DE733759C

DE733759C - Device for measuring and checking the stereoscopic sight

Info

Publication number: DE733759C
Application number: DEP80329D
Authority: DE
Inventors: Dr Richard Pauli
Original assignee: RICHARD PAULI DR
Current assignee: RICHARD PAULI DR
Priority date: 1940-02-04
Filing date: 1940-02-04
Publication date: 1943-04-01

Description

Vorrichtung zum Messen und Prüfen des stereoskopischen Sehvermögens Die individuell wechselnde Fähigkeit der stereoskopischen Wahrnehmung macht deren Prüfung - gegebenenfalls auch Schulung -erforderlich. Zu dem Zweck sind besondere Tafeln ausgearbeitet worden, die mittels eines Stereoskopes betrachtet werden. Bestimmte Marken (Kreuze, Ballons) in Verbindung mit Schattenrissen von Gebäuden z. B. werden verwandt, die Feinheit der Auffassung für die Tiefe zu ermitteln. Zehn solcher Stereogramme von verschiedener Querdisparation auf einer Tafel vereinigt und den Augen nacheinander dargeboten, erlauben einen Ausdruck für die Grenze der Leistungsfähigkeit. Hierbei versteht mn, unter Querdisparation die Verschiedenheit der beiden Netzhautbilder eines dreidimensionalen Gegenstandes beim Doppelauge, d. h. ihre Inlkongruenz bzw. ihre Verzeichnung gegen einander in Richtung der Waagerechten.Device for measuring and testing stereoscopic vision The individually changing ability of stereoscopic perception makes theirs Examination - possibly also training - required. For the purpose are special Boards have been drawn up that can be viewed using a stereoscope. Certain Brands (crosses, balloons) in connection with silhouettes of buildings e.g. B. be related to determining the fineness of the perception for the depth. Ten such stereograms united by various transverse disparities on a table and the eyes one after the other presented, allow an expression for the limit of performance. Here What mn understands by transverse disparity is the difference between the two retinal images a three-dimensional object in the double eye, d. H. their incongruence or their distortion against each other in the direction of the horizontal.

Daß diese Vorrichtung den heutigen Anforderungen vielfach nicht genügt, ist be-Kanne und beruht auf der unvollständigen Ausnutzung der Prüfungsmöglichkeiten. That this device often does not meet today's requirements, is be-kanne and is based on the incomplete use of the examination options.

Zweierlei ist unter diesem Gesichtspunkt namhaft zu machen.Two things are to be named from this point of view.

Die Feinheit der Tiefenauffassung im genannten Sinne verlangt nicht nur die Angabe derjenigen Querdisparation, die zur richtigen Bestimmung von Vorne und Hinten gerade noch hinreicht; die Brauchbarkeit solcher Beobachtungen hängt auch von ihrer Geschwindigkeit ab. Das ist bislang überstehen worden. Sie ist aber entscheidend für den Wert der Beobachtung, besonders wenn es sich um veränderliche Gegenstände handelt. The delicacy of the perception of depth in the sense mentioned does not demand only the indication of the transverse disparity necessary for the correct determination from the front and the back is just enough; the usefulness of such observations depends also depends on their speed. That has been survived so far. but she is crucial to the value of observation, especially when it is changeable Objects.

Verzögerte Urteile werden in diesem Flall durch die Tatsachen überholt und soweit gegenstands, los. Unabhängig davon ist die Urteilsgeschwindigkeit ein Ausdruck für die Sicherheit und Bestimmtheit der Beobachtung überhaupt; somit ein wesentlicher Gesichtspunkt.Delayed judgments in this case are overtaken by the facts and as far as the subject, go. Regardless of this, the speed of judgment is a Expression for the security and certainty of the observation in general; thus a essential point of view.

