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Apparat für binokulares Sehen.
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Apparaten, durch welche es möglich ist, eine Verminderung der Grösse dieser Apparate, eine Abänderung ihrer Formen und eine Vereinfachung ihrer Montage sowie ein vollkommeneres Anpassen an die verschiedenen Bedürfnisse des erweiterten Sehens bei geringer, mittlerer und grösserer Entfernung zu erzielen. Das wesentliche Merkmal dieser Erfindung besteht darin, dass der Lichtstrahl von seinem Eintritt in den Apparat bis zu seinem Austritt aus demselben seinen Weg in einer querliegenden Ebene nimmt und bei seinem Fortschreiten in dieser Ebene verbleibt. Infolge dieser Anordnung ist es möglich, den Apparaten eine flache Form zu geben, die sich für deren Mitnehmen und Mitführen in Taschen oder Kleiderstücken vorzüglich eignet.
Bei der vorliegenden Erfindung ging man von dem Gedanken aus, die gesamten zum Sehen nötigen Prismen in zwei getrennte Systeme, u. zw. je ein System für jedes Auge einzuteilen. Jedes dieser Systeme liegt in einem viereckigen oder rechteckigen Kasten, und beide Kasten sind miteinander verbunden und arbeiten zwangläufig zusammen. Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, dass der Abstand der beiden Okulare sich einfach aus dem Abstand der beiden Kasten voneinander ergibt. Ferner gestattet diese Trennung der beiden Systeme mannigfaltige Prismenanordnungen, durch welche es möglich ist, unter Beibehaltung der Anordnung in der Querebene sowie der sich aus dieser flachen Form ergebenden Vorteile verschiedenartige Apparate auszuführen, die sich für das erweiterte Sehen bei geringer, mittlerer und grösserer Entfernung eignen.
Damit der Gegenstand der Erfindung besser verständlich ist, seien zuerst hier einige Betrachtungen über das Sehen mit zwei Augen bei verschiedenen Entfernungen angeführt.
Will man einen nahen Gegenstand durch eine Öffnung oder einen auf dem Boden einer Höhlung liegenden Gegenstand betrachten, so darf der Winkel, der durch die von jedem Objektiv ausgehenden und zum betrachteten Gegenstand geführten Strahlen gebildet wird (sogenannter"Basiswinkel"), nicht grösser sein als die Weite der Öffnung, in welche derselbe eindringen soll ; die Objektive müssen demnach einander sehr genähert sein, damit dieser Winkel auf das Mass beschränkt wird, welches durch die in Aussicht genommene Betrachtung bedingt ist.
Will man dagegen einen im Freien in einer mittleren Entfernung liegenden Gegenstand betrachten so muss dieser Basiswinkel eine dem Augenabstand entsprechende Grösse erhalten, und der Abstand zwischen den Objektiven soll ungefähr dem Abstand zwichen den Okularen gleichkommen.
Wenn man endlich einen sehr entfernten Gegenstand, wie eine ferne Landschaft u. dgl., betrachten will, so soll der Basiswinkel möglichst gross genommen werden und der Abstand zwischen den Objektiven grösser sein als der Abstand zwischen den Okularen. Nun können diese verschiedenen Forderungen durch gleichzeitige Verwendung der Anordnung der Prismen in der Querebene mit der Trennung der Prismen in zwei einzelne aber miteinander verbundene Systeme erfüllt werden.
Zwecks besseren Verständnisses nachstehender Erläuterungen sind vorliegender Beschreibung verschiedene Zeichnungen beigefügt : Fig. 1 zeigt die Anordnung der Prismen in einem Apparat für vergrössertes Sehen bei kurzer Entfernung. Fig. 2 ist eine schematische Draufsicht des Apparates. Fig. 3 zeigt die Anordnung der Prismen bei einem Apparat zum Sehen bei mittlerer Entfernung. Fig. 4 ist eine der Fig. 2 entsprechende Ansicht. Fig. 5 und 6 sind Abänderungen der Vorrichtung nach Fig. 3 und 4.
Fig. 7 zeigt die Anordnung der Prismen in einem Apparat zum Sehen bei grösserer Entfernung. Fig.
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10, 11, 12 und 13 zeigen Vorrichtungen, die zwecks Verbindung der beiden Systeme verwendet werden können.
Erster Fall : Sehen mit zwei Augen bei kurzer Entfernung auf den Boden einer engen Höhlung (Fig. 1 und 2).
Wie bereits gesagt, sollen die Objektive innerhalb des Abstandes zwischen den Okularen angeordnet werden. Zu jedem System werden drei Prismen PI, p2, p3, u. zw. zwei mit totaler Reflexion und eines mit Doppelreflexion genommen. Es sei hier ein für allemal gesagt, dass man in allen Fällen, wo ein Prisma mitDoppelreflexionzur Anwendung kommt, dasselbe durehzweiPrismenmittotaler Reflexionersetzen kann.
