DE9421602U1 - Optische Lesevorrichtung - Google Patents

Description

Beschreibung

Optische Lesevorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine optische Lesevorrichtung mit einem stabförmigen Linsenkörper.

Es sind sogenannte Lesestäbe oder Zeilenlupen in unterschiedlicher Ausgestaltung z.B. aus den Druckschriften US-PS 2,420,021, US-PS 2,151,573 und US-PS 2,057,807 sowie der Europäischen Patentanmeldung 0 107 256 und dem Deutschen Gebrauchsmuster G 82 32 211 bekannt. Sie dienen üblicherweise als Vergrößerungshilfe zum Lesen eines Gutes, z.B. zum Lesen von Schriftzeilen. Das Wesen dieser bekannten Lesestäbe liegt in der Zyiinderform ihrer Linsenkörper oder Oberflächen. Dabei ist üblicherweise lediglich die Durchsichtsfläche der Oberseite zylindrisch ausgebildet, während die Auflagefläche zum Lesegut, nämlich die Unterseite, plan ist.

Derartige Lesestäbe vergrößern nur in einer Richtung, ist die Stabrichtung mit der Zeilenrichtung identisch, so wird die Zeile lediglich in der Höhe und somit nur senkrecht zum Lesegut vergrößert. Darüber hinaus werden nur kleine Abbildungsmaßstäbe von z.B. 1,8-fach erreicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optische Lesevorrichtung anzugeben, die ein Lesegut, z.B. eine Zeile eines Schriftgutes, möglichst hoch vergrößert und möglichst breit darstellt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens eine Krümmungsfläche des Linsenkörpers sowohl in Stablängsrichtung als auch in Stabbreitenrichtung konvex ausgebildet ist.

Die Erfindung geht dabei von folgender Überlegung aus: eine Erhöhung des Linsendurchmessers zur Schaffung eines großen Sehfeldes hat stets eine Erhöhung der Linsendicke und damit bei einer runden Linse eine erhebliche Volumenzunahme zur Folge. Dies führt jedoch zu einer unerwünscht großen Umrißform. Um den maximalen Durchmesser für eine Linse und damit einen besonders hohen Vergrößerungsgrad zu erzielen, müßte folglich eine Kugel oder eine abgeplattete Kugel (Asphäre) hergestellt werden.

Durch die konvexe Ausbildung der Oberfläche des Linsenkörpers in zwei Dimensionen, d.h. in Zeilenhöhenrichtung und in Zeilenlängsrichtung, wird eine segmentartige Linsenkörperform mit in beiden Dimensionen gleichermaßen wirksamer Vergrößerung erreicht. Diese segmentartige Linsenkörperform führt zu einer erheblichen Volumenreduzierung bei gleichzeitig besonders breitem Sehfeld.

Bei den Oberflächenkrümmungen kann es sich um sphärische oder asphärische Krümmungen handeln. Bevorzugt wird man jedoch derart vorgehen, daß im Mittenbereich des Linsenkörpers sowohl in x-Richtung als auch in y-Richtung sphärische Krümmungen vorliegen, die in den Randbereichen in asphärische Krümmungen übergehen. Dadurch werden andernfalls vorhandene Randverzerrungen infolge von Abbildungsfehlern kompensiert. Dieser Aspekt der Randverzerrung ist bedeutend, weil ein breites Sehfeld erzeugt wird, welches durch handelsübliche Rundlinsen aufgrund des großen Lupendurchmessers in der Regel nicht geliefert werden kann.

In zweckmäßiger Ausgestaltung ist der stabförmige Linsenkörper beidseitig, d.h. sowohl auf der Oberseite oder Durchsichtsfläche als auch auf der der zu lesenden Zeile zugewandten Unterseite gleichermaßen gekrümmt. Dadurch wird ein besonders hoher Vergrößerungsgrad von z.B. 10-fach erzielt.

Der oder jeder Krümmungsradius wird mit zunehmendem Vergrößerungsgrad kleiner, während die Dicke des Linsenkörpers, nämlich der Abstand zwischen den beiden Krümmungsflächen, größer wird. Dadurch gewinnt der Linsenkörper die Kugelsegmentform mit zwei in Stab- oder Zeilenlängsrichtung verlaufenden, bezüglich der Grundstruktur planparallelen Seitenflächen. Die Krümmungsoberflächen dieses Linsenkörpers sind in lotrechter Draufsicht auf diese planparallelen Seitenflächen somit im weitesten Sinne ellipsoid ausgebildet. Dies ist eine Grundform des Linsenkörpers.