Die stereoskopische Auffassung muß überdies auf die Feinheit des Unterscheidungsvermögens für Änderungen bei Vorne (oder Hinten) untersucht werden. Es handelt sich sm Feststellungen wie die, daß ein hinten befindlicher Gegenstand weiter nach hinten oder weniger weit nach hinten befindlich sei als ein entsprechender anderer. Diesem Gesichtspunkt ist ebenfalls nicht genügend Rechnung getragen. Er erfordert planmäßige paarweise Vergleiche zur Ermittelung (Messung) derjenigen Änderung der Querdisparation, die zum Bemerken eines Richtungsunterschiedes im genannten Sinn gerade noch hinreicht. (Bestimmung der Unterschiedsempflndl ichkeit.) Soll diesen beiden Forderungen Rechnung getragen werden, so bedarf es einer Vorrichtung zur Messung und Prüfung des stereoskopischen 'Sehvermögens mit einem Stereoslcop und Stereoskopbildern von verschiedener, regelmäßig abgestufter Querdisparation, die nacheinander den Augen -dargeboten werden, die erfindungsgemäß gekennzeichnet ist durch die Verbindtiiig einer zur auswechselbaren Aufnahme der Stereobilder dienenden, ruckweise drehbaren B il-dertrommel mit einer elektrischen Einrichtung zur Messung der Zeit vom Auftauchen des Stereogrammes im Gesichtsfeld bis zur Angabe des Sehelindruckes durch den Beobachter mittels einer elektromagnetisch betätigten Stoppuhr, die durch den einzelnen Stereogrammen zugeordnete Kontakte an der Bildtrommel in Gang gesetzt und durch eine als Schalter ausgebildete bewegliche Kinnstütze angehalten wird, welch letztere elektromagnetisch in die Ausgangslage zurückgebracht wird. The stereoscopic view must also focus on the subtlety of the Discernment for changes in the front (or Rear) to be examined. It is a question of findings such as the fact that someone at the rear Object is further back or less back than a corresponding other. This point of view is also insufficiently taken into account carried. It requires scheduled pairwise comparisons to determine (measure) those changes in the transverse disparity that lead to the observation of a difference in direction just enough in the sense mentioned. (Determination of the sensitivity to differences.) If these two requirements are to be taken into account, a device is required for measuring and testing the stereoscopic 'eyesight with a stereoscope and stereoscopic images of various, regularly graduated transverse disparities, which are presented to the eyes one after the other, which are characterized according to the invention is due to the connection of an interchangeable recording of the stereo images, Jerky rotating picture drum with an electrical device for measuring the time from the appearance of the stereogram in the field of view to the indication of the visual impression by the observer by means of an electromagnetically actuated stopwatch, which by Contacts on the imaging drum assigned to the individual stereograms are set in motion and is stopped by a movable chin rest designed as a switch, which latter is brought back electromagnetically to the starting position.

Stereoskope mit ruckartig veränderlichem Bildträger sind zwar bekannt, aber ungeeignet für die angegebenen Zweclçe. Denn es bedarf der Kuppelung mit einer der Zeitmessung dienenden, beliebig aus- und einschaltbaren elektrischen Kontakteinrichtung, die sich bei iden bekannten Vorrichtungen nicht anbringen läßt. Zudem ist die Auswechslung der Stereogramme besonders zu gestalten, damit die verschiedenartigen B-ilderfolgeii ermöglicht werden und zwar Einzelrucke (Einzeldarbietungen) und paarweise aufeinander folgende Rucke zwecks Vergleich, mas eine geeignete sichere Bedienung des Ganzen voraussetzt. Stereoscopes with jerkily variable image carriers are known but unsuitable for the stated purposes. Because it needs to be coupled with a electrical contact device that can be switched on and off at will for time measurement, which can not be attached to iden known devices. In addition, the substitution is to design the stereograms in a special way so that the various picture sequences ii are made possible, namely individual prints (individual presentations) and in pairs on top of one another the following jerks for the purpose of comparison, mas a suitable safe operation of the whole presupposes.

