WO2003098320A1 - Visuelles medium - Google Patents

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WO2003098320A1
WO2003098320A1 PCT/CH2003/000254 CH0300254W WO03098320A1 WO 2003098320 A1 WO2003098320 A1 WO 2003098320A1 CH 0300254 W CH0300254 W CH 0300254W WO 03098320 A1 WO03098320 A1 WO 03098320A1
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WO
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converging lens
optical means
prismatic optical
glasses
prismatic
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Application number
PCT/CH2003/000254
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English (en)
French (fr)
Inventor
Walter Meier
Original Assignee
Walter Meier
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Walter Meier filed Critical Walter Meier
Priority to AU2003213982A priority Critical patent/AU2003213982A1/en
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00—Optical parts
    • G02C7/14—Mirrors; Prisms
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/34—Stereoscopes providing a stereoscopic pair of separated images corresponding to parallactically displaced views of the same object, e.g. 3D slide viewers
    • G02B30/36—Stereoscopes providing a stereoscopic pair of separated images corresponding to parallactically displaced views of the same object, e.g. 3D slide viewers using refractive optical elements, e.g. prisms, in the optical path between the images and the observer

Definitions

  • the invention relates to a device according to the preamble of claim 1.
  • Such visual media can also be of such a large size that the objects can be viewed binocularly, that is to say with both eyes at the same time.
  • the two eyes converge with their anatomical or optical light axis to the light rays coming from the object.
  • the two eyes perform an accommodation, that is, focus at the respective distance of the object so that it is sharply imaged on the retina of the eyes.
  • a normal device for viewing the image plane of a screen or a spatial object comprising, in combination, a converging lens and an arrangement with preferably two prismatic optical means, which are arranged at eye distance from one another, the focal length of the converging lens and the refractive power the prismatic optical means are mutually adapted such that the diverging light rays coming from the object converge after passing through the converging lens, and after the subsequent passage through the prismatic optical means run at least approximately horizontally in a substantially convergence-free manner. Since the correction by the prismatic acting optical means, it is therefore no longer necessary for the eye to generate the convergence or divergence by adjusting the eye axes accordingly. This effect is also called compensation.
  • the eye is thus relieved of a divergence setting.
  • the two optical means can have different prismatic effects, which can go to the refractive power of one of the two prisms, in other words, provided limited comfort, one can also produce a similar effect with a prism.
  • the prismatic optical means preferably consists of a plastic or a glass, and is preferably designed as a spectacle lens.
  • the arrangement with two prismatic optical means is designed as glasses, so that the physiologically correct distance between the two glasses is fixed.
  • the head can thus move in a large area in front of the converging lens.
  • this arrangement can also be connected to the converging lens, for example.
  • the direction according to the invention brings the viewed object closer and can even convey the feeling of being inside the object space, for example when watching television or viewing a picture, which results in an unusual, intensive and stimulating picture experience.
  • the effect causes the picture to literally float in the room for the viewer.
  • the inventive direction has the advantage that the converging lens can be arranged in front of the object to be viewed or in front of the object plane, and that it displaces the collecting lens in this way, for example, with glasses on, and the mutual distance between the object plane and the collecting lens and glasses ' can be adjusted in such a way that the object plane or the object is enlarged and seen sharply.
  • the object plane is seen by both eyes, so that natural, spatial vision is guaranteed.
  • the correction of the optical beam path with prismatic lenses ensures that no double images are perceived.
  • the device according to the invention is particularly advantageously suitable for enlarged viewing of the object or the object plane of a screen, for example a television, a monitor or a computer screen, or for example for viewing a large-area object such as a picture.
  • the device according to the invention brings the object under consideration, for example an object, closer, and can for example see when watching a picture or looking at an image even give the observer the feeling of being in the action, which creates an intense feeling of experience. Thanks to the device according to the invention, natural, spatial and long-term fatigue-free vision is ensured.
  • the refractive power of the prismatic optical means can be slightly higher than that for generating a convergence-free beam axis required value so that the optical means have, for example, a refractive power between 2 and 6 prisms.
  • the optical means can also prove advantageous to provide the optical means with a negative focal length in the range of, for example, -0.4 to -3 diopters.
  • prismatic optical means with a high dispersibility are used for the glasses in order to achieve a high color separation.
