DE9303663U1

DE9303663U1 - Binokulare Lupenbrille mit zwei Fernrohroptiken

Info

Publication number: DE9303663U1
Application number: DE9303663U
Authority: DE
Original assignee: Carl Zeiss AG
Current assignee: Carl Zeiss AG
Priority date: 1993-03-12
Filing date: 1993-03-12
Publication date: 1993-04-22
Anticipated expiration: 2003-03-13

Description

Beschreibung: 93015 G

Binokulare Lupenbrille mit zwei Fernrohroptiken

Die Erfindung betrifft eine binokulare Lupenbrille nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches.

Lupenbrillen mit zwei Lupenoptiken sind seit langem
bekannt. Als Lupenoptiken werden dabei meist Galileische
Fernrohroptiken verwendet, es sind aber auch Lupenoptiken
mit Keplerschen Fernglassystemen bekannt.

Ein großes Problem bei der Herstellung von Lupenbrillen ist die richtige Justierung der optischen Achsen der beiden
Lupenoptiken aufgrund der Herstellungstoleranzen
zueinander, um ein binokulares Sehen zu ermöglichen. Dazu
müssen sich die optischen Achsen der beiden Lupenoptiken in der Arbeitsentfernung treffen. Dieser Treffpunkt der beiden optischen Achsen sollte zudem möglichst wenig vom Zentrum
des Blickfeldes abweichen, damit es bei dem Träger der
Lupenbrille nicht zu einem Mißverhältnis zwischen Sensorik
und Motorik kommt.

Aus der DE-PS 12 76 363 ist eine binokulare Lupenbrille
bekannt, bei welcher die Aufnahmeringe für die Lupensysteme fest mit dem Brillengestell verbunden sind. Die Justierung für das binokulare Sehen ist möglich, da die optische Achse jedes Lupensystems einen Winkel mit der Drehachse des
zugeordneten Aufnahmeringes bildet und da jedes Lupensystem drehbar in dem zugeordneten Aufnahmering gelagert ist.
Nachteilig an dieser Lupenbrille ist das große Gewicht der
Lupenbrille aufgrund der Korrektionsbrillengläser sowie die umständliche Justierung.

Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Lupenbrille mit zwei Lupenoptiken zu schaffen, welche leicht und sicher justiert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil des ersten Patentanspruches gelöst.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lupenbrille besteht darin, daß die Justierung der beiden Lupensysteme für unterschiedliche Arbeitsentfernungen unter Berücksichtigung von Fertigungstoleranzen nun sehr viel einfacher erfolgen kann. Der Exzenter befindet sich dabei an der Fassung der Lupenopt iken.

Während beim bekannten Stand der Technik eine Justierung der Aufnahmeringe und der Lupensysteme notwendig war, erlaubt es die Erfindung auf die erste Justierung zu verzichten. Sie vereinfacht und verkürzt die Justierzeiten.

Durch die Bestimmung der notwendigen Winkel nach den Formeln (1) und (2) erhält man Lupenbrillen, welche für unterschiedliche Arbeitsentfernungen einsetzbar sind (ohne daß man andere Aufnahmeringe benötigt).

Der Sicherheitsfaktor sollte nicht zu groß und nicht zu klein gewählt werden, um einerseits eine sichere Einstellung der Binokularität zu ermöglichen und andererseits eine ästhetische Fassung fertigen zu können. Die Größe des Sicherheitsfaktors muß dabei so gewählt werden, daß einerseits der Schnittpunkt der beiden optischen Achsen der Lupensysteme unabhängig von den Herstellungstoleranzen sicher in der Mitte liegt und daß andererseits nicht ein zu großer Exzenterwinkel entsteht, welcher außer der unästhetischen Wirkung zu einer schwierigeren Justiereinstellung führt. Ein

Sicherheitsfaktor im Bereich 5 > &khgr; > 3 erfüllt diese Forderungen am besten.