Bei der in Fig. 1 gezeichneten Stellung der Prismen fällt der vom betrachteten Gegenstand kommende Strahl auf die Hypotenuse von pI und wird nach oben abgelenkt, wo er bei seinem Durchgang durch das Doppelreflexionsprisma zweimal reflektiert wird ; dieser Strahl wird dann unten vom Prisma p3 zuletzt noch einmal aufgefangen und von diesem Prisma nach R4 abgelenkt. Alsdann geht der Strahl durch das Okular und gelangt nunmehr in das Auge des Beobachters.
Ein ähnliches System wird für das zweite Auge vorgesehen, und beide Systeme zusammen werden durch Vorrichtungen zusammen verbunden. die später angegeben werden sollen ; man erhält auf diese Weise die in Fig. 2 dargestellte Anordnung, worin der Basiswinkel dadurch sehr klein gehalten wird, dass die Objektive innerhalb des Abstandes zwischen den Okularen angeordnet sind.
Zu bemerken ist, dass man, nachdem der Okularenabstand bis auf 58 mm soll verringert werden können, gezwungen ist, pI und p3 sowie Pund P' nebeneinander anzuordnen. Es möge ein für allemal bemerkt werden, dass die die Objektive und Okulare darstellenden Linsen in den Figuren in einem ziemlich grossen Abstand von den Prismen eingezeichnet wurden ; diese Anordnung hat jedoch lediglich den Zweck. die Figuren verständlicher zu machen. In Wirklichkeit liegen die Linsen viel näher bei den Prismen.
Zweiter Fall : Die Objektive liegen in demselben Abstand voneinander wie die Okulare. Diese Anordnung kann auf zweierlei Weise getroffen werden. Die erste Ausführungsform ist in Fig. 3 und 4 dargestellt. Es sind wie in dem vorigen Fall drei Prismen vorhanden, aber hier befindet sich das Doppelreflexionsprisma in der Mitte zwischen den beiden Prismengruppen mit totaler Reflexion. Die Prismenanordnung ist in Fig. 3 deutlich angegeben, ebenso wie der Gang der Lichtstrahlen, die bei pI eintreten, in p2 eindringen und durch p3 gehen, um von hier zum Okular zu gelangen. Die Strahlen nehmen ihren Weg über Rl, R2, R3 und R4 und gehen durch das Okular, bevor sie in das Auge des Beobachters eintreten.
Von oben gesehen erscheint der Apparat als ein Gebilde von geringen Abmessungen.
Die zweite Ausführungsform ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt. Hier sind die Doppelreflexionsprismen ausserhalb der Prismen mit totaler Reflexion angeordnet. In genannter Fig. 5 ist die Prismenanordnung sowie der Gang der Strahlen angegeben. Man sieht, dass der Abstand zwischen den Objektiven dem Abstand zwischen den Okularen entspricht, wie es übrigens auch in der vorhergehenden Figur der Fall ist.
Bei der Fig. 3 sind aber die Abmessungen der Prismen deshalb begrenzt, weil die Prismen klein genug sein sollen, um noch zwischen den Ohularen angeordnet werden zu können, ohne dass-der Abstand zwischen den Okularen 58 mm übersteigt. In dem zweiten Fall (Fig. 5 und 6) fällt diese Begrenzung fort.
Die Anordnung nach Fig. 3 eignet sich eventuell für die Herstellung von kleineren, handlichen Operngläsern.
Dritter Fall : Vergrössertes Sehen bei grossen Entfernungen. Hier (Fig. 7 und 8) werden die Objektive ausserhalb des Okularenabstandes angeordnet. Es werden wie in den vorigen Fällen drei Prismen verwendet, aber das zweite, nämlich das Doppelreflexionsprisma, liegt oberhalb der beiden anderen. Die Strahlen treten bei pI ein und nehmen ihren Weg über p2 und p3 zum Okular. Die Objektive sind, wie aus Fig. 7 im Schnitt ersichtlich, ausserhalb des Okularenabstandes angeordnet und können sogar ziemlich weit von den Okularen entfernt sein.
Bei allen diesen Apparaten erfolgt die Einstellung mittels eines in jedem Okular angeordneten Sclmeckenantriebes oder auch durch Verschiebung der Objektive, bzw. Okulare mittels einer Gleitvorrichtung. Die Verbindung kann durch zahlreiche bekannte Mittel erfolgen. Fig. 9-13 zeigen beispielsweise Vorrichtungen, die zweckmässig verwendet werden können : Gelenkvorrichtung (Fig. 9), einfache Schiebevorrichtung (Fig. 10), Doppelschiebevorrichtung (Fig. 11), Schneckenantrieb (Fig. 12), Verschiebung in einer vollen oder mit Öffnung versehenen Hülse (Fig. 13), Einrahmung, Einschliessen der beiden optischen Systeme in einem mit Öffnungen versehenen Kasten, aus welchem die Objektive und Okulare der beiden Systeme durch zu diesem Zweck in der vorderen und hinteren Fläche des Kastens vorgesehene Öffnungen herausragen.
Beide Systeme werden bei deren Verschiebung mittels einer Schraube mit entgegengesetzten Gängen betätigt (Fig. 14, 15, 16), jedoch können dieselben auch durch Eingreifen in ein mittleres Zahnrad verschoben werden.
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