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Scheitelbrechwertmesser
Die Erfindung betrifft eine Verbesserung von
Scheitelbrechwertmeßgeräten, d.h. Geräten, die dem Optiker durch Scharfeinstellung
einer Leuchtmarke die Messung der bildseitigen Scheitelbrechwerte von sphärischen
und astigmatischen Brillengläsern ermöglichen. Die bisher bekannten Geräte dieser
Art bestehen im allgemeinen, wie schematisch in Abb. 1 dargestellt, aus einer Leuchtblende
1, z. B. von der Form einer leuchtenden geometrischen Figur, die in der Achse x-x
des Gerätes verschiebbar ist, ferner aus einer Kollimationslinse 2, weiterhin aus
einem ringförmigen, im vorderen Brennpunkt der Kollimationslillse liegenden Glashalter
3, auf den man das zu messende Brillenglas auflegt, und schließlich aus einer 13eobachtungseinrichtung.
bestehend aus dem Objektiv 5, dem Fadenkreuz 6, das den Mittelpunkt der Beobachtungsfläche
bestimmt, und dem Okular 7.
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Im Falle eines sphärischen Glases 4 hängt die Stellung der Leuchtblende
1, für die man in der Beobachtungseinrichtung ein scharfes Bild erhält, von der
Brechkraft des Glases 4 ab. Eine Skala, die die Verschiebung der Leuchtblende anzeigt,
erlaubt daher die Berechnung der Brechkraft des Gla-
ses, oder es
kann auch diese Skala direkt in Dioptrien geeicht sein.
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Im Falle der Prüfung eines astigmatischen Brillenglases, d. h. sphärisch-zylindrisch
oder torisch, entsteht kein scharfes klares Bild mehr, man nimmt daher die Messung
getrennt für die beiden Hauptschnitte stärkster und schwächster Brechkraft vor und
beobachtet für beide Stellungen der Blende die Brennlinien. Würde z. B. die Blende
einen idealen Lichtpunkt geben, so würde man im Falle eines sphärisch-zylindrischen
Glases in einer der beiden Stellungen einen Strich beobachten, der senkrecht zur
Achse der zylindrischen Oberfläche des Glases verläuft, in der anderen Stellung
dagegen einen zum ersten senkrechten Strich, d.h. also einen Strich, der parallel
zur Achse des Zylinders erscheint. Hat man statt eines idealen Leuchtpunktes einen
kreisförmigen Leuchtfleck, so erhält man statt Striche zwei ovale Lichtflecke. Diese
beiden Stellungen der -Blende kennzeichnen die minimale und maximale Brechkraft
des Glases und gestatten deren Ermittlung durch die Berechnung der zylindrischen
und sphärischen Wirkung.
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Es ist leicht einzusehen, daß die Empfindlichkeit des Gesamtgerätes
in erster Linie abhängig ist von der Vergrößerung der Beobachtungseinrichtung 5,
6, 7 und der Feinheit der Linienbilder der Blende, insbesondere bei der Messung
von schwad astigmatischen Gläsern. In der Tat ist, wenn die Leuchtstriche der Blende
breit sind, die Formänderung (z. B. die Ovalbildung im Falle eines kreisförmigen
I, euchtfleckes), wie sie durch die Zylinderwirkung des zu prüfenden Glases verursacht
wird, so gering im Verhältnis zur Breite desStriches, daß die gesuchte Stellung
der Blende nicht mehr mit genügender Präzision bestimmt werden kann. Nun bewirkt
aber jede Erhöhung der Vergrößerung der Beobachtungseinrichtung auch gleichzeitig
eine Erhöhung des scheinbaren Durchmessers, unter dem man die Linien der Blende
sieht. Man ist also gezungen, die Feinheit dieser Linien zu erhöhen. was aber ernsthafte
Verwirklichungsschwierigkeiten mit sich bringt. Da anderseits die Brechkraft des
Okulars begrenzt ist, kann die Vergrößerung der Beobachtungseinrichtung über einen
gewissen Wert nur weiter erhöht werden durch die Verlängerung der Brennweite des
Objektivs. Das würde aber eine starke Erhöhung der äußeren Maße der Beobachtungseinrichtung
und damit des ganzen Gerätes mit sich bringen.
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Die Erfindung gestattet die Vermeidung des geschilderten Nachteils
und umfaßt zu diesem Zwecke die folgenden Mittel, die einzeln oder inVerbindung
miteinander Verwendung finden können.
