21 geschieht entweder manuell oder automatisch. Bei der automatischen Steuerung wird die Brennweite durch eine Brennweitensteuereinheit 4 (hier nicht dargestellt) eingestellt, deren Funktionsprinzip in Fig. 5 detailliert dargestellt ist. Bei der manuellen Steuerung kann durch Betätigen der Drucktasten 7′ bzw. 7′′ oder der entsprechenden Tasten an einem Bediengerät 3 der Motor 21 und damit die Brennweite gesteuert werden. The motor 21 is controlled either manually or automatically. In the case of automatic control, the focal length is set by a focal length control unit 4 (not shown here), the operating principle of which is shown in detail in FIG. 5. In manual control, the motor 21 and thus the focal length can be controlled by pressing the push buttons 7 'or 7 ''or the corresponding buttons on an operating device 3 .

Sowohl die Brennweitensteuereinheit 4 als auch das Bedien gerät 3 werden an der Anschlußbuchse 24 angeschlossen.Both the focal length control unit 4 and the operating device 3 are connected to the connection socket 24 .

Durch Verwendung des Bediengerätes 3 ist die Einstellung der Brennweite vorteilhaft ohne Positionsänderung des Benutzers möglich, da das Bediengerät 3 von der Verstel leinheit räumlich getrennt und mit dieser durch ein Kabel verbunden ist, wodurch eine große Bewegungsfreiheit möglich ist.By using the control unit 3 , the adjustment of the focal length is advantageously possible without changing the position of the user, since the control unit 3 is spatially separated from the adjusting unit and is connected to it by a cable, so that great freedom of movement is possible.

Die Verstelleinheit 10 weist zusätzlich eine Vorrichtung zur Feineinstellung des Linseninnendruckes auf. Hierzu befindet sich an der Oberseite des Gehäuses 25 ein Rändel rad 26 mit dem eine Schraube von oben radial in den Pumpzylinder 17 hinein- bzw. herausgedreht werden kann. Wird die Schraube hineingedreht, so verringert sich das Volumen im Pumpzylinder 17 und Brechungsfluid wird in den Hohlraum 13 der Linse 11 gepumpt; wird die Schraube herausgedreht, so wird entsprechend Brechungsfluid aus dem Hohlraum 13 der Linse 11 herausgepumpt. Die Schraube ist hierbei so angeordnet, daß sie selbst bei maximalem Hub des Kolbens 18 nicht von diesem berührt werden kann.The adjusting unit 10 additionally has a device for fine adjustment of the lens internal pressure. For this purpose, there is a knurled wheel 26 on the top of the housing 25 with which a screw can be screwed in and out radially from above into the pump cylinder 17 . If the screw is screwed in, the volume in the pump cylinder 17 is reduced and refractive fluid is pumped into the cavity 13 of the lens 11 ; if the screw is unscrewed, the refractive fluid is pumped out of the cavity 13 of the lens 11 accordingly. The screw is arranged so that it can not be touched by the piston 18 even at maximum stroke.

Fig. 5 zeigt die Brennweitensteuereinheit 4 als Block schaltbild. Die Brennweitensteuereinheit 4 ist in dem gestrichelten Kasten enthalten und besteht im wesentlichen aus einem Entfernungsmesser 29, einem Eingabegerät 27, einer Recheneinheit 28, einer Kennlinieneinheit 30 und einer Leistungselektronik 31. Fig. 5 shows the focal length control unit 4 as a block diagram. The focal length control unit 4 is contained in the dashed box and essentially consists of a range finder 29 , an input device 27 , a computing unit 28 , a characteristic curve unit 30 and power electronics 31 .

Der an der Oberseite des Manuskriptlesegerätes in der Brennweitensteuereinheit 4 angebrachte Entfernungsmesser mißt die Entfernung e zum Betrachter. Hierzu kann ein optischer oder ultrasonischer Entfernungsmesser verwendet werden. Der Betrachter gibt seine individuelle bequeme Sehentfernung a_SOLL über eine Eingabeeinheit 27 ein. Hierzu kann beispielsweise ein Schieberegler 5 verwendet werden, wie in Fig. 2 dargestellt. Als weitere Größe ist der Abstand g von Linse 11 und Bildschirm bekannt, da die Linse 11 in einem festen Abstand vor dem Bildschirm angebracht ist.The range finder attached to the top of the manuscript reader in the focal length control unit 4 measures the distance e to the viewer. An optical or ultrasonic range finder can be used for this. The viewer enters his individual comfortable viewing distance a _SHOULD via an input unit 27 . For example, a slider 5 can be used for this purpose, as shown in FIG. 2. The distance g between the lens 11 and the screen is known as a further variable, since the lens 11 is mounted at a fixed distance in front of the screen.

