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Afokales Vorsatzlinsensystem Die vorliegende Erfindung bezweckt, das
Gesichtsfeld eines Fernrähres zu verändern und zugleich eine derartige Ausführung
eines solchen Fernrohres zu schaffen, die billig ist und außerdem wenig Raum beansprucht.
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Zu diesem Zweck wird vor das Fernrohrobjektiv ein afokales Vorsatzlinsensystem
angeordnet, das in drei oder mehr afokale Linsensysterne unterteilt ist. Auf diese
Weise wird erzielt, daß innerhalb beschränkter Abmessungen ein Vorsatzsystem für
eine optische Abbildungsvorrichtung erhalten wird, das das Gesichtsfeld dieser Vorrichtung
beträchtlich verändert.
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Die afokalen Systeme können auf verschiedene Weise ausgeführt werden.
Wenn jedes der afokalen Systeme aus einer positiven und einer negativen Linse besteht,
so wird der Vorteil erhalten, daß die Länge jedes dieser Systeme, gemessen in Richtungen
parallel zur Hauptachse des einfallenden Lichtstromes, verhältnismäßig klein wird.
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Bei der Vorrichtung nach der Erfindung kann die positive Linse jedes
der afokalen Systeme dem Objek-
tiv zugewendet sein. Bei dieser Anordnung
der afokalen Systeme wird eine Vergrößerung des Gesichtsfeldes erhalten.
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Man kann jedoch die afokalen Systeme auch derart vor dem Objektiv
anordnen, daß die negative Linse des afokalen Systems dem Objektiv zugewendet ist.
In diesem Fall wird das Gesichtsfeld gerade verkleinert, jedoch das erhaltene Bild
vergrößert.
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Man kann also das afokale System erfolgreich für zwei verschiedene
Zwecke verwenden. Da diese afokalen Systeme nur wenig Raum beanspruchen, ist es
möglich, vor dem Objektiv derartige Mittel so anzuordnen, daß man mit einem einzigen
Handgriff die afokalen Systeme vor dem Objektiv anordnen bzw. sie aus dem Strahlengang
entfernen kann. Dazu ist z. B. eine Bauart verwendbar, bei der die Kombination der
afokalen Systeme vor dem Objektiv in einer Führung ein- und ausschiebbar ist, oder
eine einfache Gelenkkonstruktion, die ein Umklappen der Kombination möglich macht.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung
werden entsprechende Elemente der afokalen Systeme zusammen durch ein einziges aus
Kunststoff hergestelltes Bauelement gebildet.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt im Prinzip, wie ein einziges afokales System das
Gesichtsfeld eines hinter ihm angeordneten Objektivs vergrößert; F i g. 2
stellt ein Objektiv dar, für das nach der Erfindung eine Anzahl in dem einfallenden
Lichtstrom parallel zueinander angeordneter afokaler Linsensysteme das Gesichtsfeld
des Objektivs vergrößert.
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F i g. 3 zeigt in VorderanGicht die in Mosaikform angeordneten
parallelen afokalen Linsensysteme; bei der Ausführungform nach F i g. 4 hat
man afokale zylindrische Linsensysteme (in Streifenform) verwendet, so daß nur in
einer Richtung eine Vergrößerung des Gesichtsfeldes auftritt; F i g. 5 stellt
einen Querschnitt des afokalen Linsensystemes längs der Ebene V-V aus F i
g. 4 dar, zusammen mit der Fassung, in der die Teile des afokalen Systems
angeordnet sind; schließlich zeigt F i g. 6, wie das afokale Linsensystem
umklappbar vor einem Fernrohr angeordnet werden kann.
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Wie aus F i g. 1 hervorgeht, kann man das Gesichtsfeld eines
Objektivs L, dadurch vergrößern, daß vor dem Objektiv Lo ein afokales galileisches
Linsensystem Li L2 angeordnet wird, dessen positive Linse Li dem Objektiv Lo zugewendet
ist. Die einfachen Linsen Li und L 2 können natürlich auch durch Linsensysteme mit
den gleichen Eigenschaften ersetzt werden.
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Durch die Wirkung der negativen Linse L2 scheinen die Randstrahlen
des von der Eintrittspupille der Kombination bestimmten Lichtbündels mit einem verhältnismäßig
großen Einfallswinkel a' von einem mit AB bezeichneten virtuellen Gegenstand zu
stammen, der in der gemeinsamen Brennebene der Linsen L, und L2 liegt. Von dem virtuellen
Gegenstand AB
wird durch das Objektiv Lo ein reelles Bild
GH des betrachteten Gegenstandes entworfen. Aus Fig. 1
ergibt
sich, daß der verhältnismäßig kleine Auffangwinkel a der Linse L, auf den Wert a'
vergrößert ist, infolge der Anwesenheit des afokalen, durch die Kombination der
Linsen Li und L 2 gebildeten Linsensystems.