Die Figuren I bis 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch in Seiten-, Drauf- und Vorderansicht. Der Hauptbestandteil ist ein Sechskant (a, Fig. I und 2), drehbar um die Achse b (Fig. I). Figures I to 3 show an embodiment of the invention schematically in side, top and front view. The main component is a hexagon (a, Fig. I and 2), rotatable about the axis b (Fig. I).

Seine Seitenflächen tragen Halbstereogramme (c1) im üblichen Format. Fig. 4 zeigt ein Beispiel, drei konzentrische Kreise. Die beiden inneren gehören zusammen und weisen von Stereogramm zu Stereogramm kleine waagerechte Mittelpunktsverschiebungen auf, bezogen auf das Zentrum des Außenkreises.Its sides have semi-stereograms (c1) in the usual format. Fig. 4 shows an example, three concentric circles. The two inner ones belong together and show small horizontal center shifts from stereogram to stereogram based on the center of the outer circle.

So kommt eine Querdisparation zustande mit Bezug auf ein zweites Halbstereogramm (c2, Fig. 2). Es besitzt genau konzentrische Kreise und ist der entsprechenden Sechskantfläche (d, Fig. I) feststehend unveränderlich zugeordnet, und zwar vertikal wie horizontal so, daß beide zusammen ein Stereogramm der üblichen Art bilden. Die so geschaffene Querdisparation unterscheidet sich von der gebräuchlichen natürlichen, insofern sie sich nicht auf zwei, sondern nur auf ein Netzhautbild erstreckt, ein unbedeutender Umstand, wie die Erfahrung gezeigt hat. (Im übrigen bedeutet die halbseitige Veränderung am Stereogramm, wie sie hier zugrunde gelegt wird, nur eine Form der Ausführung des Grundgedankens; es können auch beide sich entsprechenden Stereogrammbilder beweglich und damit gleichzeitig veränderlich gemacht werden bei doppelter Breite von Sechskant a.) Die auf genau 600 abgestimmte ruckartige Teildrehung des Sechskant a geschieht durch eine Zahnradübersetzung derart, daß eine einzelne rasche Umdrehung der Kurbel e das Treibrad f und damit das große, mit dem Sechskant achsen, gleiche Zahnrad g betätigt (Fig. 1). Eine Schnappvorrichtung gewährleistet diese Einzeldrehung und damit den einwandfreien Stereogrammwechsel.This creates a transverse disparity with reference to a second semi-stereogram (c2, Fig. 2). It has precisely concentric circles and is the corresponding hexagonal face (d, Fig. I) fixed, invariably assigned, both vertically and horizontally so that both together form a stereogram of the usual kind. The one created in this way Transverse disparity differs from the common natural one in that respect it extends not to two, but only to one retinal image, an insignificant one Circumstance, as experience has shown. (Incidentally, the half-way change means in the stereogram, as it is based on here, only one form of execution of the basic idea; it is also possible for both of the corresponding stereogram images to be movable and at the same time can be made variable with double the width of the hexagon a.) The jerky partial rotation of the hexagon a, coordinated to exactly 600, happens by means of a gear transmission in such a way that a single rapid turn of the crank e the drive wheel f and thus the large gear wheel with the hexagon axes g actuated (Fig. 1). A snap device ensures this single rotation and thus the perfect stereogram change.

Die beiden zusammengehörigen Stereogrammbilder - das unveränderliche und das veränderliche - sind gegen den Beobachter abgeschirmt durch eine Wand h (Fig. I bis 3) init zwei passenden rechteckigen Ausschnitten i, die zusammen das gebräuchliche Stereogrammformat ergeben (Fig. 3). Apparatur und Bedienung werden so dem Blick des Beobachters entzogen, jede Störung vermieden. The two related stereogram images - the unchangeable one and the changeable - are shielded from the observer by a wall h (Fig. I to 3) with two matching rectangular cutouts i, which together form the common stereogram format result (Fig. 3). Apparatus and operation will be so withdrawn from the view of the observer, any disturbance avoided.