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Zwischen der Blende und der Kollimationslinse ist eine Zerstreuungslinse
hoher Brechkraft in einem festen Abstand zur Blende angeordnet, die ein verkleinertes
Bild der letzteren liefert.
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Die Beobachtungseinrichtung, mittels deren man durch das zu messende
Brillenglas das Bild der Blende beobachtet, enthält ein Teleobjektiv, das aus einer
Sammellinse und einer Zerstreuungslinse besteht.
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Die Erfindung ist im folgenden an einem Ausführungsbeispiel erläutert.
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Die Abb. I, wie oben beschrieben, stellt schematisch einen Scheitelbrechxvertmesser
bekannter Bauart dar.
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Die Abb. 2 gibt das Schema eines Gerätes, das mit der Verhesserung
entsprechend der Erfindung ausgerüstet ist.
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Die Abb. 3 gibt im senkrechten Schnitt das Bild eines der Verwirklichungsformen
des Gerätes.
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Wie in Abb. 2 dargestellt, unterscheidet sich das oder Erfindung
entsprechende Gerät von dem bekannten Gerät, wie es Abb. I zeigt, dadurch, daß eine
Zerstreuungslinse 8 verbunden mit der Verschiebungsvorrichtung der Blende I zwischen
dieser Blende I und der Kollimationslinse 2 eingesetzt ist.
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Diese Linse 8 gibt ein verkleinertes Bild der Blende, wodurch sich
der scheinbare Durchmesser vermin--dert, unter dem die Linien der Blende erscheinen,
wenn man sie durch die Beobachtungseinrichtung betrachtet.
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Anderseits ist das Objektiv 5 der Beobachtungseinrichtung durch ein
Teleobjektiv ersetzt, das aus einer Sammellinse g und einer Zerstreuungslinse IO
gebildet wird. Dadurch ist es möglich, die Vergrößerung der Beobachtungseinrichtung
zu erhöhen, ohne die äußeren Maße des Gerätes zu vergrößern.
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Die praktischen Vorteile der der Erfindung entsprechenden Verbesserung
gehen klar aus dem folgenden zahlenmäßigen Beispiel hervor.
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Betrachtet man ein Gerät bekannter Ausführung entsprechend Abb. I,
bestehend aus: a) einer Kollimationslinse 2 mit einer Brennweite von 45 mm, b) einem
Glashalter 3, der im vorderen Brennpunkt der Kollimationslinse liegt, c) einem Objektiv
5 der Beobachtungseinrichtung mit einer Brennweite von 90 mm und d) einem Okular
7 der Beobachtungseinrichtung mit einer Brennweite von 20 mm, so würde die auf unendlich
eingestellte Beobachtungseinrichtung in diesem Falle eine Vergrößerung von 4,5 haben.
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Für ein Brillenglas von + Io Dioptrien würde die Blende sich in der
Stellung I' (Abb. I) in einer Entfernung von etwa 20 mm von der Kollimationslinse
2 befinden, während sie sich für ein Glas von - Io Dioptrien in der Stellung I"
in einer Entfernung von 40,5 mm von der Kollimationslinse 2 befinden würde.
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Wenn die Linien der Leuchtblende I eine Breite von 0,03 mm haben,
so würde unter diesen Bedingungen ihr scheinbarer Durchmesser etwa 10 mm betragen.
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Entsprechend der Erfindung bringt man verbunden mit der Leuchtblende
I eine Zerstreuungslinse 8 an mit einer Brennweite von 6 mm und befestigt diese
in einer Entfernung von 6 mm von der Blende I. Diese Linse 8 gibt ein halb so großes
virtuelles Bild der Blende. Anderseits ist das Objektiv 5 mit 90 mm Brennweite ersetzt
durch ein Objektiv von 60 mm Brennweite, und auf halbem Wege zwischen Objektiv 5
und Fadenkreuz 6 ist eine Zerstreuungslinse IO von 22,5 mm Brennweite eingeschoben.