Die drei Größen a_SOLL, g und e gehen nun als Eingangsgrößen in die Recheneinheit 28 ein, die hieraus die einzustellende Brennweite f_SOLL errechnet:The three quantities a _SHOULD , g and e are now input to the computing unit 28 , which calculates the focal length f _{SHOULD to be set} :

Die Recheneinheit 28 gibt ein entsprechendes Signal f_SOLL an die Kennlinieneinheit 30, die hieraus das Steuersignal s für die Leistungselektronik 31 errechnet. Dies ist nötig, da das System aus Linse 11, Verstelleinheit 10 und Lei stungselektronik 31 in der Regel nicht linear ist. Die Kennlinieneinheit 30 hat deshalb die Aufgabe die Nichtline arität des Gesamtsystems auszugleichen. Die Leistungselek tronik 31 gibt einen Spannungswert u an die Verstelleinheit 10, die Brechungsfluid in den Hohlraum 13 der Linse 11 hinein- oder aus diesem herauspumpt und so die gewünschte Brennweite einstellt.The computing unit 28 outputs a corresponding signal f _SHOULD to the characteristic curve unit 30 , which uses this to calculate the control signal s for the power electronics 31 . This is necessary because the system of lens 11 , adjustment unit 10 and power electronics 31 is generally not linear. The characteristic curve unit 30 therefore has the task of compensating for the non-linearity of the overall system. The power electronics 31 outputs a voltage value u to the adjusting unit 10 , which pumps refractive fluid into or out of the cavity 13 of the lens 11 and thus sets the desired focal length.

Fig. 6 zeigt ein Bildschirmsichtgerät 33 mit integrierter Sichthilfe 32. An der Vorderseite des Sichtgerätes 33 befindet sich zum einen das Bedienfeld 34, zum anderen der Bildschirm 35. Vor dem Bildschirm 35 ist die Sichthilfe 32 fest angebracht. Die Sichthilfe 32 ist in einem Gehäuse untergebracht und besteht im wesentlichen aus einer flüssigkeitsgefüllten variabel fokussierbaren Linse 36 und einer Fokussiereinrichtung, die in Fig. 8 detailliert dargestellt ist. Fig. 6 shows a screen display device 33 with an integrated view of online help 32. The control panel 34 and the screen 35 are located on the front of the viewing device 33 . The visual aid 32 is firmly attached in front of the screen 35 . The visual aid 32 is accommodated in a housing and essentially consists of a liquid-filled variable focusable lens 36 and a focusing device, which is shown in detail in FIG. 8.

Die Linse 36 wird in dem Gehäuse in einem festen Abstand vor dem Bildschirm 35 so fixiert, daß die optischen Achsen von Bildschirm 35 und Linse 36 im wesentlichen fluchtend sind. Der Abstand zwischen Linse 36 und Bildschirm 35 ist dabei so bemessen, daß er kleiner ist als die minimale Brennweite der variabel fokussierbaren Linse 36.The lens 36 is fixed in the housing at a fixed distance in front of the screen 35 so that the optical axes of the screen 35 and lens 36 are essentially aligned. The distance between lens 36 and screen 35 is dimensioned such that it is smaller than the minimum focal length of the variably focusable lens 36 .

Die Seitenwände des Gehäuses schirmen dabei den Raum zwischen Linse 36 und Bildschirm 35 gegen seitlich auftref fendes Licht ab und verhindern so eine Blendwirkung.The side walls of the housing shield the space between the lens 36 and the screen 35 against laterally incident light and thus prevent glare.

Die in dem Gehäuse befindliche variabel fokussierbare Linse 36 ist in Fig. 7 detailliert dargestellt. Die Veränderung der Brennweite der Linse 36 geschieht mit Hilfe des seitlich am Gehäuse der Sichthilfe 32 angebrachten Dreh knopfs 37, der auf die in Fig. 8 detailliert dargestellte Fokussiereinrichtung wirkt.The variable focusable lens 36 located in the housing is shown in detail in FIG. 7. The change in the focal length of the lens 36 is done with the help of the side mounted on the housing of the viewing aid 32 rotary knob 37 , which acts on the focusing device shown in detail in Fig. 8.

