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Prüf- und Übungsgerät für das räumliche Sehvermögen Zur Bedienung
von stereoskopischen Meßgeräten sind nur solche Personen geeignet, deren räumliches
Sehvermögen eine bestimmte Mindestleistung aufweist. Zur Prüfung und Übung dieses
Sehvermögens hat man sich bisher zweier Geräte bedient, von denen das eine aus dem
Stereoskop, das andere aus dem Horopterapparat nach Helmholtz entwickelt worden
war. Beim Stereoskop wird jedem Auge des Prüflings ein Teilbild dargeboten, die
er zu einem räumlichen Bilde zu vereinigen hat, wobei die Beobachtung mittels einer
binol:ularen Lupe 0. dgl. erfolgt. Die Veränderung der Tiefenlage des räumlichen
Bildes erfolgt durch Verschiebung der beiden Teilbilder relativ zueinander senkrecht
zur Beobachtungsrichtung und parallel zur Verbindungslinie beider Augen. Beim Horopterapparat
sieht der Prüfling eine Gruppe von Objekten gleichzeitig und gemeinsam mit beiden
Augen, die in der Regel unbewaffnet sind, und die Einstellung eines der Objekte
in eine bestimmte, durch eins der anderen Objekte gegebene Tiefe erfolgt durch Verschiebung
des betreffenden Objektes in der Beobachtungsrichtung.
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Beim erstgenannten Gerät sind die vom Winkelauflösungsvermögen des
menschlichen Auges abgeleiteten Genauigkeitsansprüche an die Meßbedingungen und
die Justierung der Teilbilder verhältnismäßig sehr hoch. Schon durch geringe Mängel
der Justierung beider Teilbilder zueinander und zu dem Lupensystem entsteht eine
erhebliche Erschwerung der Beobachtung durch Unklarwerden des Raumbildes und Ausübung
eines Zwanges auf die Augen, zumal die Beobachtungsweise für den Prüfling in der
Regel ungewohnt und in gewissem Maße auch unnatürlich ist. Den bisher bekanntgevordenen
Horop terapparaten aber haften folgende Mängel an: Da als Objekte körperliche Gebilde,
wie Stäbchen
oder Fäden, dienen, gibt die eigene Tiefenerstreckung
dieser Objekte oder deren mangelhafte Begrenzung Anlaß zu Störungen. Sollen die
Halterungen der Objekte keinen störenden Einfluß auf die Beobachtung ausüben, so
müssen die Objekte an ihren Befestigungsstellen verdeckt werden. Überdies kann mit
dem Gerät nur der durch die Pupillen der Augen bestimmte waagerechte Schnitt des
Horopters ermittelt werden. Dabei ist die gegenseitige Orientierung der hinsichtlich
ihrer Tiefenlage zu vergleichenden Objekte in der Weise, daß sie sich ganz oder
wenigstens teilweise decken, und ferner die Anwendung von Objekten, die heller als
ihr Hintergrund erscheinen sollen, nicht möglich. Die Anwendung durchscheinender
oder gefärbter Objekte ist sehr erschwert. Die Apparate, die verhältnismäßiggroße
Ausmaße haben und eine recht umständliche Bedienung erfordern, sind nur in verdunkelten
Räumen verwendbar.
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Im Hinblick auf die Anwendung des räumlichen Sehens in der modernen
Meßtechnik, insbesondere bei der Luftbildvermessung und der Entfernungsmessung,
wiegen die genannten Nachteile besonders schwer, da das Messen in der Regel unter
Umständen vor sich geht, deren Auswirkung auf das räumliche WIeßvermögen des Beobachters
gerade wegen dieser 'achteile nicht erfaßt werden kann.
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Die Erfindung geht von einem Prüf- und Übungsgerät für das räumliche
Sehvermögen mit zwei den Augen des Prüflings dargebotenen Objekten aus, die hinsichtlich
ihrer Tiefenlage verglichen werden. Ihr Ziel ist, die genannten Mängel und Nachteile
bekannter Geräte zu vermeiden. Sie beruht auf dem im Horopterapparat angewandten
Gedanken, von dem hier in der Weise Gebrauch gemacht wird, daß das eine der Objekte
ein körperliches Objekt, das andere eine optische Marke ist, die als Spiegelbild
einer markenförmigen Lichtquelle von einer im Beobachtungsstrahlengange angeordneten
lichtdurchlässigen Platte den Augen mit dem körperlichen Objekt zugleich dargeboten
wird. Das körperliche Objekt kann dabei aus einem körperlichen Modell, aus Silhouetten,
Scheiben, einem Lichtbild 0. dgl. bestehen. Besonders zweckmäßig ist, das körperliche
Objekt durch eine auf einer durchsichtigen Platte angebrachte flächenhafte Nachbildung
eines praktisch auftretenden Zieles, z. B. eines Flugzeuges oder Schiffes, zu verkörpern.