Auf dieser Grundform, die den größten Vergrößerungsgrad aufweist, bauen in den Unteransprüchen 4 bis 8 angegebenen vorteilhaften Weiterbildungen auf.

Der Linsenkörper ist zweckmäßigerweise aus Polymethylmetacrytat (PMMA) einstückig gespritzt. Alternativ kann aber auch ein sich im Zentrum des Linsenkörpers über die gesamte Stablänge erstreckender Polycarbonatkern zur Bildung eines Triplets beidseitig mit einer PMMA-Auflage versehen sein, die an ihren beidseitigen

(N:\AN\95931 A.DOC) .. .. .. _#, ., ».

* &idigr; &idigr; &Idigr; li'i i· ···

Außenflächen die Linsenkrümmungen tragen. Solche Triplets werden zur Korrektur von Farbfehlern infolge chromatischer Aberration verwendet. Ebenso ist es zweckmäßig den Linsenkörper durch Kombination einer konvexen und einer konkaven Fläche als Achromat auszubilden, um Abbildungsfehler durch chromatische Aberration zu beheben

Es ist darüber hinaus vorteilhaft, auf den beiden zueinander planparallelen Seitenflächen oder Flachseiten weitere Krümmungsoberflächen anzubringen, also gewissermaßen zusätzliche Linsen aufzusetzen. Es kann sich dabei um sphärische Rundlinsen oder wieder um asphärische Zeilenlupen handeln. Dadurch wird praktisch eine Zweitlinse oder Zweitlupe mit unterschiedlichem Vergrößerungsgrad geschaffen, und zwar unabhängig davon, ob dies im Vergleich zur Hauptlinse ein großer oder kleiner Vergrößerungsgrad ist.

Dieser Gedanke kann nun noch in der dritten Dimension verwirklicht werden, indem eine dritte Linse in Zeichen-Höhenrichtung, d.h. in Stabbreitenrichtung aufgebracht oder mitgespritzt wird. Dadurch werden in einem Sehfeld verschiedene Vergrößerungsgrade geliefert. Eine derartige Lesevorrichtung kann bei in den drei Dimensionen ausgerichteten Krümmungsoberfiächen einen Linsenkörper mit drei unterschiedlichen Krümmungsgraden enthalten.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die konvexe Ausbildung der oder jeder Krümmungsfläche sowohl in Längs- als auch in Breitenrichtung des Linsenkörpers ein guter Überblick über ein Lesegut (peripheres Sehen) sowie gleichzeitig ein schnelles und sicheres Lesen ermöglicht wird. Von besonderem Vorteil ist ein enges beieinanderliegen von Ober- und Unterkante des Linsenkörpers, so daß z.B. nicht mehr als drei oder vier Zeilen eines üblichen Zeitungsdrucks im Sehfeld der Lesevorrichtung liegen.

Durch die nach außen gerichtete Wölbung des Linsenkörpers in zwei Dimensionen, nämlich in Zeilenlängs- und Zeilenbreitenrichtung, wird eine Reduzierung der Linsenkörperhöhe und damit eine kurze Linsendiagonale erzielt, so daß im Vergleich zu großflächigen, rechteckigen Lesegläsern bei gleicher Mittendicke des Linsenkörpers größere Stab- oder Linsenkörperbreiten realisiert werden können. Dies führt für den Anwender zu einer besonders hohen Lesegeschwindigkeit und zu hohem Lesekomfort.

