RU2046386C1

RU2046386C1 - Typhloscope

Info

Publication number: RU2046386C1
Authority: RU
Inventors: И.А. Забелина; В.В. Васильев; А.В. Обухов; Т.А. Коновальцева
Original assignee: Забелина Ирина Анатольевна; Обухов Алексей Викторович
Priority date: 1991-11-21
Filing date: 1991-11-21
Publication date: 1995-10-20

Abstract

FIELD: medicine. SUBSTANCE: device may be used for persons with poor vision when reading book and machine texts. Fresnel lens is mounted motionless in the typhloscope above the set of cylindrical optical elements, which have geometrical sizes to correspond to heights of lines. Sizes of Fresnel lens provide field of view, which equals to sizes of set of cylindrical lenses. EFFECT: improved comfort. 3 dwg

Description

Изобретение относится к оптическим системам типа биокулярных луп, в частности к оптическим тифлотехническим устройствам, предназначенным для слабовидящих при чтении книжных и машинописных текстов. The invention relates to optical systems such as biocular magnifiers, in particular to optical typhlotechnical devices intended for visually impaired when reading book and typewritten texts.

Известные оптические средства коррекции, обеспечивающие возможность чтения текстов для лиц с пониженной остротой зрения, включают в себя как оптические средства общего применения (лупы, очки), так и специально разработанные медицинские устройства. Известные лупы обычно можно использовать для чтения одним глазом, либо двумя глазами, но при крайне малом поле зрения. Поскольку увеличение лупы связано обратно пропорциональной зависимостью с линейным полем зрения, то при увеличении Г ≥ 5^х не обеспечивается большое линейное поле зрения ≈ 130-150 мм (длина строки текста). Лупа становится очень громоздкой, а кроме того, качество изображения к краям поля зрения ухудшается из-за аберраций.Known optical correction tools that provide the ability to read texts for people with visual acuity include both general-purpose optical devices (magnifiers, glasses) and specially designed medical devices. Famous loops can usually be used for reading with one eye, or with two eyes, but with an extremely small field of view. Since the magnification of the magnifying glass is inversely proportional to the linear field of view, with an increase in ≥ ≥ 5 ^x , a large linear field of view ≈ 130-150 mm (text line length) is not provided. The magnifier becomes very bulky, and in addition, the image quality to the edges of the field of view is deteriorating due to aberrations.

Известные биокулярные лупы обеспечивают хорошее качество изображения и возможность пользоваться при чтении двумя глазами, однако они громоздки и имеют очень ограниченное поле зрения [1]
Известные оптические тифлотехнические средства, выпускаемые серийно или предназначенные к освоению, также недостаточно эффективны и не решают полностью поставленной задачи [2] К таким средствам можно отнести строчную плоскоцилиндрическую линзу с увеличением по вертикали 2,5^х, по горизонтали 1^х, накладываемую на читаемый текст и передвигаемую со строки на строку по мере прочтения текста. Малоэффективна также и ортоскопическая двойная сферическая контактная лупа. Она имеет видимое увеличение 4^х, но ее надо передвигать как вдоль строки, так и со строки на строку, поскольку она позволяет читать только отдельные слова или словосочетания.Famous biocular magnifiers provide good image quality and the ability to use when reading with two eyes, but they are bulky and have a very limited field of view [1]
Known optical typhlotechnical products produced commercially or intended for development are also not efficient enough and do not solve the full task [2]. Such tools include a horizontal flat-cylinder lens with a vertical increase of 2.5 ^x , horizontal 1 ^x , superimposed on readable text and moved from line to line as you read the text. The orthoscopic double spherical contact magnifier is also ineffective. It has a visible increase of 4 ^x , but it must be moved both along the line, and from line to line, because it allows you to read only single words or phrases.