  • the color disparation has the consequence that each color of an image generated on the color screen is refracted to different extents according to its wavelength on the prismatic optical means, and is thus imaged on the retina of the eye at different horizontal locations becomes.
  • the resulting transverse or horizontal disparity creates a spatial impression.
  • the red color is seen at the front and the blue color at the back.
  • the prismatic optical means can consist of at least two optical prisms, which are combined to form a prism unit, thereby increasing the color dispersion of the prism unit or, if necessary, minimizing it.
  • the converging lens can be designed in a large number of different shapes, and in particular can have a round or rectangular shape.
  • the converging lens can be made of glass or preferably has a low weight and is made, for example, from a light plastic material such as PMMA (polymethyl methacrylate). This also allows large converging lenses with a diameter in the range of, for example, 300 mm to 400 mm with a relatively low weight manufacture.
  • the converging lens can be biconvex, plano-convex or concave-convex.
  • the converging lens can also have a stand or handles for positioning in order to position the converging lens at a suitable location.
  • Figure 1 is a schematic plan view of the visual medium with drawn axes of the beam paths
  • Figure 2 is a front view of a converging lens
  • Figure 3 is a front view of a further converging lens
  • FIG. 4 schematically shows glasses for convergence compensation
  • FIG. 5 shows schematically glasses for convergence and accommodation compensation
  • FIG. 1 schematically shows a device 1 designed as a visual medium, comprising a plano-convex converging lens 2 and an arrangement 3 designed as glasses with two prismatic optical means 3a.
  • the converging lens 2 and the glasses 3 are not connected to one another and are therefore movable independently of one another.
  • the converging lens 2 can be positioned at a suitable distance in front of the object to be viewed or the object plane 4 to be viewed, for example a screen or a text page.
  • the position of the head with glasses 3 and the converging lens 2 are arranged such that they are mutually spaced from the object plane 4 in such a way that the observer can see the object in a pleasant and enlarged manner.
  • Figure 1 shows an example of a variety of mutually possible arrangements.
  • the arrangement is selected as follows:
  • the object distance g between the converging lens 2 and the object plane 4 is 4000 mm
  • - the image distance b is 1715 mm
  • the focal length f shows a preferred value between 400mm and 1600 mm, here it is 1200 mm
  • the distance between the eye and converging lens 2 is 600 mm
  • the distance between the eyes is 68 mm - the diameter of the converging lens 2 is 320 mm.
  • the light beams or light bundle axes 5 emanating from the object plane 4 are refracted in the converging lens 2 and leave the converging lens 2 as converging light beams 6.
  • the diverging light beams 6 viewed by the eyes against the converging lens have a divergence of approximately 3 Degree 30 minutes, which the eyes only have to compensate for when they are tired or not at all.
  • the two optical means can have different prismatic effects, which can go to the refractive power of one of the two prisms, in other words, provided that there is limited comfort, a prism can also produce a similar effect.
  • the size of the perceived object can be varied as desired by moving the converging lens 2 or by changing the object width g and changing the eye distance from the converging lens 2.
  • FIG. 2 shows a front view of the collecting lens 2 shown in FIG. 1.
  • This collecting lens 2 has a diameter of 320 mm, consists of the material PMMA (polymethyl methacrylate), and has a weight of approximately 1.3 kg.
  • the lens is biconvex and has two different radii of curvature to minimize the aberrations.
  • This large and light converging lens 2 can be transported and can also be used, for example, for viewing images, for example in a museum.
  • Means (not shown) for simply holding the converging lens 2 can also be arranged on the converging lens 2.
  • the converging lens can also be oval or rectangular or square.
  • FIG. 3 shows the front view of a rectangular collecting lens 2, which is held in a frame 2a and stands on a base 2b.
  • This converging lens 2 can For example, be arranged in a suitable object distance g in front of a television.
  • FIG. 4 schematically shows glasses 3 for convergence compensation.
  • the glasses 3 comprise a support frame 3b, in which two wedge-shaped, prismatic optical means 3a, designed as glasses, are mutually fixed at eye distance 9 from one another.
  • the refractive power of the glasses 3 a is selected such that the converging light beams 6 are refracted by an angle of 3 degrees 30 minutes and strike the eyes 8 as essentially parallel beams 7.
  • the light beam path 7 that strikes the eye 8 is thus convergence-compensated, so that the object plane 4 is seen clearly and without double images.