.. „

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden anhand einer Zeichnung Ausführungsbeispiele beschrieben. Darin zeigen:

Figuren 1, 2, 3 und 4 in einer Seitenansicht, einer Draufsicht, einer perspektivischen Ansicht bzw. einer Vorderansicht eine Grundform einer optischen Lesevorrichtung mit einem beidseitig konvex gekrümmten Linsenkörper,

Figuren 5, 6, 7 und 8 eine Lesevorrichtung gemäß den Figuren 1 bis 4 mit einer zusätzlichen hochvergrößernden Rundlinse, wobei Figur 8 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Figur 5 zeigt,

Figuren 9 bis 12 eine weitere Ausführungsform des Linsenkörpers mit zusätzlich zwei seitlichen Rundlinsen,

Figuren 13 bis 16 ferner eine Ausführungsform des Linsenkörpers mit zusätzlich zwei seitlichen ashärischen Linsen,

Figuren 17 bis 20 eine Ausführungsform mit aus zwei Linsen zusammengesetztem Linsenkörper,

Figuren 21 bis 24 einen Linsenkörper gemäß den Figuren 17 bis 20 in anderer Ausführungsform,

Figuren 25 bis 28 eine weitere Alternative zu der Ausführungsform nach den Figuren 17 bis 20, und

Figuren 29 bis 32 einen Linsenkörper mit zwei mit ihren Konvexseiten einander zugewandten plankonvexen Linsen.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Eine optische Lesevorrichtung 1 umfaßt einen stabförmigen Linsenkörper 2, dessen Oberseite 4 und dessen dem (nicht dargestellten) Lesegut zugewandte Unterseite 6 sowohl in Stablängsrichtung als auch in Stabbreitenrichtung konvex gekrümmt sind. Die Oberseite 4 bildet als eine Krümmungsfläche die Durchsichtsfläche, während die Unterseite 6 als weitere Krümmungsfläche die einem (nicht dargestellten) Lesegut zugewandte oder Auflagefläche darstellt. Die Krümmungen in Stabbreitenrichtung sind

in Figur 4 zu erkennen. Der Linsenkörper 2 in seiner Grundform weist im wesentlichen planparalleie Seitenflächen 7, 8 auf.

Ein Haltegriff 9 ist in Stablängsrichtung entweder an den Linsenkörper 2 angesetzt oder zusammen mit diesem aus einem Stück gefertigt. Aufgesetzte, in Stabbreitenrichtung gewölbte Griffteile 10, die vorzugsweise aus Kunststoff bestehen, ermöglichen ein rutschfestes Halten beim bestimmungsgemäßen Gebrauch der Lesevorrichtung 1.

Die optische Lesevorrichtung 1 dient vorteilhafterweise als binokulare, also beidäugig benutzbare Lese- oder Vergrößerungshilfe für hohe Vergrößerungen und große Sehfelder. Sie ist daher besonders geeignet für einen weitsichtigen Benutzer, der es gewohnt ist, das Lesegut mit großem Abstand von sich zu halten und mit beiden Augen zu lesen. Für einen sehbehinderten Benutzer wird das Halten oder Verfolgen einer Zeile eines Schriftgutes erheblich erleichtert.

Die Dioptrienzahl der Lesevorrichtung 1 kann auch entsprechend einer Lupe oberhalb von acht Dioptrien liegen.

Die Lesevorrichtung 1 eignet sich vorteilhafterweise auch entsprechend einem herkömmlichen Leseglas für einen großen Abstand zwischen Auge und Linsenkörper 2. Um ein möglichst großes Sehfeld auch bei dem genannten großen Abstand zu erzeugen, kann die Stabbreite besonders groß gewählt werden. Die asphärische Ausgestaltung des Linsenkörpers 2 ermöglicht dabei eine ausreichende Stabbreite bei günstiger oder tolerabler Dicke, nämlich dem Abstand zwischen den Krümmungsflächen der Oberseite 4 und der Unterseite 6, insbesondere im Zentrum des Linsenkörpers 2.

Bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 5 bis 8 und den Figuren 9 bis 12 sowie den Figuren 13 bis 16 handelt es sich in der Grundform um den gleichen Linsenkörper 2 wie beim Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 bis 4. Abweichend hiervon ist bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 5 bis 8 eine zusätzliche Lupe in Form einer runden Linse 12 vorgesehen, die auf einer der planparailelen Seitenflächen 7 oder 8 aufgebracht ist. Diese im Nahbereich hochvergrößernde Linse 12 wird durch eine 90°-Drehung des Linsenkörpers 2 aktiviert, bezogen auf dessen normaler Gebrauchsstellung mit dem Lesegut zugewandter Unterseite 6. Hiermit ist in der Art einer galileischen Optik - eine zusätzliche Vergrößerungsmöglichkeit für den Fernbereich geschaffen.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 9 bis 12 weist der Linsenkörper 2 auf jeder der planparallelen Seitenflächen 7 und 8 eine weitere runde Linse 12' bzw. 14 auf.