Um eine flexible Auslegung der Brille auf mehrere wirklich verwendete Arbeitsentfernungen zu erhalten, sollte die maximale Arbeitsentfernung a_max s 500 mm und die minimale Arbeitsentfernung a_mj__n > 200 mm betragen.

Der Winkel &agr; liegt vorteilhafterweise im Bereich 10 > a > 3 und der Winkel e im Bereich 5 > e > 1.

Vorteilhafterweise ist der Exzenter auf der hinteren Begrenzungsfläche der Fassung des Lupensystems ausgebildet, da so bei einem Wechsel des Lupensystems der Exzenter einer veränderten Arbeitsentfernung leichter anzupassen ist.

Die Erfindung wird im folgenden in beispielhafter Weise anhand von fünf Zeichnungen näher erläutert, wobei weitere wesentliche Merkmale sowie dem besseren Verständnis dienende Erläuterungen und Ausgestaltungsmöglichkeiten des Erfindungsgedankens beschrieben sind.

Dabei zeigen

Figur 1 eine binokulare Lupenbrille in Aufsicht;

Figur 2 eine binokulare Lupenbrille in Seitenansicht;

Figur 3 einen Schnitt durch eine Fassung des Lupensystems;

Figur 4 eine schematische Darstellung des Justierprinzips mit der erfindungsgemäßen Lupenbrille,· und

Figur 5 eine Betrachtung der optischen Achsen in der Arbeitsebene.

In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Lupenbrille (1) in Aufsicht und in Figur 2 in seitlicher Ansicht dargestellt. An der Lupenbrille (1) sind Aufnahmeringe (2) befestigt, in welchen die Lupensystemfassungen (3) eingeschoben werden. Eine eingeschobene Lupensystemfassung (3) wird mit einem Haltering (3a) auf dem Gewinde (3b) am Ende der Lupensystem-Fassung (3) am Aufnahmering (2) fixiert.

Die Aufnahmeringe (2) sind planparallele hohle Zylinderringe, während die Endfläche der Lupensystemfassung

(3) einen Exzenterwinkel e besitzt (siehe Fig. 3). Bei einer Verdrehung der Lupensystemfassung (3) im Aufnahmering

(2) beschreibt die optische Achse (8a) des Lupensystems in einer vorher festgelegten Arbeitsebene eine Kreisbahn. Dies wird im Zusammenhang mit den Figuren 4 und 5 näher erläutert.

Erst wenn sich die beiden Kreisbahnen der optischen Achsen (8a) des linken und des rechten Lupensystem in der Arbeitsentfernung schneiden, kann der Betrachten ein binokulares Bild sehen.

In Figur 3 ist ein Schnitt durch eine Fassung (3) des Lupensystems dargestellt. Aus der Zeichnung geht sehr deutlich hervor, daß zwischen der optischen Achse (8a) des Lupensystems und der Senkrechten (8b) auf der Endfläche der Lupensystemfassung (3) ein Winkel e existiert.

In den Figuren 4 und 5 ist die Funktionsweise einer Justierung mit der erfindungsgemäßen Lupenbrille (1) schematisch dargestellt.

Der planparallele Aufnahmering (2) ist um den Winkel a jeweils nasal geneigt. Durch den Exzenterwinkel e kann die optische Achse (8a) des Lupensystems durch Drehung der

Lupensystemfassung (3) im Aufnahmering (2) eine Kreisbahn in der Arbeitsebene (a_mj__n, a_max) beschreiben. Dabei ist für die Justierung des Lupensystems auf eine neue Arbeitsentfernung jeweils lediglich eine Drehung der Fassung (3) im Aufnahmering (2) notwendig.