  • the optical glass 3a can be produced from a large number of known glasses, in particular also from a mineral glass or a plastic glass.
  • the glass 3a can, as shown in FIG. 4, be configured as a wedge-shaped prism, or it can also be configured into the otherwise customary spectacle lens shape.
  • the prismatic effect is specified with the measure "prisms".
  • 1 prism corresponds to a deflection of 1 cm per 1 m distance.
  • Optimal correction of the beam path is achieved in glasses 3 by using glasses 3a with 3.25 prisms per glass.
  • glasses 3a with 3.25 prisms per glass.
  • the use of a glass 3 a of up to 4 prisms can be perceived as pleasant, so that the eye 8 itself can carry out a desired amount of remaining convergence. This ensures a certain independence from the object distance g and allows the eye 8 to adapt better to this distance.
  • the glasses 3 can in particular also be arranged in front of the personal glasses of a defective viewer, so that the light beam 6 enters the personal glasses in a convergence- or divergence-compensated manner, and the light beam is then corrected again in accordance with the individual defective vision of the viewer.
  • FIG. 5 schematically shows glasses 3 which have both convergence and accommodation compensation.
  • the glasses 3 a are not only designed to have a prismatic effect, but also have a negative focal length, so that the eye 8 has a desired degree of residual accommodation.
  • the negative focal length can prove to be advantageous so that the eye 8 can focus the object plane more easily.
  • FIG. 6 schematically shows an arrangement 3 with two prismatic optical means 3a, which is connected to the converging lens 2, so that the distance between the optical means 3a and the converging lens 2 is constant and predetermined.
  • the arrangement 3 is preferably without a bracket, but is otherwise designed like glasses, with a defined contact surface for the nose, so that the head of a viewer is positioned simply and comfortably with respect to the optical means 3a and with respect to the collecting lens 2, and in this defined position can be held.

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Abstract

Die Vorrichtung (1) zum Betrachten eines Gegenstandes oder einer Gegenstandse­bene (4) bspw. eines Bildschirms oder einer sonstigen Gegenstandsebene umfasst in Kombination eine Sammellinse (2) sowie eine Anordnung (3) mit zwei prismatisch wirkenden, optischen Mittel (3a), welche vorzugsweise im Augenabstand voneinan­der angeordnet sind, wobei die Brennweite der Sammellinse (2) sowie die Brechkraft der prismatisch wirkenden, optischen Mittel (3a) derart gegenseitig angepasst sind, dass die von der Gegenstandsebene (4) kommenden, divergierenden Lichtstrahlen (5) nach dem Durchtritt durch die Sammellinse (2) konvergieren, und nach dem darauf folgenden Durchtritt durch die prismatisch wirkenden, optischen Mittel (3a) im we­sentlichen konvergenzfrei verlaufen.

Description

VISUELLES MEDIUM
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Es ist bekannt zum Betrachten eines ebenen Objektes oder eines gedruckten Textes ein visuelles Medium wie ein Nergrösserungsglas zu verwenden, um Details besser zu erkennen. Derartige visuelle Medien können auch derart gross ausgestaltet sein, dass die Objekte binokular, das heisst mit beiden Augen gleichzeitig betrachtet werden können.
Beim Betrachten eines Objektes mit dem unkorrigierten, menschlichen Auge treten folgende bekannten, optischen Effekte auf:
- Die beiden Augen konvergieren mit deren anatomischen beziehungsweise opti- sehen Lichtachse auf die vom Obj ekt kommenden Lichtstrahlen.
- Die beiden Augen führen eine Akkommodation aus, das heisst eine Scharfeinstellung auf die jeweilige Entfernung des Objektes, damit dieses auf der Netzhaut der Augen scharf abgebildet wird.