Der Wandausschnitt, der die veränderliche Stereogrammseite dem Blick freigibt (k, Fig. 3), kann durch eine seitlich zu bediewende Schiebervorrichtung jeweils schnell geschlossen und entsprechend wieder geöffnet werden (1, Fig. 2 und 3) für den Fall, daß der Wechsel des Stereogrammes (die ruckartige Teildrehung des Sechskantes a) für den Beobachter ausgeschaltet werden soll.The wall cutout showing the changeable stereogram side to the gaze releases (k, Fig. 3), can by a laterally operated slide device are each quickly closed and reopened accordingly (1, Fig. 2 and 3) in the event that the change of the stereogram (the jerky partial rotation of the Hexagon a) should be turned off for the observer.

Das ist bei den Vergleichsversuchen wichtig; sonst bedeutet die Umstellung keine Störung.This is important in the comparison tests; otherwise means the changeover no interference.

Die Optik - entsprechend der bekannten Zeiss'schen (m, Fig. I bis 3j - ist auf einer Stange angebracht,-die ihrerseits auf einem beweglichen Vierkantrohr sitzt (o, Fig. I und 2), So daß die Entfernung des Auges vom Bild beliebig, aber wiederum meßbar eingestellt werden kann.The optics - according to the well-known Zeiss (m, Fig. I to 3j - is mounted on a pole, -this in turn on a movable square tube sits (o, Fig. I and 2), so that the distance of the eye from the picture is arbitrary, but in turn can be set measurably.

Dem Apparat sind für die Prüfungen eine Anzahl von Halbstereogrammen beigegeben, entsprechend Fig. 4. Bei der Prüfung der Auffassung für Vorne und Hinten handelt es sich um 11 Bilder. Die Querdisparation ändert sich dabei von 0,1 mm Querverschiebung = 3'26"Gesichtswinkel bei 10 cm Augenabstand, Innerhalb der letzterwähnten Spanne -werden die Urtdle »davorne« d. h. vor dem großen Außenkreis (Fig. 4), », dahinter « und »gleiche« regelmäßig erzielt. Denn bei der Disparation Null (streng konzentrische Kreise beiderseits) tritt infolge der besonderen Linsenwirkung doch bereits ein Tiefeneindruck auf im Sinne von Dahinter, d. h. die beiden Innenkreise erscheinen weiter vom Beschauer entfernt als Ider große Außenkreis (Fig. 4). A number of semi-stereograms are attached to the apparatus for the tests added, according to Fig. 4. When checking the view for the front and rear is it 11 pictures. The lateral disparity changes of 0.1 mm transverse displacement = 3'26 "viewing angle at 10 cm eye relief, inside of the last-mentioned range - the urtdle are "in front of" d. H. in front of the large outer circle (Fig. 4), ", behind" and "same" regularly achieved. Because with the disparation Zero (strictly concentric circles on both sides) occurs as a result of the special lens effect but already an impression of depth in the sense of behind, d. H. the two inner circles appear farther from the viewer than the large outer circle (Fig. 4).

Die Stereogramme zur Ermittelung der Unterschieds empfindlichkeit (Ab- und Zunahme eines Vorne oder Hinten) sind feiner abgestuft, mit 0,05 mm, ein Wert, der im allgemeinen auch von guten Beobachtern nicht mehr richtig beurteilt wird. Die Unterschiedsschwelle, berechnet nach dem Hundertsatz richtiger Urteile, liefert einen durchschnittlichen Betrag von 0,1 mm für die Querdisparation (unter den betreffenden besonderen Bedingungen). The stereograms for determining the sensitivity of the difference (Decrease and increase of a front or back) are more finely graduated, with 0.05 mm, a Value that is generally no longer properly assessed even by good observers will. The difference threshold, calculated according to the hundredth sentence of correct judgments, returns an average amount of 0.1 mm for the lateral disparity (under the relevant special conditions).

