DE194480C

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Publication number: DE194480C
Application number: DENDAT194480D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVM94480 KLASSE 42/k GRUPPE

Firma CARL ZEISS in JENA.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 5. Januar 1907 ab.

Eine bekannte Forderung ist auf die Herstellung eines Instruments gerichtet, das die Tiefenwahrnehmung beim Sehen mit beiden Augen beseitigt, so daß wie beim einäugigen Sehen ein flächenhaftes Bild wahrgenommen wird. Der praktische Wert eines solchen Instruments würde darin liegen, daß es eine beidäugige und trotzdem sachgemäße Betrachtung von Gemälden, überhaupt perspektivischen Darstellungen ermöglicht. Bei beidäugiger Betrachtung solcher Bilder stört bekanntlich die Lage der beiden Augen, nebeneinander und in beträchtlichem Abstand, die richtige Auffassung der dargestellten Perspektive, vor allem durch die stereoskopische Auffassung der Bildfläche als einer Ebene. Man hat sich der Lösung der Aufgabe dadurch zu nähern versucht, daß man ein Instrument aus vier ebenen Spiegeln vorschlug, das die Objektäugen, d. h. die vom optischen System im Objektraum entworfenen Bilder der beiden Augen, in verringertem Abstand nebeneinanderlegt und so den stereoskopischsn Eindruck entsprechend vermindert.

Durch die Erfindung wird die erwähnte Aufgabe wirklich gelöst, und zwar ebenfalls mittels einer geraden Anzahl von ebenen Spiegeln. Aber während bei dem altern Instrument, das die Tiefenwahrnehmung nur abschwächt, die Objektaugen, wie sonst das unbewaffnete physische Augenpaar, in einer Geraden liegen, die zur Hauptsehrichtung senkrecht steht, hat die Untersuchung, die der Erfindung zugrunde liegt, ergeben, daß die Beseitigung der Tiefenwahrnehmung voraussetzt, daß die Objektaugen .in der Hauptsehrichtung selbst liegen, genauer ausgedrückt: in der Mittellinie des Objektraums. Die Erfüllung dieser Bedingung wird ermöglicht durch die Anordnung eines einzigen Objektivspiegeis, der aber die Eigenschaft haben muß, teilweise durchsichtig zu sein, also entweder aus spiegelnden und durchsichtigen Feldern bestehen oder in seiner ganzen Fläche zugleich spiegelnd und durchsichtig sein muß.

Bei der einfachsten Ausführungsform des neuen Instruments ist außer dem Objektivspiegel nur noch ein Okularspiegel angeordnet. Das eine Auge befindet sich dabei hinter dem Objektivspiegel. Es nimmt die Strahlen des Objektraums, die durch den Objektivspiegel unreflektiert hindurchgegangen sind, unmittelbar auf und stellt deshalb selbst das eine Objektauge dar. Das andere Auge empfängt das Licht von dem Okularspiegel, und das ihm entsprechende Objektauge, das von den beiden Spiegeln entworfen wird, liegt um den Augenabstand hinter dem ersten Auge. Hierbei erscheint allerdings ein naher Gegenstand den beiden Augen in ziemlich verschiedener Winkelgröße, doch sieht man ihn trotzdem einfach und zugleich unstereoskopisch, solange seine Entfernung noch mehr als ungefähr einen halben Meter beträgt. Zur Anpassung an verschiedene Augenabstände hat man die Spiegel in der Richtung der Ver-

bindungslinie der Augen gegeneinander zu verschieben..