Bekannte visuelle Medien zum vergrösserten Betrachten eines Objekts weisen die als ausserordentlich unangenehm empfundenen Nachteile auf, dass der Kopf bezüglich dem visuellen Medium oft in eine unangenehme Haltung gebracht werden muss, damit das Objekt einigermassen deutlich erkennbar ist, und dass die Augen relativ schnell ermüden, einerseits aufgrund der ständigen Anspannung des die Akkommo- dation bewirkenden Ringmuskels des Auges, und andererseits aufgrund der erforderlichen Konvergenzeinstellung der Augenachsen. Dies ist besonders unangenehm, wenn ein Objekt wie ein Bildschirm über längere Zeit hinweg betrachtet werden muss. Als äusserst unangenehm erweist sich zudem die Tatsache, dass gewissen Betrachtern eine Konvergenzeinstellung der Augenachsen nicht gelingt, oder aufgrund der auftretenden Überanstrengung nach einer gewissen Zeit nicht mehr gelingt, so- dass das betrachtete Objekt als Doppelbild wahrgenommen wird, und ein weiteres Betrachten nicht mehr möglich ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein visuelles Medium zum vergrösserten Betrachten eines Objektes zu schaffen, welches ein ungewohntes und anregendes Bilderlebnis ermöglicht, und welches ein binokulares, ermüdungsfreies Sehen erlaubt.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Norrichtung aufweisend die Merkmale von Anspruch 1. Die Unteransprüche 2 bis 16 betreffen weitere, vorteilhaft ausgestaltete Vorrichtungen.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst mit einer Norrichtung zum Betrachten der Bildebene eines Bildschirms oder eines räumlichen Objekts umfassend in Kombination eine Sammellinse sowie eine Anordnung mit vorzugsweise zwei prismatisch wirkenden, optischen Mitteln, welche im Augenabstand voneinander angeordnet sind, wobei die Brennweite der Sammellinse sowie die Brechkraft der prismatisch wirkenden, optischen Mittel derart gegenseitig angepasst sind, dass die vom Gegenstand kommenden, divergierenden Lichtstrahlen nach dem Durchtritt durch die Sammellinse konvergieren, und nach dem darauf folgenden Durchtritt durch die prismatisch wirkenden, optischen Mittel zumindest in etwa horizontaler Ebene im wesentlichen konvergenzfrei verlaufen. Da die Korrektur durch die prismatischen wirkenden, optischen Mittel künstlich bewirkt wird, ist es daher für das Auge nicht mehr erforderlich, die Konvergenz oder Divergenz durch eine entsprechende Einstellung der Augenachsen selbst zu erzeugen. Dieser Effekt wird auch als Kompensation bezeichnet. Das Auge ist somit in einer bevorzugten Ausgestaltung der erfin- dungsgemässen Norrichtung von einer Divergenzeinstellung entlastet. Zu beachten ist, dass die beiden optischen Mittel unterschiedliche prismatische Wirkungen haben können, die bis zur Brechkraft Null eines der beiden Prismas gehen können, mit andern Worten, man kann, eingeschränkter Komfort vorausgesetzt, auch mit einem Prisma eine ähnliche Wirkung erzeugen.
Das prismatisch wirkende, optische Mittel besteht vorzugsweise aus einem Kunststoff oder einem Glas, und ist vorzugsweise als ein Brillenglas ausgestaltet. Die Anordnung mit zwei prismatisch wirkenden, optischen Mitteln ist in einer vorteilhaften Ausbildung als Brille ausgestaltet, so dass der physiologisch richtige Abstand zwischen den beiden Brillengläser fest vorgegeben ist. Der Kopf kann sich damit in ei- nem grossen Bereich vor der Sammellinse bewegen. Diese Anordnung kann jedoch beispielsweise auch mit der Sammellinse verbunden sein.
Die erfmdungsgemässe Norrichtung holt das betrachtete Objekt subjektiv näher heran, und kann beispielsweise beim Fernsehen oder beim Betrachten eines Bildes sogar das Gefühl vermitteln, im Objektraum drin zu sein, was ein ungewohntes, in- tensives und anregendes Bilderlebnis bewirkt. Der Effekt bewirkt, dass das Bild für den Betrachter buchstäblich im Raum schwebt.