Die durch eine 90°-Drehung des Linsenkörpers 2 aktivierbare Zweitlupe ist im Ausführungsbeispie! gemäß den Figuren 13 bis 16 eine Zeilenlupe aus zwei auf den planparaüelen Seitenflächen 7 und 8 aufgebrachten asphärischen Linsen 16 bzw. 18. Die Vergrößerung ist dabei kleiner als die der durch die Krümmungsflächen der Oberseite 4 und der Unterseite 6 begrenzten Hauptlupe.

Auch bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 17 bis 20 und den Figuren 21 bis 24 sowie den Figuren 25 bis 28 ist die Grundform des Linsenkörpers 2 beibehalten. Abweichend hiervon ist der Linsenkörper 2 allerdings aus zwei Linsen oder Lupen 2a und 2b zusammengesetzt. Dabei ist in den Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 17 bis 20 und den Figuren 21 bis 24 die untere, d.h. die dem Lesegut näher liegende Linse 2b auf ihrer der oberen Linse 2a zugewandten Seite 20 konkav ausgebildet. Durch diese Kombination der einseitig konkav ausgebildeten unteren Linse 2b mit der oberen Linse 2a, die beidseitig konvex ausgebildet ist, entsteht ein achromatisches System ohne den Abbildungs- oder Bildfehler der chromatischen Aberration.

Während bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 17 bis 20 die beiden Linsen 2a, 2b an deren Verbindungsstelle 22 z.B. miteinander verkittet sind, sind diese beim Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 21 bis 24 unter Bildung eines Spaltes 24 im wesentlichen im optisch unempfindlichen Randbereich miteinander verbunden. Dabei bestehen die beiden Linsen 2a und 2b zweckmäßigerweise aus unterschiedlichen Materialien oder Werkstoffen.

Bei der Herstellung wird dabei zweckmäßigerweise zunächst in einem ersten Arbeitsgang eine der Linsen 2a oder 2b mit Kunststoff gespritzt. Anschließend wird in einem weiteren Arbeitsgang die andere Linse 2b bzw. 2a mit anderem Kunststoff aufgespritzt.

Die Figuren 25 bis 28 zeigen eine weitere Variante der Lesevorrichtung 1, dessen Linsenkörper 2 ebenfalls zwei unter Bildung eines Spalts 24' zusammengesetzte Linsen 2a¹, 2b¹ aufweist. Die einander zugewandten Krümmungsflächen sind im

(N'.Wfl35931A.DOCl

Vergleich zu der Oberseite 4 und der Unterseite 6 jeweils schwach konkav. Der Spalt 24' kann mit Kunststoff ausgefüllt oder ein reiner Luftspalt sein.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 29 bis 32 weicht die Form des Linsenkörpers 2 von der Grundform ab. Diese Form beinhaltet zwei plankonvexe Linsen 2a" und 2b", die mit ihren Konvexseiten 26 und 28 einander zugewandt sind. Es ist dies ein sogenanntes Aplanat-System. Hier bilden die Konvexseiten 26, 28 die Krümmungsflächen des Linsenkörpers 2.

Zur Schaffung eines Triplets kann ein Zwischenraum 30 zwischen den beiden Linsen 2a" und 2b" mit Kunststoff ausgefüllt sein. Dies würde färb- und/oder optikkorregierende Wirkungen haben, die von Vorteil sind.

Die Lesevorrichtung 1 gemäß den Figuren 29 bis 32 kann auch klappbar ausgebildet sein. Dabei ist eine der Linsen 2a" und 2b" des Linsenkörpers 2 in nicht näher dargestellter Art und Weise mittels des Handgriffes 9 aus einer Nebeneinanderlage der Linsen 2a", 2b" um 180° in Richtungs-Fortsetzungslage oder Gebrauchslage schwenkbar, so daß aus einer plankonvexen Lupe in Kreisausschnittform mit großem Umriß und damit großem Sehfeld die dargestellte Form der Lesevorrichtung 1 entsteht.