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Unter diesen Bedingungen wird die Beobachtungseinrichtung eine Vergrößerung
von g an Stelle von 4,5 haben, ohne daß sich die Länge des Gerätes ändert und ohne
daß die Linien der Blende dicker erscheinen, wobei der Lauf des beweglichen Teiles
Blende Zerstreuungslinse genau der gleiche sein wird wie vorher, so daß die Skaleneinteilung
nicht geändert zu werden braucht. Nur die Stellung der Blende I im Verhältnis zu
dieser Einteilung muß geändert werden, und zwar so, daß die Entfernung zwischen
Blende I und Kollimationslinse 2 um 3 mm größer sein muß als in Abb. 1.
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Es ergibt sich daraus, daß die Empfindlichkeit des Gerätes mindestens
verdoppelt ist, ohne daß es notwendig war, die äußeren Maße der Beobachtungseinrichtung
zu vergrößern, was aber für einen gewöhnlichen Scheitelbrechwertmesser notwendig
gewesen wäre, um das gleiche Resultat zu erreichen.
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Die Abb. 3 zeigt als ein unverbindliches Beispiel eine Art der NTerwirkliclaung
der Erfindung.
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Die Gesamtheit des optischen Systems ist in einem Ständer 1 1 untergebracht.
Die Blende I und die Zerstreuungslinse 8 sind in einem beweglichen Zylinder I2 befestigt,
den man gleiten lassen kann in einem festen Zylinder I3 mit Hilfe einer Zahnstange
I4, die durch den Drehknopf 15 angetrieben wird. Der feste Zylinder I3 trägt an
seinem oberen Ende die Kollimationslinse 2 und den ringförmigen Glashalter 3.
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Darüber befindet sich die Beobachtungseinrichtung bestehend aus der
Sammellinse g und der Zerstreuungslinse 10, die das Teleobjektiv bilden, dem Fadenkreuz
6 und dem einstellbaren Okular 7.
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Der gerändelte Ring 16 ermöglicht die Drehung des Fadenkreuzes 6,
während eine feste Marke 23, befestigt am Ständer I I, die relative Richtung der
von dem Fadenkreuz getragenen Marke abzulesen gestattet.
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Zwischen der Beobachtungseinrichtung 6, 7, 9, 10 und dem ringförmigen
Glashalter 3 erlaubt eine Einbuchtung im Ständer 1 1 die Einführung des zu messenden
Brillenglases.
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Der bewegliche Zylinder I2 trägt außerdem eine Skala I8. Diese Skala
wird abgelesen durch eine IIilfsbeobachtungseinrichtung, die durch ein Prisma 19,
ein Objektiv 20 und ein Okular 21 gebildet wird. Eine kleine Lampe 22, die im Innern
der Zylinder 12 und 13 angeordnet ist, erleuchtet gleichzeitig die Blende 1 und
die Skala I8.
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Im Falle eines sphärischen Glases hält man das zu messende Glas 4
auf die ringförmige Haltevorrichtung 3 und verschiebt den beweglichen Zylinder 12
mittels des Drehknopfes 15 so lange, bis das Bild der Blende 1 scharf im Okular
7 erscheint.
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Man liest dann im Okular 21 direkt die Brechkraft des zu prüfenden
Brillenglases 4 ab, die angezeigt wird durch die Ünterteilung der Skala I8, die
sich gegenüber der Marke 24 befindet, welche durch den festen Zylinder I3 getragen
wird.
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Im Falle eines astigmatischen Brillenglases ergibt sich keine scharfe
Abbildung der Blende.
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Deshalb beobachtet man im Okular 7 für zwei Stellungen der Blende
die Schärfe der Brennlinien.
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Die entsprechenden Ablesungen der Skala im Okular 21 ergeben die äußersten
Brechwerte (stärkste und schwächste Brechkraft) des Brillenglases 4.
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Das Fadenkreuz6 trägt einen Markierungsstrich, den man mittels des
gerändelten Ringes t6 parallel zu den Brennlinien einstellen kann. Eine Einteilung
in Winkelgraden auf dem Ring I6 erlaubt die Ablesung der Richtung dieser Linien
im Verhältnis zu der festen Marke 23 auf dem Ständer II, d. h. sie erlaubt die Bestimmung
der Richtung der Achse des astigmatischen Glases.
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Zahlreiche Varianten der Verwirklichung können in Betracht gezogen
werden, ohne das Gehiet der Erfindung zu verlassen. Insbesondere kann die Ablesung
der Brechkraft im Okular der Beobachtungsvorrichtung selbst stattfinden durch eine
geeignete Änderung der optischen Ablesevorrichtung. Das Okular 21 entfällt dann.