Die erfmdungsgemässe Norrichtung weist den Vorteil auf, dass die Sammellinse vor das zu betrachtende Objekt beziehungsweise vor der Gegenstandsebene angeordnet werden kann, und dass sie Sammellinse beispielsweise mit aufgesetzter Brille derart verschoben und der gegenseitige Abstand zwischen Gegenstandsebene, Sammellinse und Brille ' derart angepasst werden kann, dass die Gegenstandsebene beziehungsweise das Objekt vergrössert und scharf gesehen wird. Die Gegenstandsebene wird von beiden Augen gesehen, sodass ein natürliches, räumliches Sehen gewährleistet ist. Die Korrektur des optischen Strahlenganges mit prismatisch wirkenden Gläsern gewährleistet, dass keine Doppelbilder wahrgenommen werden. Die erfindungsge- mässe Vorrichtung eignet sich besonders vorteilhaft zum vergrösserten Betrachten des Gegenstandes bzw. der Gegenstandsebene eines Bildschirms, beispielsweise eines Fernsehers, eines Monitors oder eines Computerbildschirms, oder beispielsweise zum Betrachten eines grossflächigen Gegenstandes wie eines Bildes. Die erfin- dungsge ässe Vorrichtung holt das betrachtete Objekt bspw. ein Gegenstand subjektiv näher heran, und kann beispielsweise beim Fe sehen oder beim Betrachten eines Bildes dem Beobachter sogar das Gefühl vermitteln, im Geschehen drin zu sein, was ein intensives Erlebnisgefühl bewirkt. Dank der erfindungsgemässen Vorrichtung ist ein natürliches, räumliches und langfristig ermüdungsfreies Sehen ge- währleistet.
Aufgrund physiologischer und zum Teil psychologischer Erfahrungswerte ist es wünschenswert, keine vollständig konvergenzfreie und/oder akkommodationsfreie Augenstellung zu erreichen, da die theoretisch an sich ideale Augenstellung oft als unnatürliche und* unangenehme Stellung empfunden wird. Stattdessen ist es vorteil- haft, bei der Wahl der Brechkraft der optischen Mittel der Brille eine gewisse Restkonvergenz oder -divergenz und oder eine gewisse Restakkommodation vorzusehen, wobei die gewählte Abweichung von verschiedenen Bedingungen wie der Gegenstandsentfernung, oder persönlichen Bedingungen des jeweiligen Betrachters abhängen.
Zum Zweck der Erzeugung einer leichten Divergenz kann es sich als vorteilhaft erweisen, die Brechkraft der prismatisch wirkenden, optischen Mittel leicht höher zu wählen, als der zum Erzeugen eines konvergenzfrei verlaufenden Strahlenachsen erforderliche Wert, sodass die optischen Mittel beispielsweise eine Brechkraft zwischen 2 bis 6 Prismen aufweisen. Zum Zweck der Erzeugung einer Restakkommo- dation kann es sich zudem als vorteilhaft erweisen, das optische Mittel zudem mit einer negativen Brennweite im Bereich von beispielsweise -0,4 bis -3 Diopterien auszustatten. Bei Prismenkeilen ohne diese Korrektur spielt der Augenabstand keine Rolle und ist damit auch weniger kritisch bezüglich der Augenposition.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung werden für die Brille prismatisch wirkende, optische Mittel mit hohem Dispersionsvermögen verwendet um eine hohe Farbdisparation zu bewirken. Beim Betrachten eines Farbbildes, beispielsweise eines Farbbildschirms, hat die Farbdisparation zur Folge, dass jede auf dem Farbbildschirm erzeugte Farbe eines Bildes entsprechend ihrer Wellenlänge unterschiedlich stark am prismatisch wirkenden, optischen Mittel gebrochen wird, und somit an horizontal unterschiedlichen Stellen auf die Netzhaut des Auges abgebildet wird. Die dadurch bewirkte Quer- bzw. Horizontaldisparation erzeugt einen räumlichen Ein- druck. So wird beispielsweise die rote Farbe ganz vorn und die blaue Farbe ganz hinten gesehen. Mit einer derart ausgestalteten Brille weist die erfindungsgemässe Vorrichtung eine beträchtliche Tiefenwirkung auf, was beispielsweise ein ungewohntes und anregendes Bilderlebnis ermöglicht. Das prismatisch wirkende, optische Mittel kann aus ziunindest zwei optischen Prismen bestehen, die zu einer Pris- meneinheit kombiniert sind, um dadurch die Farbdisparation der Prismeneinheit zu erhöhen, oder, falls erforderlich, zu minimieren.