Als markenförmige Lichtquelle wird man in der Regel eine sekundäre Lichtquelle in
Gestalt einer durchleuchteten Blendenöffnung o. dgl. benutzen, wobei man jedoch
keineswegs auf eine einzelne Marke beschränkt ist, sondern auch eine Gruppe von
Marken anwenden kann.
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Das Spiegelbild stellt dann eine optische l!/Iarke oder Markengruppe
dar, für die sich der Begrill der Leuchtmarke oder Leuchtmarkengruppe eingebürgert
hat.
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Zum Zwecke der Prüfung und Ubung des Priiflings im stereoskop ischen
Sehen und Dessen empfiehlt es sich, die Lage der optischen Marke in der zur Beohachtungsrichtung
rechtwinkligen Ebene veränderlich zu machen und das körperliche Objekt in der Beobachtungsrichtung
verschieblich anzubringen. Dabei koppelt man mit Vorteil das verschiebliche Objekt
mit einer Meßvorrichtung, die aus einem Antriebsorgan und einer Anzeige vorrichtung
besteht, welche die Tiefenunterschiede der Lage des verschieblichen Objektes und
der optischen Marke in I0" betragenden Einheiten der zugehörigen parallaktischell
NAiinekldifferenzen angibt. Es hat sich eingebürgert, die parallaktische Winkeldifterenz
von I0" als Nlindestfehler zu bezeichnen. Bei der genannten Ausbildung des Gerätes
kann die Eignung und der Ausbildungsgrad des Prüflings ohne weiteres nach dem bei
seinen Messungen von ihm eingestellten Vielfachen des Mindestfehlers beurteilt werden.
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Man kann das Gerät weiterhin so vervollkommnen, daß der Ausbildende
die Möglichkeit hat, die gegenseitige Lage des körperlichen Objektes und der optischen
Marke unabhängig vom Prüfling zu beeinflussen.
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Das kann in einfacher Weise so geschehen, daß zwischen dem Antriebsorgan
und der Anzeigevorrichtung ein Differentialgetriebe eingeschaltet ist, mit dessen
Hilfe dem Objekt eine an der Anzeigevorrichtung ablesbare, vom Antriebsorgan unabhängige
Verschiebung zusätzlich erteilt werden kann.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Abb. I gibt das Beispiel im Mittelschnitt im Aufriß wieder. In den Abb. 2 und 3
sind Einzelheiten des Beispiels in Draufsichten veranschaulicht Das als Ausführungsheispiel
bezeichnete Gerät (Abb. 1) ist in einem Gehäuse I eingebaut.
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Die Gehäusesvand hat eine Öffnung 2, vor der eine mit zwei Einblicköffnungen
3 versehene Augenmuschel 4 angebracht ist. An der den Einblicköffnungen 3 gegenüberliegenden
Gehäusewand befindet sich eine Lichtquelle 5. vor der eine Opalglasscheibe 6 an
einer Schlittenführung 7 befestigt ist. In dieser Schlitten führung 7 ist ein Schlitten
8 mittels einer Gewindespindel 9 verschieblich gelagert. Der Schlitten 8 trägt eine
Klarglassdieibe 10 (Abb. 2), auf der ein körperliches Objekt 11 vorgesehen ist.
Dieses Objekt 1 1 ist der geschwärzte Teil einer die Scheibe 10 bedecken den photographischen
Schicht und hat die Gestalt des Schattenbildes eines Flugzeugs.
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Die Spindel 9 ist mit einer Teiltrommel 12 verbunden, auf welcher
eine Teilung I3 nach
Mindestfehlern schraubenförmig aufgetragen
ist, und ist ferner an ihrem freien Ende mit einem Stirnrad 14 versehen. In dieses
Stirnrad 14 greift ein Stirnrad 15 ein, an dem eine Schraubenspindel I6 befestigt
ist, deren Achse der Achse der Trommel 12 parallel ist. Auf dieser Spindel I6 ist
ein Zeigerträger I7 verschieblich, der ein mit einem strichförmigen Zeiger in ausgestattetes
Fenster 19 hat. Der Zeiger I8 gehört zur Teilung3. Das Stirnrad 15 kämmt mit einem
Stirnrade 20, mit dem ein Kegelrad 21 fest verbunden ist. Dieses Kegelrad 2I bildet
mit einem Kegelrade 22 und einem Planetenrade23 ein Differentialgetriebe, dessen
Kegelrad 22 von einem Handrad 24 aus angetrieben werden kann, während die Achse
des Planetenrades 23 über ein Kegelräderpaar 25, 26 von einem Handrade 27 aus drehbar
ist.