Soll das Instrument auf ganz nahe Gegenstände anwendbar sein, sollen also auch solche nicht in Doppelbildern, sondern einfach und dabei ohne Tiefe gesehen werden, so muß man das Spiegelsystem derart abändern, daß die Objektaugen sich auf der Mittellinie des Objektraums gegeneinander verschieben, bis

ίο ihr Abstand nahezu oder streng zu Null geworden ist. Im letzten Fall werden beide Augen in einem Doppelobjektauge abgebildet. Es empfangen dann beide Augen genau gleiche Bilder der Gegenstände. Diesem Vorteil steht aber der Nachteil gegenüber, daß das Doppelobjektauge nur unter Verdopplung der Zahl der Spiegel erzeugt werden kann, nämlich indem man einen Zwischenspiegel hinter dem Objektivspiegel und außerdem einen zweiten

ao Okularspiegel anordnet. Die Anpaßbarkeit dieses Instruments an den Augenabstand erreicht man am einfachsten dadurch, daß man das hinzugefügte Spiegelpaar um die Mittellinie des Objektraums drehbar macht.

Ein völlig symmetrisches Instrument mit verhältnismäßig großem Gesichtsfeld oder verhältnismäßig kleinem Objektivspiegel ergibt sich, wenn man den Objektivspiegel als Winkelspiegel gestaltet und dessen Spiegelflächen in einem ebenfalls winkligen Zwischenspiegel von 270.⁰ Spiegelwinkel fortsetzt. Mit dieser Anordnung sind allerdings gewisse Lichtverluste verknüpft, die in der Weise ungleichmäßig verteilt sind, daß sie für das rechte Auge mehr im linken Teil des Gesichtsfeldes und für das linke mehr im rechten auftreten. Beim beidäugigen Sehen gleichen sich aber die Helligkeitsunterschiede aus, so daß sie nicht bemerkt werden. Um dieses Instrument an den Augenabstand des Benutzers anzupassen, sind die beiden Okularspiegel um gleiche Beträge einander zu nähern oder voneinander zu entfernen.

Man kann dem neuen Instrument noch die Eigenschaften eines Fernrohrs verleihen, wenn man ein Objektiv vor- und zwei Okulare hinter- oder einschaltet.

Von Ausführungsbeispielen zeigt die Zeichnung zuoberst ein Instrument mit .zwei Spiegeln. Fig. ι ist eine schematische Darstellung, Fig. 2 ein wagerechter Schnitt in Augenhöhe und Fig. 3 eine Vorderansicht. Der teilweise durchsichtige Objektivspiegel α ist hier vor

. dem rechten Auge r angeordnet, der Okularspiegel b vor dem linken Auge /. Wie aus Fig. ι hervorgeht, wird das linke Objektauge /' in der Mittellinie des Objektraums entworfen, hinter dem Auge r und um den Augenabstand von ihm entfernt. Der Objektivspiegel α ist in dem Gehäuse c befestigt, das mit der Austrittsluke d_r für die dem rechten Auge r zuzuführenden Strahlen versehen ist. Die linke Austrittsluke di ist an einem Schieber e angeordnet, der zugleich den Okularspiegel b trägt. Mittels dieses Schiebers und an Hand einer Skala/ erfolgt die Einstellung auf Augenabstand.

Ein System von vier Spiegeln, durch das die Objektaugen r¹ und /' ineinandergelegt werden, ist in Fig. 4 dargestellt. Der Objektivspiegel α sendet einen Teil des einfallenden Lichts dem rechten großen Okularspiegel g zu, der Zwischenspiegel h den anderen Teil dem linken kleinen Okularspiegel i. Die Mittellinie des Objektraums mit dem Doppelobjektauge r¹ Z¹ liegt in der Medianebene des Augenpaares r/. Zwei verschiedene Ausführungen eines solchen Systems in Spiegelprismen sind in Fig. 5 und 6 gezeichnet. Die Form nach Fig· 5 besteht t.aus zwei Prismen k und m, die an der Objektivspiegelfläche α verkittet sind. Sie wirkt nur bei' einem bestimmten mittleren Augenabstand streng richtig, während Benutzer mit erheblich größerem Augenabstand Spuren einer stereoskopischen und solche mit erheblich kleinerem Abstand Spuren einer pseudoskopischen Wirkung wurden feststellen können. Die Form nach Fig. 6 besteht aus zwei ebenfalls an der Objektivspiegelfläche α verkitteten Prismen η und 0 go und zwei Einzelprismen ρ und q. Zur Anpassung an den Augenabstand ist das Prismaj? um die Mittellinie des Objektraums zu drehen, die auch bei diesem Beispiel in die Medianebene der Augen r und / gelegt ist. Wegen dieser Art der Anpassung werden am besten kreisförmige Austrittsluken angewendet.