Damit sich die Kreise der optischen Achsen (8a) in der Arbeitsebene (a_mj__n, a_max oder in einer Ebene dazwischen) schneiden, müssen folgende Formeln erfüllt sein:

1 1 tan € > tan x'ß + g ( - ) (1)

^{2 a}min ^amax

tan a 2 1/ tan²e - tan²ß - tan ß +

2 2 2'a_max

e - Exzenterwinkel

ß - absolut zulässiger Winkelfehler der Systeme

zueinander aufgrund von Herstellungstoleranzen

&agr; - Winkel der Aufnahmeringe

q - Nah-Pupillendistanz

^amin " kleinste Arbeitsentfernung

^amax " größte Arbeitsentfernung

&khgr; - Sicherheitsfaktor

In der Arbeitsebene erhält man dann die in Figur 5 dargestellten Verhältnisse. Die optische Achse (8a) beschreibt in einer Ebene in der Arbeitsentfernung eine Kreisbahn (5, 6). Durch die Herstellungstoleranz, welche vorgegeben wird, kann es aber zu einer Versetzung dieser Kreisbahn (5, 6) kommen, welche beispielhaft in der Figur

durch die Kreisbahnen (5a, 6a) und die Kreisbahnen (5b, 6b) dargestellt ist.

Werden bei der Justierung der beiden optischen Achsen (8a) diese nun beide auf denselben Schnittpunkt der Kreisbahnen (5, 6) eingestellt, ist ein binokulares Sehen mit der Lupenbrille (1) möglich.

Bei der Parameterwahl zu den Formeln (1) und (2) sollte darauf geachtet werden, daß der Sicherheitsfaktor &khgr; nicht zu klein und auch nicht zu groß gewählt wird. Vorteilhaft hat sich ein Sicherheitfaktor erwiesen, welcher der Bedingung 5 > &khgr; > 3 genügt.

Bei der Wahl der Arbeitsentfernung hat sich eine Kombination der maximalen Arbeitsentfernung ^amax "¹^t ^amax ^s ^00 mm mit einer minimalen Arbeitsentfernung a_mj__n mit a_mj__n > 200 mm als vorteilhaft herausgestellt.

Günstige Ergebnisse liefern auch eine Beschränkung des Winkels &agr; auf den Bereich 10° > a > 3° sowie eine Beschränkung des Winkels e > 1° .

Der Winkel &agr; errechnet sich prinzipiell nach der Formel

tan &agr; > / tan²e - tan²ß - tan ß +

2 2 2·a_max

Claims

nsprüche:

1. Binokulare Lupenbrille, bei der Aufnahmeringe für die Lupensysteme mit einem Brillengestell verbunden sind, bei welcher die optische Achse jedes Lupensystems einen Exzenterwinkel e mit einer Achse senkrecht zu den parallelen Endflächen des zugeordneten Aufnahmeringes bildet und bei welcher jedes Lupensystem drehbar in dem zugeordneten Aufnahmering gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeringe einen festen, nasal geneigten Winkel &agr; zur Senkrechten der Verbindungsgeraden zwischenden Mittelpunkten der Aufnahmeringe besitzen, daß die Winkel &agr; und e folgenden Formeln genügen

tan e > tan x'ß + g;

^{2 a}min ^amax

und
tan &agr; a / tan²e - tan²ß - tan ß +

2-a.

max

mit

e - Exzenterwinkel

ß - absolut zulässiger Winkelfehler der Systeme

zueinander aufgrund von Herstellungstoleranzen

a - Winkel der Aufnahmeringe

q - Nah-Pupillendistanz

^amin " kleinste Arbeitsentfernung

^amax " größte Arbeitsentfernung

&khgr; - Sicherheitsfaktor

2. Binokulare Lupenbrille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherheitsfaktor in den Bereich von 5 > &khgr; > 3 gelegt ist.

3. Binokulare Lupenbrille nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Arbeitsentfernung ^amax - 500 mm und die minimale Arbeitsentfernung ^amin ^a 200 mm ist.

4. Binokulare Lupenbrille nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel &agr; in den Bereich

10° > a > 3° gelegt ist.

5. Binokulare Lupenbrille nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel e in den Bereich

5° > e > 1° gelegt ist.

6. Binokulare Lupenbrille nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenter auf der hinteren Begrenzungsfläche der Fassung des Lupensystems ausgebildet ist.

7. Binokulare Lupenbrille nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeringe direkt mit der Brillenfassung verbunden sind.