Eine derartige, klappbare Lesevorrichtung 1 kann zusätzlich eine (nicht dargestellte) Beleuchtungseinrichtung für das Sehfeld, d.h. für die Oberfläche des auszuleuchtenden Schriftgutes oder dergleichen aufweisen. Die Wirkung dieser Beleuchtungseinrichtung liegt zwischen der in Gebrauchsstellung befindlichen Linse 2a", 2b" und dem Lesegut. In den Handgriff 9 ist dann ein (nicht dargestellter) Schalter eingebracht, der durch Auflage auf beispielsweise eine Tischoberfiäche die Beleuchtung einschaltet.

Das Verhältnis von Stabbreite zur Stablänge des Linsenkörpers 2 liegt vorteilhafterweise zwischen 1:3 und 1:10. Zweckmäßige Längen-Breiten-Abmessungen sind z.B. 120 mm mal 20 mm, 125 mm mal 25 mm oder 140 mm mal 25 mm ect. Dadurch werden besonders kurze Linsen- oder Linsenkörperdiagonalen erzielt, die ihrerseits geringe Mittendicken der Linsen 2a, 2b und damit des Linsenkörpers 2 ermöglichen. Daraus resultieren ein geringes Volumen des Linsenkörpers 2 sowie ein geringes Spritzgewicht, was insgesamt eine sehr kompakte Sehhilfe ergibt. Kurze Standzeiten des Herstellungsprozesses führen dabei zu einer besonders wirtschaftlichen Herstellung der Lesevorrichtung 1.

Bezugszeichenliste

1. Optische Lesevorrichtung

2. Linsenkörper mit Linsen 2a, 2b 4. Oberseite von 2

6. Unterseite von 2

7. planparalleie Seitenfläche

8. pianparallele Seitenfläche

9. Handgriff

10. Griffteile
12. Rundlinse 14. Rundlinse

16. asphärische Linse 18. asphärische Linse 20. Seite (konkav) 22. Verbindungsstelle 24. Spalt

26. Konvexseite von 2a" 28. Konvexseite von 2b" 30. Zwischenraum

Claims (11)

Ansprüche

1. Optische Lesevorrichtung mit einem stabförmigen Linsenkörper,

dadurch gekennzeichnet,

daß mindestens eine Krümmungsfläche {4,6; 26,28) des Linsenkörpers (2) sowohl in Stablängsrichtung als auch in Stabbreitenrichtung konvex ausgebildet ist.

2. Optische Lesevorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Linsenkörper (2) im Mittenbereich sphärisch und in den an diesen sich anschließenden Randbereichen aspärisch gekrümmt ist.

3. Optische Lesevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Linsenkörper (2) sowohl auf der Oberseite {4) als auch auf der Unterseite (6) gekrümmt ist.

4. Optische Lesevorrichtung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Linsenkörper (2) zwei in Stabiängsrichtung verlaufende planparallele Seitenflächen {7,8) aufweist, wobei mindestens eine der Seitenflächen (7,8) eine zusätzliche Krümmungsoberfläche {12,14; 16,18) aufweist.

5. Optische Lesevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Linsenkörper (2) aus einer ersten Linse (2a) und einer dieser in Stablängsrichtung zugewandten zweiten Linse (2b) aufgebaut ist.

6. Optische Lesevorrichtung nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Linsen (2a,2b) unter Spaltbüdung zusammengesetzt sind.

7. Optische Lesevorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,

dadurch gekennzeichnet,

daß die zweite Linse (2b) auf der der ersten Linse (2a) zugewandten Seite (20) konkav ausgebildet ist.

8. Optische Lesevorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,

dadurch gekennzeichnet,

daß die beiden Linsen (2a,2b) plankonvex ausgebildet sind, wobei die Konvexseiten (26,28) der beiden Linsen () einander zugewandt sind.

9. Optische Lesevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Verhältnis von Stabbreite zu Stablänge des Linsenkörpers (2) zwischen 1:3 und 1:10 liegt.

10. Optische Lesevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Linsenkörper (2) einseitig mit einem sich in Stablängsrichtung erstreckenden Haltegriff (9) versehen ist.

11. Optische Lesevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Linsenkörper (2) aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polymethacrylsäureester, einstückig oder mehrschichtig gespritzt ist.