Fig. 7 zeigt die im Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 enthaltene variabel fokussierbare Linse 36. Die Linse 36 ist ähnlich der in Fig. 3 dargestellten Linse aufgebaut und ist an die Form des Bildschirms 35 angepaßt. Der Unterschied besteht im wesentlichen darin, daß bei der in Fig. 3 dargestellten Linse der Flüssigkeitsaustausch mit der Umgebung die Ursache für eine Brennweitenänderung der Linse ist, während bei der hier beschriebenen Linse kein Flüssigkeitsaustausch mit der Umgebung notwendig ist. Vielmehr ist die hier dargestellte Linse durch eine Dichtung 14 vollständig versiegelt. FIG. 7 shows the variable focusable lens 36 contained in the exemplary embodiment according to FIG. 6. The lens 36 is constructed similarly to the lens shown in FIG. 3 and is adapted to the shape of the screen 35 . The difference is essentially that in the case of the lens shown in FIG. 3, the liquid exchange with the surroundings is the cause of a change in the focal length of the lens, while in the case of the lens described here, no liquid exchange with the surroundings is necessary. Rather, the lens shown here is completely sealed by a seal 14 .

An ihrem Umfangsrand wird die Linse von einer Fassung 38 gehalten. Hierzu weist die Fassung 38 an der Innenseite mittig eine Nut auf, die die Linse an ihrem Umfangsrand aufnimmt. Die Fassung 38 dient zusätzlich als Fokussierein richtung. Hierzu ist die Fassung 38 so ausgebildet, daß sie auf den Umfangsrand der Linse radiale Kräfte aufbringen kann, die eine Änderung der Wölbung der Membranen 12 verursachen. Die Fokussiereinrichtung ist im Detail in Fig. 8 dargestellt.The lens is held on its peripheral edge by a mount 38 . For this purpose, the mount 38 has a groove in the center on the inside, which receives the lens on its peripheral edge. The socket 38 also serves as a focusing device. For this purpose, the mount 38 is designed so that it can apply radial forces to the peripheral edge of the lens, which cause a change in the curvature of the membranes 12 . The focusing device is shown in detail in FIG. 8.

Fig. 8 zeigt die im Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 enthaltene Fokussierungseinrichtung. Die Fokussierungs einrichtung besteht im wesentlichen aus einer Fassung 38, einer Spannschraube 40 und einem Drehknopf 37. Die Fassung 38 umschließt die Linse 36 an ihrem Umfangsrand und weist an einer Stelle eine Aussparung auf, an der die Endstücke 41, 42 der Fassung 38 nach außen abgewinkelt sind. Das eine Endstück 41 weist ein Gewinde auf, während in dem anderen Endstück 42 eine einfache Bohrung ist. Mit Hilfe der Spannschraube 40 ist es nun möglich, den Abstand zwischen den beiden Endstücken 41 und 42 der Fassung 38 einzustel len. Die durch die Bohrung des einen Endstückes 42 verlau fende Spannschraube 40 greift hierzu in das Gewinde des anderen Endstückes 41 ein. Damit die Spannschraube 40 beim Anziehen nicht einfach durch die Bohrung durchrutscht, weist sie im oberen Teil oberhalb des Endstückes 42 einen Durchmesser auf, der größer ist als der Durchmesser der Bohrung im Endstück 42. Durch ein Anziehen der Spannschrau be 40 verringert sich der Umfang der Fassung 38 und entsprechend bringt die Fassung 38 radiale Kräfte auf die Linse 36 auf, die eine Änderung der Wölbung der Linsenober fläche verursachen. Auf diese Weise läßt sich die Brennwei te der Linse 36 stufenlos einstellen. FIG. 8 shows the focusing device contained in the exemplary embodiment according to FIG. 7. The focusing device consists essentially of a socket 38 , a clamping screw 40 and a knob 37 . The mount 38 surrounds the lens 36 at its peripheral edge and has a recess at one point at which the end pieces 41 , 42 of the mount 38 are angled outwards. One end piece 41 has a thread, while in the other end piece 42 there is a simple bore. With the help of the clamping screw 40 , it is now possible to adjust the distance between the two end pieces 41 and 42 of the socket 38 . The end through the bore of one end piece 42 clamping screw 40 engages in the thread of the other end piece 41 . So that the clamping screw 40 does not simply slip through the bore when tightening, it has a diameter in the upper part above the end piece 42 which is larger than the diameter of the bore in the end piece 42 . By tightening the Spannschrau be 40 reduces the scope of the socket 38 and accordingly the socket 38 applies radial forces to the lens 36 , which cause a change in the curvature of the lens surface. In this way, the focal length of the lens 36 can be adjusted continuously.