Die Sammellinse kann in einer Vielzahl unterschiedlicher Formen ausgestaltet sein, und insbesondere eine runde oder rechteckige Form aufweisen. Die Sammellinse kann aus Glas bestehen oder sie weist bevorzugt ein geringes Gewicht auf und ist beispielsweise aus einem leichten Kunststoffmaterial wie PMMA (Polymethyl- methacrylat) gefertigt. Dies erlaubt auch grosse Sammellinsen mit einem Durchmesser im Bereich von beispielsweise 300 mm bis 400 mm mit relativ geringem Gewicht herzustellen. Die Sammellinse kann bikonvex, plankonvex oder konkavkonvex ausgestaltet sein. Die Sammellinse kann zudem einen Ständer oder Handgriffe zum Positionieren aufweisen, um die Sammellinse an einer geeigneten Stelle zu positionieren.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit den folgenden Figuren im Detail beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 einen schematischen Grundriss des visuellen Mediums mit eingezeichneten Achsen der Strahlengänge;
Figur 2 eine Frontansicht einer Sammellinse;
Figur 3 eine Frontansicht einer weiteren Sammellinse;
Figur 4 schematisch eine Brille zur Konvergenzkompensation;
Figur 5 schematisch eine Brille zur Konvergenz- und Akkommodationskom- pensation;
Figur 6 schematisch eine an der Sammellinse befestigte Anordnung mit zwei prismatisch wirkenden, optischen Mitteln. Figur 1 zeigt schematisch eine als visuelles Medium ausgestaltete Vorrichtung 1 umfassend eine plankonvexe Sammellinse 2 sowie eine als Brille ausgestaltete Anordnung 3 mit zwei prismatisch wirkenden, optischen Mitteln 3a. Die Sammellinse 2 sowie die Brille 3 sind nicht miteinander verbunden und somit unabhängig vonein- ander beweglich. Die Sammellinse 2 kann in einer geeigneten Distanz vor dem zu betrachtenden Objekt beziehungsweise der zu betrachtenden Gegenstandsebene 4, beispielsweise einem Bildschirm oder einer Textseite, positioniert werden. Die Lage des Kopfes mit Brille 3 sowie die Sammellinse 2 werden derart gegenseitig und bezüglich der Gegenstandsebene 4 beabstandet angeordnet, dass der Betrachter das Obj ekt angenehm und vergrössert sehen kann.
Figur 1 zeigt ein Beispiel aus einer Vielzahl gegenseitig möglicher Anordnungen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Anordnung wie folgt gewählt:
- die Gegenstandsweite g zwischen Sammellinse 2 und Gegenstandsebene 4 beträgt 4000 mm, - die Bildweite b beträgt 1715 mm,
- die Brennweite f zeigt einen bevorzugten Wert zwischen 400mm und 1600 mm, hier beträgt er 1200 mm
- der Abstand zwischen Auge und Sammellinse 2 beträgt 600 mm
- der Abstand zwischen den Augen beträgt 68 mm - der Durchmesser der Sammellinse 2 beträgt 320 mm.
Die von der Gegenstandsebene 4 ausgehenden Lichtstrahlen bzw. Lichtbüschelachsen 5 werden in der Sammellinse 2 gebrochen und verlassen die Sammellinse 2 als konvergierende Lichtstrahlen 6. In der dargestellten Anordnung weisen die von den Augen gegen die Sammellinse betrachteten divergierenden Lichtstrahlen 6 eine Di- vergenz von etwa 3 Grad 30 Minuten auf, was von den Augen nur unter Ermüdung bis garnicht kompensiert werden muss. Diese Divergenz wird nun von den prismatisch wirkenden, optischen Mitteln 3 a der Brille 3 derart korrigiert, dass die divergie- renden Lichtstrahlen 6 nach dem Durchtritt durch die prismatisch wirkenden, optischen Mitteln 3 a parallel oder annähernd parallel, das heisst konvergenz- oder von der andern Seite her gesehen divergenzfrei oder im wesentlichen konvergenz- bzw. divergenzfrei verlaufen, wie dies mit den Lichtstrahlen 7 dargestellt ist. Wie eingangs schon erwähnt, können die beiden optischen Mittel unterschiedliche prismatische Wirkungen haben, die bis zur Brechkraft Null eines der beiden Prismas gehen können, mit andern Worten, man kann, eingeschränkter Komfort vorausgesetzt, auch mit einem Prisma eine ähnliche Wirkung erzeugen.
Beim Betrachten der Gegenstandsebene 4 kann die Grosse des wahrgenommenen Gegenstandes durch ein Verschieben der Sammellinse 2 beziehungsweise durch ein Verändern der Gegenstandsweite g und ein Verändern des Augenabstandes von der Sammellinse 2 beliebig variiert werden.