В известной мере задача решается с помощью двойной сфероцилиндрической строчной лупы с увеличением по вертикали 4^х и по горизонтали 2^х. Она состоит из длинной плосковыпуклой цилиндрической линзы и соединенной с ней металлической обоймой плосковыпуклой сферической линзы прямоугольной формы. При чтении лупа налагается плоской поверхностью цилиндрической линзы на читаемый текст в направлении вдоль строк. Верхняя линза устанавливается в крайнее левое положение на нижней цилиндрической линзе и перемещается по ней вручную по мере прочтения строки, а вся лупа передвигается рукой на следующую строку.To a certain extent, the problem is solved with the help of a double spherical-cylindrical horizontal magnifier with an increase of 4 ^x vertically and 2 ^x horizontally. It consists of a long plano-convex cylindrical lens and a metal clip of a rectangular convex spherical lens connected to it. When reading, the magnifying glass is superimposed by the flat surface of the cylindrical lens on the read text in the direction along the lines. The upper lens is set to the leftmost position on the lower cylindrical lens and moves along it manually as you read the line, and the entire magnifier moves by hand to the next line.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для чтения, включающее цилиндрическую оптическую систему в виде блока плосковогнутых цилиндрических линз, примыкающих друг к другу по образующим [3] В этом устройстве блок цилиндрических линз позволяет читать несколько строк текста без перемещения устройства. The closest in technical essence is a reading device that includes a cylindrical optical system in the form of a block of plane-concave cylindrical lenses adjacent to each other along the generators [3] In this device, a block of cylindrical lenses allows you to read several lines of text without moving the device.

Целью изобретения является улучшение эргономических характеристик тифлоскопа, связанных с повышением комфортности чтения. The aim of the invention is to improve the ergonomic characteristics of the typhoscope, associated with increased reading comfort.

Цель достигается за счет того, что в известном тифлоскопе, содержащем блок цилиндрических элементов, геометрические размеры которых соответствуют размерам строк, над этим блоком неподвижно установлена линза Френеля с размерами, обеспечивающими поле зрения, равное размерам цилиндрических линз. The goal is achieved due to the fact that in the well-known typhloscope containing a block of cylindrical elements whose geometrical dimensions correspond to the size of the rows, a Fresnel lens is fixedly mounted above this block with dimensions that provide a field of view equal to the size of cylindrical lenses.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 объемное изображение расположения устройства на тексте; на фиг. 3 цилиндрическая линза. In FIG. 1 shows the proposed device, a General view; in FIG. 2 volumetric image of the location of the device on the text; in FIG. 3 cylindrical lens.

На фиг. 1 набор цилиндрических линз 1 установлен вдоль каждой строчки текста 2 на всю длину строк. Над цилиндрическими линзами неподвижно закреплена плоская линза 3 Френеля, которая доводит общее увеличение системы в вертикальном направлении до V 4-5^x. Блок 1 цилиндрических линз может быть набран как на половину, так и на целую страницу текста, при этом система цилиндрических линз и линза Френеля обеспечивают чтение всей строки без перемещения линзы Френеля.In FIG. 1 set of cylindrical lenses 1 is installed along each line of text 2 for the entire length of the lines. Above the cylindrical lenses, a flat Fresnel lens 3 is fixedly fixed, which brings the total magnification of the system in the vertical direction to V 4-5 ^x . Block 1 of cylindrical lenses can be typed both on half and on a whole page of text, while the system of cylindrical lenses and a Fresnel lens provide reading of the entire line without moving the Fresnel lens.

Ширина каждой цилиндрической линзы блока должна быть равна размеру между серединами межстрочных промежутков. При этом линейное увеличение цилиндрических линз подбирается таким образом, чтобы увеличенный размер высот букв y' y˙V в каждой строке не превышал ширины цилиндрической линзы. При этих условиях строчки текста при чтении располагаются без переналожения, в крайнем случае, касаясь друг друга. The width of each cylindrical lens of the block should be equal to the size between the middle of the line spacing. Moreover, the linear increase in cylindrical lenses is selected so that the increased size of the heights of the letters y 'y'V in each row does not exceed the width of the cylindrical lens. Under these conditions, the lines of text when reading are arranged without re-arrangement, in extreme cases, touching each other.