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Aus F i g. 1 geht hervor, daß die Länge des afokalen Systems
gleich dem Unterschied zwischen den Brennweiten der Linsen Li und L", also ist.
Weiter beträgt die Vergrößerung
In diesem Verhältnis haben die Größen fl und f.
bestimmte, durch die Praxis
gegebene, nicht zu überschreitende Werte, die durch die zu realisierende relative
Objektivöffnung, das ist das Verhältnis aus Objektivradius und Fernrohrlänge, vorgeschrieben
sind. Damit hängt der Raum zusammen, den das afokale System minimal beanspruchen
wird.
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Um jetzt diesen Raum beträchtlich zu verkleinern, g a eht man gemäß
der Erfindung im Prinzip vor, wie in F i -. 2 dargestellt ist. In
dieser Figur ist mit L, wieder das Objektiv des Fernrohres bezeichnet und mit
GH das durch dieses Objektiv gebildete reelle Bild eines Gegenstandes. Um
zu einer genauen Verileichuna der Umstände zu kommen. ist das Objekliv Lo und das
Bild GH wie auch der Abstand vom Bild GH bis zum Objektiv L,
mit den gleichen Abmessunlyon Wie in Fio,. 1 crezeichnet. Statt des
einfachen C
afo.kalen Linsensystems L,-L., aus Fig. 1 sind nach der
Erfinduno, vor das Objektiv L" vier afokale Linsensyst,Ime angeordnet, von
denen die zueinander gehörio, n negativen und positiven Linsen mit L:,-L, e
C
L-_L, L-_L, und L"-L bezeichnet sind.
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Wie aus der Figur hervorgeht. verlaufen die optise'2##i Achsen dieser
afokalen Systeme zueinander paralle!. Jedes der afokalen Systeme hat die gleiche
N'er-r-,)Picrunc" das gleiche öffnurigsverhältnis und dernentsprechend auch das
gleiche Gesichtsfeld wie das afokale Linsensystem aus F i g. 1.. aber sie
haben Fernrohrlängen. die viel kleiner (hier etwa viermal Meiner) sind als in F
i L Aus einem Vergleich von F i z. -' mit F i cy. 2 erLiibt sich unmittelbar
die erh-al-,-,n 0 b##_ rächtli ehe Raumersparnis.
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#Verin man den Um#;tand berück-sichtiet, daß man an die Beschaffenheit
des Bildes. das mit c den afokalen Systemen erhalten wird, keine hohen Anforderungen
zu stellen braucht, wird es möglich, die Elemente dieser afokalen Systeme aus Kunststoff
herzustellen, was den Selbstkostenpreis beträchtlich ermäßigt.
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Wie in Fig. 3 dargestellt, kann man die Linsen miteinander
ein Mosaik bilden lassen.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann man, wie in
Fig.4 dargestellt, den afokalen Systemen auch nur in einer Richtung einen größeren
Gesichtsfeldwinkel geben. In diesem Fall verwendet man streifenförmige zylindrische
negative Linsen 10 und auf gleiche Weise gebildete positive Linsen
11.
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Aus F i g. 5 geht hervor, daß man alle Linsen 10
bzw.
alle Linsen 11 in einem einzigen Bauteil anordnen kann, welche Teile in F
i g. 5 mit 12 bzw. 13 bezeichnet sind. Die Teile 12 und
13 sind zusammen in einer röhrenförmigen Fassung 14 aufgenommen.
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F i g. 6 zeigt ein Fernrohr 15, das mit einem Okular
16 versehen ist. Im Gehäuse des Fernrohres befindet sich ein nicht dargestelltes
Objektiv. Wie aus der Figur hervorgeht, kann man die parallel geschalteten afokaten
Systeme. die zusammen in ein Gehäuse 18 aufgenommen sind, vorn am Gehäuse
15
durch ein Gelenk 17 befestigen. Nachdem man mit den parallel geschalteten
afokalen Systemen vor dem Fernrohrobjektiv mit Hilfe des auf diese Weise erliallenen
eroßen Gesichtsfeldes den zu beobachtenden Gegenstand gefunden hat, wird das Gehäuse
18 um (las Gelenk 17 (,eschwenkt und in die mit gestrichelten Linien
dargestellte Lage 18' gebracht; dann kann man mit dem Fernrohr den betreffenden
Gegenstand studieren.