Figur 2 zeigt eine Frontansicht der in Figur 1 dargestellten Sammellinse 2. Diese Sammellinse 2 weist einen Durchmesser von 320 mm auf, besteht aus dem Material PMMA (Polymethylmethacrylat), und weist ein Gewicht von etwa 1,3 kg auf. In diesem Beispiel ist die Linse bikonvex und weist zur Minimierung der Abbildungsfehler zwei verschiedene Kriimmungsradien auf. Diese grosse und leichte Sammellinse 2 ist transportierbar und kann beispielsweise auch zum Betrachten von Bildern, beispielsweise in einem Museum, verwendet werden. An der Sammellinse 2 können zudem nicht dargestellte Mittel zum einfachen Halten der Sammellinse 2 angeordnet sein. Die Sammellinse kann auch oval oder rechteckig oder quadratisch ausgestaltet sein.
Figur 3 zeigt die Frontansicht einer rechteckförmigen Sammellinse 2, welche in einem Rahmen 2a gehalten ist und auf einem Fuss 2b steht. Diese Sammellinse 2 kann beispielsweise in geeigneter Gegenstandsweite g vor einem Fernseher angeordnet werden.
Figur 4 zeigt schematisch eine Brille 3 zur Konvergenzkompensation. Die Brille 3 umfasst ein Traggestell 3b, in welchem zwei keilförmige, prismatisch wirkende opti- sehe Mittel 3 a, ausgestaltet als Gläser, gegenseitig fest im Augabstand 9 voneinander angeordnet sind. Die Brechkraft der Gläser 3 a ist, wie bereits in Figur 1 beschrieben, derart gewählt, das die konvergierenden Lichtstrahlen 6 um einen Winkel von 3 Grad 30 Minuten gebrochen werden, und als im wesentlichen parallel verlaufende Strahlen 7 in die Augen 8 treffen. Der in das Auge 8 treffende Lichtstrahlengang 7 ist somit konvergenzkompensiert, sodass die Gegenstandsebene 4 klar und ohne Doppelbilder gesehen wird. Das optische Glas 3 a kann aus einer Vielzahl bekannter Gläser hergestellt sein, insbesondere auch aus einem Mineralglas oder einem Kunststoffglas. Das Glas 3 a kann wie in Figur 4 dargestellt als keilförmiges Prisma ausgestaltet sein, oder auch in die ansonst übliche Brillenglasform ausgestaltet sein.
In der Augenoptik wird die prismatische Wirkung mit dem Mass "Prismen" angegeben. 1 Prisma entsprecht einer Ablenkung von 1 cm pro 1 m Distanz. Eine optimale Korrektur des Strahlenganges wird in der Brille 3 durch die Verwendung von Gläsern 3a mit 3,25 Prismen je Glas erreicht. Es kann sich jedoch als vorteilhaft erweisen ein Glas 3 a mit einer höheren oder geringeren Prismenzahl zu verwenden. Die Verwendung eines Glases 3 a von bis zu 4 Prismen kann als angenehm empfunden werden, damit das Auge 8 ein erwünschtes Ausmass an verbliebener Restkonvergenz selbst ausführen kann. Dies gewährleistet eine gewisse Unabhängigkeit von der Gegenstandsweite g und erlaubt es dem Auge 8 sich besser an diese Distanz anzupassen. Die in Figur 4 dargestellte Brille 3 mit rein prismatischen Gläser 3 a weist den Vorteil auf, dass diese Brille 3 unabhängig von allfälligen Sehfehlern eines Betrachters verwendet werden kann. Die Brille 3 kann insbesondere auch vor der persönlichen Brille eines fehlsichtigen Betrachters angeordnet werden, sodass der Lichtstrahl 6 konvergenz- bzw. divergenzkompensierte in die persönliche Brille eintritt, und der Lichtstrahl danach entsprechend der individuellen Fehlsichtigkeit des Betrachters nochmals korrigiert wird.
Figur 5 zeigt schematisch eine Brille 3, welche sowohl eine Konvergenz- als auch eine Akkommodationskompensation aufweist. Die Gläser 3 a sind nicht nur prisma- tisch wirkend ausgestaltet, sondern weisen zudem eine negative Brennweite auf, sodass dem Auge 8 ein erwünschtes Ausmass an Restakkommodation verbleibt. Die negative Brennweite kann sich als vorteilhaft erweisen, damit das Auge 8 die Gegenstandsebene leichter scharf einstellen kann.