Если стандартный книжный текст имеет между серединами межстрочных промежутков расстояние Δ l ≈ 4 мм и высоту букв y ≈ 1,8-2 мм, то, следовательно, линейное увеличение цилиндрических линз должно быть V Δ l/y ≃ 2^x, а ширина линз будет ограничена 4 мм. Исходя из этих данных, можно вычислить толщину цилиндрической линзы, при которой обеспечивается линейное увеличение V 2^x, если ее наложить на текст плоской поверхностью (фиг. 3). Например, выбрав радиус сферы плосковыпуклой линзы r 4 мм, можно вычислить ее фокусное расстояние по формуле f r/n 1 4/(1,5-1) 8 мм. Зная фокус f и линейное увеличение V, которое необходимо обеспечить для переналожения строк, можно вычислить соответствующее положение предмета х (букв текста) относительно фокуса, т.е. V f/x или х f/V 8/2 4 мм. Затем вычисляется положение главной плоскости от плоской поверхности линзы по формуле S_н f x 8 4 +4 мм. И, наконец, вычисляется толщина d линзы по формуле S_н d/n ˙ d n ˙ S_н 1,5 ˙ 4 6 мм. Таким образом, при радиусе линзы r 4 мм и толщине d 6 мм линза обеспечивает линейное увеличение V 2^х при ее наложении на текст без перекрытия изображения строк.If a standard book text has a distance Δ l ≈ 4 mm and a letter height y ≈ 1.8-2 mm between the middle of the line spacing, then, therefore, the linear increase in cylindrical lenses should be V Δ l / y ширина 2 ^x , and the width of the lenses will be limited to 4 mm. Based on these data, it is possible to calculate the thickness of the cylindrical lens, which provides a linear increase in V 2 ^x , if it is superimposed on the text with a flat surface (Fig. 3). For example, choosing the radius of the sphere of a plano-convex lens r 4 mm, you can calculate its focal length using the formula fr / n 1 4 / (1,5-1) 8 mm. Knowing the focus f and the linear magnification V, which must be provided for re-laying the lines, we can calculate the corresponding position of the subject x (letters of the text) relative to the focus, i.e. V f / x or x f / V 8/2 4 mm. Then, the position of the main plane from the flat surface of the lens is calculated by the formula S _n fx 8 4 +4 mm. And finally, the thickness d of the lens is calculated by the formula S _n d / n ˙ dn ˙ S _n 1.5 ˙ 4 6 mm. Thus, with a lens radius of r 4 mm and a thickness of d 6 mm, the lens provides a linear increase in V 2 ^x when it is superimposed on the text without overlapping image lines.

Над блоком цилиндрических линз 1 устанавливается плоская линза Френеля с линейным увеличением V 2^х 2,5^х. В результате получается общее увеличение букв текста в 4-5 раз.A flat Fresnel lens with a linear magnification of V 2 ^x 2.5 ^{x is} mounted above the block of cylindrical lenses 1. The result is a general increase in the letters of the text by 4-5 times.

Принцип работы оптической системы состоит в следующем. Система устанавливается плоской поверхностью цилиндрических линз на текст вдоль строчек. Цилиндрические линзы формируют мнимые изображения строк с увеличением букв в одном направлении V 2^х. Мнимые увеличенные изображения строк затем рассматриваются через плоскую линзу Френеля с V 2 2,5^х. В итоге слабовидящий наблюдает увеличенное изображение букв текста по высоте в 4-5 раз, по ширине в 2-2,5 раза. В этом случае не требуется перемещать линзу Френеля вдоль цилиндрических линз, поскольку ее размеры позволяют наблюдать по крайней мере половину страницы текста.The principle of operation of the optical system is as follows. The system is installed by the flat surface of cylindrical lenses on the text along the lines. Cylindrical lenses form imaginary images of strings with letters increasing in one direction V 2 ^x . The imaginary enlarged images of the rows are then viewed through a flat Fresnel lens with V 2 2.5 ^x . As a result, the visually impaired observes an enlarged image of the letters of the text 4-5 times in height and 2-2.5 times in width. In this case, it is not necessary to move the Fresnel lens along the cylindrical lenses, since its dimensions make it possible to observe at least half of the text page.

Таким образом, установка линзы Френеля и набора плосковыпуклых цилиндрических линз наряду с достаточным линейным увеличением обеспечивает повышение скорости и удобство чтения текста без частых перемещений оптических элементов устройства. В предлагаемом изобретении предусмотрено только одно перемещение оптического устройства на вторую половину страницы текста. Эти свойства улучшают эргономические характеристики тифлоскопа и обеспечивают преимущества перед известными оптическими системами аналогичного назначения. Thus, the installation of a Fresnel lens and a set of plano-convex cylindrical lenses along with a sufficient linear increase provides an increase in speed and ease of reading text without frequent movements of the optical elements of the device. In the present invention, only one movement of the optical device to the second half of the text page is provided. These properties improve the ergonomic characteristics of the typhloscope and provide advantages over the known optical systems of a similar purpose.

Claims

A TIFLOSCOPE containing a block of cylindrical elements, the geometrical dimensions of which correspond to row sizes, characterized in that, in order to improve reading comfort, a Fresnel lens is fixedly mounted above the cylindrical optical elements with dimensions that provide a field of view equal to the size of the block of cylindrical lenses.