Die Spannschraube 40 weist am oberen Ende ein Zahnrad 43 auf, in das der Drehknopf 37 eingreift, an dem der Benutzer die Brennweite einstellen kann.The clamping screw 40 has a gear 43 at the upper end, in which the rotary knob 37 engages, on which the user can adjust the focal length.

Fig. 9 zeigt ein Bildschirmsichtgerät mit einer durch eine Federklemmenvorrichtung befestigten Sichthilfe. Die Sichthilfe weist eine flüssigkeitsgefüllte Linse 44 mit variabler Brennweite auf wie in Fig. 3 detailliert dargestellt und eine Verstelleinheit wie in Fig. 4 detailliert dargestellt (hier nicht zu sehen). Die Fassung 45 der Linse 44 ist hierbei mit einer federnden Klemme 46 so an dem Bildschirmsichtgerät befestigt, daß die optischen Achsen des Bildschirms 47 und der Linse 44 im wesentlichen fluchtend sind. Darüber hinaus hat die Fassung 45 hier die Funktion eines Distanzringes, in dem sie einen definierten Abstand zwischen Bildschirm 47 und Linse 44 ermöglicht. Der Abstand zwischen Linse 44 und Bildschirm 47 ist dabei stets kleiner als die minimale Brennweite der Linse 44. Hierdurch wird sichergestellt, daß ein vergrößertes, aufrechtes, virtuelles Bild des Bildschirms 47 entsteht. Eine weitere Funktion der Fassung 45 besteht darin, seitlich auftreffen des Licht abzuhalten und so ein Blendwirkung zu verhindern. FIG. 9 shows a screen display device with a visual aid fastened by a spring clamp device. The visual aid has a liquid-filled lens 44 with a variable focal length, as shown in detail in FIG. 3, and an adjustment unit, as shown in detail in FIG. 4 (not shown here). The mount 45 of the lens 44 is fastened to the screen display device with a resilient clamp 46 in such a way that the optical axes of the screen 47 and the lens 44 are essentially aligned. In addition, the holder 45 has the function of a spacer ring in which it enables a defined distance between the screen 47 and the lens 44 . The distance between lens 44 and screen 47 is always smaller than the minimum focal length of lens 44 . This ensures that an enlarged, upright, virtual image of the screen 47 is created. Another function of the holder 45 is to prevent the light from striking the side and thus to prevent glare.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.The invention is not limited in its execution the preferred embodiments given above. Rather, a number of variants are conceivable which of the solution shown also in principle makes use of different types.

Claims

1. Visual aid ( 1 , 32 ) for a display (G, 33 ), in particular a screen viewing device, with a lens (L, 11 , 36 , 44 ) attached in front of the display (G, 33 ), the distance (g) of the display and the lens (L, 11 , 36 , 44 ) is essentially fixed and smaller and / or equal to the focal length (f) of the lens (L, 11 , 36 , 44 ), whereby an enlarged virtual upright image (B ) behind the display level (E), characterized,
that the focal length (f) of the lens (L, 11 , 36 , 44 ) is variable,
that an adjustment unit (V, 10 ) for changing the focal length (f) is provided,
that the optical axes of the display (G, 33 ) and the lens (L, 11 , 36 , 44 ) are substantially aligned.

2. Visual aid ( 1 , 32 ) according to claim 1, characterized in that
that the lens (L, 11 , 36 , 44 ) has two flexible translucent membranes ( 12.1 , 12.2 ) which are joined together at their peripheral edges,
that the lens (L, 11 , 36 , 44 ) has a seal ( 14 ) on its peripheral edge between the membranes ( 12.1 , 12.2 ),
that the distance between the membranes ( 12.1 , 12.2 ) at the peripheral edge is essentially constant,
that the lens (L, 11 , 36 , 44 ) between the membranes ( 12.2 , 12.2 ) has a cavity ( 13 ) which is filled with a fluid.

3. Visual aid ( 1 , 32 ) according to claim 2, characterized in that the refractive index of the fluid is substantially equal to the refractive index of the membranes ( 12.1 , 12.2 ).