So wie die Ermittlung der Unterschiedsempfindlichkeit etwas Neues für die Praxis der Stereoskopie Idarstellt, so ist es auch mit Hilfe des Apparates erstmalig gelungen, die stereoskopische Reaktionszeit, sd. h. die Zeit für das Zustandekommen eines künstlichen Tiefeneindruckes, zu messen. Zu dem Zweck dient eine besondere Vorrichtung für die zeitliche Festlegung des Sprechbeginnes, unter Ausnutzung des damit normalerweise verbundenen Senkens vom Unterklefer. Hierzu dient der Kinnschlüssel p (Fig. I bis 3). Just like determining the sensitivity to differences, something new for the practice of stereoscopy, so it is with the aid of the apparatus Successful for the first time, the stereoscopic response time, sd. the time for it to come about an artificial depth impression to measure. A special one serves this purpose Device for the timing of the start of speaking, taking advantage of the normally associated lowering of the lower jaw. The chin key is used for this p (Figures I to 3).

Der Versuch, eine Wiederholung der Prüfreihe von vorn -und hinten, verläuft folgendermaßen. Der Kopf des Beobachters wird vor Beginn mittels einer senkrecht und waagerecht verstellbaren und damit für jedes Gesichtsprofll passenden Kinnstütze fixiert (p, Fig. I bis 3), indem das Kiinn-unter Schließung des Mundes gegen den schrägen Anschlag q drückt (Fig. I). Wird nun mittels Sechskantdrehung ein Stereogramm geboten (nach vorbereitendem »Jetzt«), so kommt zugleich rdie Stoppuhr r des elektromagnetischen Chronoskopes in Gang dank einer Kontakteinrichtung am Sechskant a (Kontaktring s mit 12 Spitzen, d. h. je 2 für eine Sechskantseite bhzw. ein Stereogramm). Ein Schleifkontakt betätigt nämlich den Elektromagneten t des Chronoskopes. Die Uhr, eine Zehntel- oder Hundertstelsekundenstoppuhr, läuft, bis der Beobachter sein Urteil ausspricht. The attempt to repeat the test series from the front and back, proceeds as follows. Before the start, the observer's head is checked by means of a Vertically and horizontally adjustable and therefore suitable for every facial profile Chin rest fixed (p, Fig. I to 3) by placing the chin-while closing the mouth presses against the inclined stop q (Fig. I). Now using a hexagon turn if a stereogram is required (after the preparatory "now"), the stopwatch comes at the same time r of the electromagnetic chronoscope in motion thanks to a contact device on the Hexagon a (contact ring s with 12 tips, i.e. 2 each for one hexagon side or a stereogram). A sliding contact actuates the electromagnet t des Chronoskopes. The clock, a tenths or hundredths of a second stopwatch, runs until the observer pronounces his judgment.

