Bildumkehrendes Spiegelsystem Die Erfindung betrifft ein bildumkehrendes. Spie gelsystem mit, mindestens drei spiegelnden, Flächen, wobei die eintretende und austretende optische Achse zusammenfallen oder sich schneiden.
Bildumkehrende Spiegelsysteme, welche vor al lem bei visuellen optischen Instrumenten verwendet werden, haben die Aufgabe, das Bild eines Gegen standes, welches im allgemeinen von einem dem Spiegelsystem vorausgehenden Objektiv oder derglei chen entworfen wird, derart in seiner Seite und Höhe zu drehen oder umzukehren, dass es dem Beob achter aufrecht und seitenrichtig erscheint.
Aus Herstellungsgründen und zum Zwecke einer ein fachen Montage und Justierung werden solche Spie gelsysteme im allgemeinen nicht aus einzelnen Spie geln zusammengesetzt, sondern bestehen aus einem oder mehreren Glasprismen, deren an Luft grenzende Planflächen als Spiegel wirken.
Man spricht daher üblicherweise von Umkehrprismen und versteht hier unter eine Folge von bildumkehrenden Spiegelflächen. Bei den bekannten Prismen für die Bildumkehrung in zentrierten oder quasi-zentrierten optischen Syste men, den sogenannten Dachkantprismen, werden zwei der spiegelnden Flächen so einander zugeordnet, dass sie einen rechten Winkel bilden und ihre gemein Same Schnittkante, die Dachkante, von der opti schen Achse geschnitten wird. Diese Anordnung hat zur Folge, dass die Strahlenbündel bei der Reflexion an den Dachflächen geteilt werden.
Durch diese Strahlenteilung entstehen zwei voneinander unab hängige Teilbilder, die nur dann zu einem einzigen Bild vereinigt werden können, wenn der Neigungs- winkel zwischen den beiden spiegelnden Flächen exakt 90 beträgt. Andernfalls beobachtet man ein Doppelbild, d. h. das Bild des Gegenstandes ist in zwei gegeneinander verschobene Teilbilder aufgespal ten.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung der Dachflächen besteht darin, d'ass die der Dach kante benachbarten Flächenelemente an dem Ab bildungsvorgang beteiligt sind. Um daher eine Beein4 trächtigung der Bildqualität durch wellenoptische Ef- fekte, geometrisch optische Aberrationen und Streu ung an der Dachkante zu vermeiden,
muss diese möglichst scharf sein und darf keine Aussprünge aufweisen.
Diese hohen Anforderungen an die Winkeltreue der Flächen sowie an die Schärfe der Dachkante bedingen eine grosse Präzision und Sorgfalt bei der Herstellung der bekannten Prismen. Der vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die genann ten Herstellungsschwierigkeiten durch geeignete kon struktive Massnahmen auszuschalten.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass jede einzelne der spiegelnden Flächen gegen die übrigen spiegelnden Flächen einen von 90 abwei chenden Winkel einschliesst und dass das das Spiegel system passierende Strahlenbündel jede der reflek tierenden. Flächen derart trifft, dass es in seinem ge samten Querschnitt von jeweils nur einer Fläche reflektiert wird. Es tritt also keine Teilung des Strahlenbündels auf.
Das Bündel wird durch eine geeignete Anordnung der übrigen reflektierenden Flä chen derart auf die Dachflächen geleitet, d@ass es jede der beiden Dachflächen in seinem gesamten Querschnitt trifft. Auf diese Weise entsteht kein Doppelbild. Die Fertigungstoleranzen für den Dach winkel können umeinige Grössenordnungen vergrö ssert werden, ohne dass eine Beeinträchtigung der Bildqualität eintritt.
Ausserdem sind!, im Gegensatz zu den bekannten Prismen, die der Schnittkante benachbarten Flächenelemente nicht am Abbildungs vorgang beteiligt, so dass sich die Herstellung einer scharfen Kante erübrigt und dieselbe durch eine Faeetbenfläche ersetzt werden kann.
Da bei der durch die vorliegende Erfindung ge kennzeichneten Anordnung der Spiegelflächen die Toleranzen für den Neigungswinkel vergleichsweise gross sind und ausserdem auf die Herstellung einer Schnittkante ganz verzichtet werden kann, ist es durchaus möglich und in einigen Fällen praktisch, die als Spiegel wirkenden Glasprismen durch Ober flächenspiegel zu ersetzen. Eine solche Massnahme ist bei den bekannten Prismen praktisch nicht durch führbar, da hierdurch die Herstellungsschwierigkei ten noch erheblich vergrössert würden.
Die Erfindung soll anschliessend anhand der bei liegenden Zeichnung beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Seitenansicht des bild umkehrenden Spiegelsystems und Fig. 2 eine Frontalansicht desselben Systems.
Das in der Fig. 1 dargestellte bildumkehrende Spiegelsystem zeigt, dass es aus drei Prismen 1, 2, 3 zusammengesetzt ist, wobei ein: Eingangs- 1 und Ausgangsprisma 3 gleicher räumlicher Abmessungen mit einer gemeinsamen Berührungskante 4 und ein weiteres Prisma 2 eine gemeinsame Berührungsfläche 5 haben, bei einer versetzten Zuordnung zueinander. Die Teilprismen 1, 2 und 3 können entsprechend der Darstellung miteinander verkittet werden.
Unter Zuhilfenahme der Fig.2 ist die räumliche Zuord nung der drei Prismen 1, 2 und 3 besser ersichtlich.