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An einem Halter 28 ist, unter 450 gegen die Verbindungslinie der
Einblicköffnungen 3 mit der Lichtquelle 5 geneigt, eine mit einem durchlässigen
Spiegelbelage versehene Glasscheibe 29 angebracht. Der Halter 28 hat eine Durchblicköffnung
30 und trägt ein Lager 3I, in welchem ein mit einer Stirnradverzahnung 32 und einer
Blende 33 verbundener Ring 34 drehbar gelagert ist. Zum Antriebe dieses Ringes 34
dient ein mit einem Handrade 35 versehenes Stirnrad 36, welches in die Verzahnung
32 eingreift. Dicht neben der Blende 33 befindet sich eine am Lager 3I befestigte
Blende 37. Diese Blende 37, zu deren Beleuchtung eine Lichtquelle 38 dient, hat
eine Mehrzahl in Form eines Kreuzes angeordneter Löcher 39 (Abb. 3), während in
der Blende 33 vier Löcher 40 in solcher Anordnung vorgesehen sind, daß durch Drehung
des Ringes 34 im Lager 3 I der Lichtdurchtritt von der Lichtquelle 38 durch jedes
der Löcher 39 für sich allein freigegeben werden kann, während alle anderen Löcher
39 von der Blende 33 verdeckt sind.
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Zum Gebrauche des Gerätes werden die Lichtquellen 5 und 38 an ein
Stromnetz angeschlossen. Der Prüfling bringt sein Gesicht an die Augenmuschel 4
und blickt durch die Öffnungen 3 mit beiden Augen nach der Scheibe I0, auf der er
durch den durchlässigen Spiegelbelag der Scheibe 29 hindurch die mit diffusem Lichte
von der Opalglasscheibe 6 von rückwärts beleuchtete Flugzeugsilhouette II erblickt,
wobei ihm die gleichzeitige Beobach--tung mit beiden Augen einen Eindruck von der
Tiefenlage dieses Objekbes II vermittelt.
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Der mit der Abnahme der Prüfung befaßte Prüfende bringt durch Drehung
des Handrades 35 ein Loch 40 der Blende 33 mit einem der Löcher 39 der Blende 37
in Übereinstimmung. Dieses Loch 39, welches von der Lichtquelle 38 aus Licht empfängt,
ist eine markenförmige Sekundärlichtquelle und dient als Objekt für die Abbildung
einer Leuchtmarke durch Spiegelung an der Scheibe 29. Die Entfernung der Blende
37 von der Scheibe 29 ist so gewählt, daß diese Leuchtmarke in einer Ebene liegt,
die einer mittleren Stellung der Scheibe 10 entspricht. Der Prüfling hat nun die
Aufgabe, die Tiefenlage der Leuchtmarke mit der Tiefenlage des Flugzeuges II in
Übereinstimmung zu bringen, was er durch Drehen des Handrades 24 bewirkt, wobei
sich der Schlitten 8 mit der Scheibe 10 in der Führung 7 verschiebt. Gleichzeitig
dreht sich die Trommel I2, und der Zeigerträger 17 wandert auf der Spindel I6 so
entlang der Teilung 13, daß der Zeiger in im Fenster 19 jeweils die Abweichung der
beiden Tiefenlagen voneinander in Mindestfehlern anzeigt. Die Prüfung wird mehrfach
wiederholt, wobei der Prüfende jeweils ein anderes Loch 39 mit einem Loch 40 in
Übereinstimmung bringt. Diese vom Prüfenden vorgenommene Änderung bewirkt, daß die
dem Prüfling dargebotene Leuchtmarke wechselnde Seiten- und Höhenlagen zum Flugzeug
leirmimmt, also ihre Lage in der zur Beobachtungsrichtung rechtwinkligen Ebene verändert
wird. Zur weiteren Übung des Prüflings und Ausbildung im räumlichen Messen dienen
Änderungen der Tiefenlage der Scheibe 10 durch Drehen des Handrades 27 seitens des
Prüfenden.