(Davorne, dahinten, gleich.) Infolge der dadurch verursachten Senkung des Unterkiefers wird der rechtwinklige Kontakthebel u (Fig. I) des Kinnschlüssels mitgenommen und betätigt unter Schließung eines Stromkreises den Elektromagneten t im Sinne der Stoppung der Uhr r. Die Auffassungsdauer, d. h. die Zeit vom Beginn Ides Rei-zes (des stereoskopischen Bildes) bis zum Zustandekommen eines stereoskopischen Eindrucks, ist jetzt unmittelbar abzulesen. Vor dem nächsten Versuch wird die Kinnstütze p in ihre waagerechte Ausganges lage zurückgebracht durch Betätigung des Elektromagn, eten v mittels des Druckknopfes w (Fig. 1). Die ebenfalls erforderliche Rückschaltung der Stoppuhr auf die Nullstellung vollzieht sich selbsttätig durch die Teildrehung des Sechskantes a gelegentlich des Stereogrammwechsels dank der Doppelspiitzen des Kontaktringes s. Von der Rückstellung der Kinnstütze p abgesehen, vollzieht sich also die Bedienung der gesamten Reaktionseinrichtung von selbst, d. h. im Rahmen der normalen Betätigung des Apparates. Die an sich schwierige Messung der fraglichen Reaktionszeit gestaltet sich dennoch ebenso einfach als sicher im Gegensatz zu sonst verwandten Anordnungen zur Re gistrierung der Sprachreaktion (Schallschlüssel).(In front, behind, same.) As a result of the lowering caused by it of the lower jaw becomes the right-angled contact lever u (Fig. I) of the chin wrench taken along and actuated the electromagnet while closing a circuit t in the sense of stopping the clock r. The duration of the perception, d. H. the time from the beginning Ides Rei-zes (of the stereoscopic image) until a stereoscopic one comes about Impression can now be read immediately. Before the next attempt, the chin rest is p brought back into its horizontal starting position by actuating the electromagnet, eten v by means of the push button w (Fig. 1). The also necessary downshift the stopwatch to the zero position takes place automatically through the partial rotation of the hexagon a occasionally the stereogram change thanks to the double points of the Contact ring s. Apart from the resetting of the chin rest p, takes place so the operation of the entire reaction device by itself, d. H. as part of normal operation of the apparatus. The intrinsically difficult measurement of the one in question Response time is just as easy as it is safe in contrast to usual related arrangements for registering the speech response (sound key).

Bei regelmäßiger Wiederholung der Versuche kann der Übungseinfluß, abgesehen von der Größe der Schwellenwerte, gerade mit Hilfe der Reaktionszeiten und somit allseitig erfaßt werden. Unabhängig davon bedeutet die Auffassungsdauer und ihr Verhalten gleich zu Beginn der Versuche ein wichtiges Kriterium, der Leistungsfähigkeit. With regular repetition of the experiments, the exercise influence, apart from the size of the threshold values, especially with the help of the response times and thus can be grasped from all sides. Independent of this means the duration of the perception and their behavior right at the beginning of the experiments an important criterion, the performance.

Der Apparat als Ganzes wird bei Gebrauch auf einen besonders gebauten Kasten gestellt und durch eine eigene Stellschraube zweckentsprechend befestigt, d. h. so, daß keine unerwünschten Verschiebungen, besonders durch den Beobachter, eintreten können. Der Kasten dient zugleich der zuverlässigen Aufbewahrung des Präzisionsinstrumentes, auch für den Fall des Transportes, ähnlich der Einrichtung und Verwahrung wertvoller Mikroskope. The apparatus as a whole is specially built when in use Box placed and appropriately fastened by its own adjusting screw, d. H. so that no undesired shifts, especially by the observer, can enter. The box also serves to reliably store the precision instrument, also in the event of transport, similar to setting up and safekeeping more valuable Microscopes.

Eine besonders gearbeitete Schublade an der Unterseite enthält in passenden Fächern griff-und gebrauchsfertig das jeweils erforderliche Stereogrammaterial.A specially crafted drawer at the bottom contains in appropriate compartments ready to hand and ready-to-use the respectively required stereogram material.

Claims

PATENT CLAIM: Device for measuring and testing the stereoscopic Eyesight with a stereoscope and stereoscopic images of various regular graduated transverse disparity, which are presented to the eyes one after the other through the connection of an interchangeable recording of the stereo images, jerky rotating imaging drum with an electrical device for measuring the time of surfacing of the stereo image in the facial area up to to indicate the visual impression by the observer by means of an electromagnetic operated stopwatch, the contacts assigned by the individual stereograms set in motion on the image drum and by a movable switch designed as a switch Chin rest is stopped, the latter electromagnetically in the starting position is brought back.