Fig. 1 zeigt die eintretende optische Achse 6, welche durch das dem Prisma vorausgehende Objek tiv bestimmt ist. Sie tritt bei 7 in das Eingangs prisma 1 ein, wird an der ersten Spiegelfläche bei 8 in der Weise reflektiert, dass sie die zweite spie gelnde Fläche bei 9 erreicht. Die dritte spiegelnde Fläche ist so gelegt, dass die Achse vom Punkt 10 reflektiert wird zum Punkt 11 der vierten spiegeln den Fläche. Bei 12 tritt die optische Achse aus dem Ausgangsprisma 3 wieder aus. Die austretende opti- sche Achse ist mit 13 bezeichnet.
Das dargestellte bildumkehrende Spiegelsystem zeigt, dass bei vier einander zugeordneten spiegelnden Flächen der Nei gungswinkel zwischen den Dachflächen, d. h. zwi schen der zweiten und dritten, Fläche, kleiner als 90 ist.
In: der Fig. 2 ist infolge der Frontalansicht des bildumkehrenden Systems verdeutlicht, dass die ein tretende optische Achse 6 und die austretende opti sche Achse 13 zusammenfallen. Ebenso befinden sich die Punkte 7, 8, 11, 12 an ein und demselben Ort.
Inverting Image Mirror System The invention relates to an inverting image. Mirror system with at least three reflective surfaces, the entering and exiting optical axes coinciding or intersecting.
Image-inverting mirror systems, which are mainly used in visual optical instruments, have the task of rotating or reversing the image of an object, which is generally designed by an objective or the like preceding the mirror system, in such a way as to rotate or reverse it, that it appears to the observer upright and the right way round.
For manufacturing reasons and for the purpose of a simple assembly and adjustment, such Spie gel systems are generally not composed of individual Spie gels, but consist of one or more glass prisms whose plane surfaces adjacent to the air act as a mirror.
One usually speaks of inverting prisms and is understood here to be a sequence of image-inverting mirror surfaces. In the known prisms for image reversal in centered or quasi-centered optical syste men, the so-called roof prisms, two of the reflective surfaces are assigned to each other so that they form a right angle and their common same cut edge, the roof edge, from the optical axis is cut. This arrangement has the consequence that the bundles of rays are split when they are reflected on the roof surfaces.
This beam splitting creates two independent partial images that can only be combined into a single image if the angle of inclination between the two reflective surfaces is exactly 90. Otherwise a double image is observed, i.e. H. the image of the object is split up into two partial images that are shifted against each other.
Another disadvantage of the known arrangement of the roof surfaces is that d'ass the surface elements adjacent to the roof edge are involved in the formation process. Therefore, in order to avoid impairment of the image quality by wave-optical effects, geometrical optical aberrations and scattering at the roof edge,
this must be as sharp as possible and must not have any protrusions.
These high demands on the angular accuracy of the surfaces and the sharpness of the roof edge require great precision and care in the manufacture of the known prisms. The present invention is based on the idea of eliminating the aforementioned manufacturing difficulties by means of suitable constructive measures.
The invention is characterized in that each of the reflective surfaces forms an angle deviating from 90 with respect to the remaining reflective surfaces and that the beam of rays passing through the mirror system includes each of the reflective surfaces. Surfaces hit in such a way that it is reflected in its entire cross-section from only one surface. So there is no division of the beam.
The bundle is guided onto the roof surfaces by a suitable arrangement of the remaining reflective surfaces in such a way that it strikes each of the two roof surfaces in its entire cross section. In this way there is no double image. The manufacturing tolerances for the roof angle can be increased by several orders of magnitude without impairing the image quality.
In addition, in contrast to the known prisms, the surface elements adjacent to the cut edge are not involved in the imaging process, so that the production of a sharp edge is unnecessary and the same can be replaced by a faeet surface.
Since in the arrangement of the mirror surfaces characterized by the present invention, the tolerances for the angle of inclination are comparatively large and, in addition, the production of a cut edge can be dispensed with entirely, it is quite possible and in some cases practical, the glass prisms acting as mirrors by surface mirror to replace. Such a measure is practically not feasible with the known prisms, since this would considerably increase the manufacturing difficulties.
The invention will then be explained in more detail, for example, with reference to the accompanying drawing. 1 shows a perspective side view of the inverting mirror system and FIG. 2 shows a front view of the same system.
The image-inverting mirror system shown in FIG. 1 shows that it is composed of three prisms 1, 2, 3, an input 1 and output prism 3 of the same spatial dimensions with a common contact edge 4 and a further prism 2 a common contact surface 5 have, with an offset assignment to each other. The partial prisms 1, 2 and 3 can be cemented together as shown.
With the aid of FIG. 2, the spatial assignment of the three prisms 1, 2 and 3 can be seen better.
Fig. 1 shows the entering optical axis 6, which is determined tively by the lens preceding the prism. It enters the input prism 1 at 7, is reflected on the first mirror surface at 8 in such a way that it reaches the second mirror surface at 9. The third reflective surface is placed so that the axis is reflected from point 10 to point 11 of the fourth reflective surface. At 12, the optical axis emerges from the output prism 3 again. The emerging optical axis is denoted by 13.
The image-inverting mirror system shown shows that with four mutually associated reflective surfaces, the angle of inclination between the roof surfaces, i.e. H. between the second and third, area, is less than 90.
In: FIG. 2, as a result of the front view of the image-inverting system, it is made clear that the entering optical axis 6 and the exiting optical axis 13 coincide. Points 7, 8, 11, 12 are also in the same place.