4. Visual aid ( 1 , 32 ) according to one of the preceding claims 2 or 3, characterized in that on the peripheral edge of the membranes ( 12.1 , 12.2 ) a line ( 16 ) between the membranes ( 12.1 , 12.2 ) through the seal ( 14 ) , whereby the volume of the fluid between the membranes ( 12.1 , 12.2 ) can be changed.

5. Visual aid ( 1 , 32 ) according to one of the preceding claims, characterized in that
that the lens (L, 36 ) is enclosed on its peripheral edge by a holder ( 38 ),
that the mount ( 38 ) is designed such that essentially radial forces can be applied to the lens (L, 36 ) at its peripheral edge, as a result of which the curvature of the membranes ( 12.1 , 12.2 ) and thus the focal length (f) can be changed.

6. Visual aid ( 1 , 32 ) according to claim 4, characterized in that the line ( 16 ) is connected to the adjusting unit ( 10 ) which pumps fluid into or out of the cavity ( 13 ).

7. visual aid ( 1 , 32 ) according to claim 4, characterized in that
that the line ( 16 ) is connected to an expansion tank,
that the pressure in the cavity ( 13 ) is substantially constant.

8. Visual aid ( 1 , 32 ) according to one of claims 2, 3 or 5, characterized in that the lens (L, 36 ) is completely sealed at its peripheral edge by the seal ( 14 ), whereby the volume of the refractive fluid in the cavity ( 13 ) is essentially constant.

9. Visual aid ( 1 , 32 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the adjusting unit ( 10 ) has a switch ( 7 ', 7 '') for changing the focal length (f).

10. Visual aid ( 1 , 32 ) according to one of the preceding claims, characterized in that
that a separate operating device ( 3 ) is provided for the adjustment unit ( 10 ),
that the control unit ( 3 ) is connected to the adjustment unit ( 10 ) via a cable,
that the control unit ( 3 ) is significantly smaller in its spatial extent than the visual aid ( 1 , 32 ).

11. Visual aid ( 1 , 32 ) according to one of the preceding claims, characterized in that
that a Brennwei tensteuereinheit ( 4 ) is provided to control the adjustment unit ( 10 ),
that a distance meter ( 29 ) is provided for measuring the distance between the display (G, 33 ) and the viewer, which has a signal output (e),
that an input device ( 5 , 27 ) is provided for entering the comfortable visual distance, which has a signal output (a _TARGET ),
that the focal length control unit ( 4 ) has a computing unit ( 28 ) for calculating the focal length to be set,
that the computing unit ( 28 ) has three signal inputs (g), (a _SET ), (e) and a signal output (f _SET ), so that the focal length (f) of the lens ( 11 ) is set so that the sum of the virtual image width (B) and the measured distance (e) to the viewer is substantially equal to the entered comfortable visual distance (a _TARGET ).

12. Visual aid ( 1 , 32 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a spacer (D) between the display (G, 33 ) and the lens (L, 11 , 36 , 44 ) is provided.

13. Visual aid ( 1 , 32 ) according to one of the preceding claims, characterized in that
that a glare shield laterally closes the area between the lens (L, 11 , 36 , 44 ) and the display (G, 33 ),
that the glare protection consists of opaque or attenuating material.

14. Visual aid ( 1 , 32 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the spatial extent of the lens (L, 11 , 36 , 44 ) in the direction of extension perpendicular to its optical axis is essentially the same as the spatial extent of the display (G, 33 ) in the same direction.

15. Visual aid ( 1 , 32 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the visual aid ( 1 , 32 ) is attached to the display by a screw connection or an equivalent connection.

16. Visual aid ( 1 , 32 ) according to one of the preceding claims 1 to 14, characterized in that the visual aid ( 1 , 32 ) is attached to the display by means of a positive spring clamp connection ( 46 ).

17. Visual aid ( 1 , 32 ) according to one of the preceding claims 1 to 14, characterized in that the visual aid ( 1 , 32 ) is integrated in the display (G, 33 ).

18. Visual aid ( 1 , 32 ) according to claim 17, characterized in that
that the visual aid ( 1 , 32 ) and the display (G, 33 ) have a common housing,
that the controls ( 5 , 6 ', 6 '', 7 ', 7 '', 9 ', 9 '') of the display (G, 33 ) and the visual aid ( 1 , 32 ) are attached to one side of the housing, which ensures the clarity of the controls,
that the display (G, 33 ) and visual aid ( 1 , 32 ) are inclined relative to the base of the housing, whereby the viewing device (G, 33 ) is facilitated.