Die Fig. 7 stellt schematisch die vierspiegelige symmetrische Form des Instruments dar. An den Objektivwinkelspiegel a° schließt sich der winkelförmige Zwischenspiegel h° an. Beide wirken mit den untereinander gleichen Okularspiegeln s_r und Si zusammen. Wie in den vorhergehenden schematischen Figuren sind mit vollen Linien zwei Grenzstrahlen eingezeichnet, die in derselben wagerechten Ebene laufen. Jeder an der einen Hälfte des durchsichtigen Winkelspiegels a° reflektierte Teil eines einfallenden Strahles unterliegt beim Durchtritt durch die andere Hälfte; von a° teilweise ■ wiederum der Reflexion. Diese zweimal reflektierten Teilstrahlen sind, soweit sie von den Grenzstrahlen herstammen, in der Figur durch zwei punktierte und mit Pfeilspitzen versehene Linien angegeben. Sie gelangen nicht in die Augen, und ihr Verlust gibt dem Gesichtsfelde des linken Auges auf der rechten Seite und dem des rechten auf der linken eine verminderte Helligkeit. In Fig. 8 und 9 sind zwei Prismensysteme dargestellt, die die beschriebene symmetrische Anordnung der Spiegelflächen zeigen. Bei der

Ausführungsform nach Fig. 8 ist eine An-. passung an abweichende Augenabstände nicht möglich, da die drei Prismen t, U₁ und u_r an den durchsichtigen Flächen des Objektivspiegeis a° miteinander verkittet sind. Die Form nach Fig. 9 zeigt fünf Prismen, das Objektivprisma ν und zwei Zwischenprismen Wi und w_r, alle drei zu einem Ganzen- verkittet, sowie zwei Okularprismen χι und x_r. Einstellung auf Augenabstand ist durch gleichmäßiges Auseinander- oder Zusammenschieben der Okularprismen zu bewirken.

Claims

Patent-An Sprüche:

1. Instrument zum beidäugigen Betrachten von Gemälden u. dgl., das aus einer geraden Zahl gegen die Mittellinie ■des Objektraums um 45 ° geneigter Spiegel in oder außer Verbindung mit einem Fernrohrsystem besteht, dadurch gekennzeichnet, daß unter Anwendung eines durchsichtigen Spiegels als Objektivspiegel beide Objektaugen in die Mittellinie des Objektraums gelegt sind.

2. Ausführungsform des Instruments nach Anspruch 1 ohne Fernrohrsystem, dadurch gekennzeichnet, daß außer dem Objektivspiegel nur noch ein Okularspiegel angeordnet ist, wobei das eine Auge unmittelbar das Qbjektauge darstellt und das andere Objektauge um den Augenabstand hinter ihm liegt.

3. Ausführungsform des Instruments nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zwischenspiegel hinter dem Objektivspiegel und außerdem für jedes Auge ein Okularspiegel so angeordnet sind, daß der Abstand der Objektaugen Null ist, damit auch ganz nahe Gegenstände nicht in Doppelbildern gesehen werden.

4. Ausführungsform des Instruments nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anpassung an verschiedene Augenabstände der Zwischenspiegel mit dem zugehörigen'Okularspiegel um die Mittellinie des Objektraums gedreht werden kann.

5. Ausführungsform des Instruments nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Objektivspiegel als Winkelspiegel und der Zwischenspiegel als ein den Winkelspiegel fortsetzendes Spiegelpaar gestaltet ist, so daß das Spiegelsystem zur Medianebene des Augenpaares symmetrisch liegt und infolge Annäherung des Doppelobjektauges an den Objektivspiegel das Gesichtsfeld vergrößert oder der Umfang dieses Spiegels verkleinert werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.