Figur 6 zeigt schematisch eine Anordnung 3 mit zwei prismatisch wirkenden, opti- sehen Mitteln 3a, welche mit der Sammellinse 2 verbunden ist, so dass der Abstand zwischen den optischen Mitteln 3a und der Sammellinse 2 konstant und vorgegeben ist. Die Anordnung 3 ist vorzugsweise ohne Bügel, an sonst jedoch brillenartig ausgestaltet, mit einer definierten Anlagefläche für die Nase, so dass der Kopf eines Betrachters einfach und angenehm bezüglich den optischen Mitteln 3a sowie bezüg- lieh der Sammellinse 2 positioniert, und in dieser definierten Position gehalten werden kann.

Claims

PATENTANSPRUCHE
1. Vorrichtung (1) zum Betrachten eines Gegenstandes bzw. einer Gegenstandsebene (4) zum Beispiel eines Bildschirms oder eines sonstigen räumlichen Objekts umfassend in Kombination eine Sammellinse (2) sowie eine Anordnung (3) mit mindestens einem prismatisch wirkenden, optischen Mittel (3 a), wobei die Brennweite der Sammellinse (2) sowie die Brechkraft des prismatisch wir- kenden, optischen Mittels (3 a) derart gegenseitig angepasst sind, dass die von der Gegenstandsebene (4) kommenden, divergenten Lichtbüschelachsen (5) nach dem Durchtritt durch die Sammellinse (2) konvergieren, und nach dem darauffolgenden Durchtritt durch das prismatisch wirkende, optische Mittel (3 a) im wesentlichen konvergenzfrei verläuft oder divergiert.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , umfassend in Kombination eine Sammellinse (2) sowie eine Anordnung (3) mit zwei prismatisch wirkenden, optischen Mitteln (3 a), welche vorzugsweise im Augenabstand voneinander angeordnet sind, wobei die Brennweite der Sammellinse (2) sowie die Brechkraft der prismatisch wirkenden, optischen Mittel (3 a) derart gegenseitig angepasst sind, dass die von der Gegenstandsebene (4) kommenden, divergenten Lichtbüschelachsen (5) nach dem Durchtritt durch die Sammellinse (2) konvergieren, und nach dem darauffolgenden Durchtritt durch die prismatisch wirkenden, optischen Mittel (3 a) im wesentlichen konvergenzfrei verlaufen oder divergieren.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die prismatisch wirkenden, optischen Mittel (3 a) als Keilprismen oder als Brillengläser ausgestaltet sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes prismatisch wirkende, optische Mittel (3a) aus zumindest zwei Prismen aus unterschiedlichen Materialien und/oder aus unterschiedlichen Glassorten besteht, die zu einer Prismeneinheit kombiniert sind, um die Farbdisparation zu erhöhen bzw. verbessern.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die prismatisch wirkenden, optischen Mittel (3 a) eine Brechkraft zwischen 2 bis 6 Prismen aufweisen, vorzugsweise etwa 3,25 Prismen.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die prismatisch wirkenden, optischen Mittel (3 a) zudem eine negative Brennweite zwischen -0,4 und -3 Diopterien aufweisen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammellinse (2) eine Brennweite zwischen 400 mm und 1600 mm aufweist, vorzugsweise eine Brennweite von 1200 mm.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammellinse (2) aus einer Einzellinse oder aus zwei oder mehreren Teillinsen besteht.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammellinse (2) bikonvex, konkav-konvex oder plankonvex ausgestaltet ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammellinse (2) rund, oval oder rechteckig ausgestaltet ist, und eine Dimension von zumindest 150 mm aufweist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammellinse (2) aus einem Kunststoff wie PMMA (Poly- methylmethacrylat) besteht.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammellinse (2) einen Ständer (2b) oder Handgriffe umfasst.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (3) mit der Sammellinse (2) mechanisch verbunden ist.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (3) als Brille ausgestaltet ist.
15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese Brille zusammen mit einer üblichen Korrekrurbrille getragen werden kann, wobei die prismatisch wirkenden, optischen Mittel (3a) vor die übliche Korrekturbrille zu liegen kommen.
16. Verwendung der Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche als visuelles Medium, in dem die Sammellinse (2) und die prismatisch wirkenden, optischen Mittel (3a) in Bezug zueinander gesetzt werden.
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