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Optisches Fenster für verunreinigte Umgebungsluft Die Erfindung betrifft
ein optisches Fenster zum Einsatz zwischen einem Objektiv und einer das mit diesem
zu beobachtende Objekt enthaltenden verunreinigten Umgebungsluft.
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Es ist häufig notwendig, ein optisches Gerät an einer Stelle betreiben
zu müssen, an der die Luft verunreinigt ist. Es kann sich hierbei entweder um ein
Gerät zur visuellen Beobachtung (Ferngläser, Feldstecher, Fernrohre, Teleskope usw.)
oder um ein Meßgerät (optisches Pyrometer, Lichtvervielfacher usw.) handeln.
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Die Luft kann durch Staubteilchen, Insekten, Kondensierungen, Sprühregen
oder Regentropfen verunreinigt bzw. versetzt sein. In allen diesen Fällen stellt
der Schutz des Objektivs eines solchen optischen Geräts gegen den Niederschlag der
die Luft verunreinigenden Teilchen ein schwieriges Problem dar, vor allem wenn es
sich um einen Betrieb langer Dauer handelt, während der die Reinigung der optischen
Flächen unmöglich oder zumindest unzweckmäßig ist.
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Die bisher üblichen Maßnahmen, wie Scheibenwischer oder mit hoher
Geschwindigkeit umlaufende Scheiben, die für ein direktes kurzfristiges Sehen beispielsweise
bei Regen genügen, eignen sich bei optischen Instrumenten äußerst schlecht, die
eine hohe Bildgüte erfordern, insbesondere wenn die Verunreinigungen haftende Niederschläge
(Insekten, Sprühregen usw.) ergeben und wenn der Betrieb ohne Unterhalt verlängert
werden soll.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optisches Fenster der
eingangs genannten Art zu schaffen, das in verunreinigter Atmosphäre verwendbar
ist und die vorgenannten Nachteile nicht aufweist. Diese Aufgabe ist bei dem hier
vorgeschlagenen optischen Fenster vor allem dadurch gelöst, daß das vor dem in einem
dichten Gehäuse untergebrachten Objektiv ausgeführte oder vor letzterem unter Abdichtung
angeordnete optische Fenster eine vorzugsweise kreisrunde Aussparung und ein dieselbe
abdeckendes, biegsames, lichtdurchlässiges Band optischer Güte, zweckmäßigerweise
aus Kunststoff umfaßt, das in einer Richtung stetig oder unterbrochen bewegbar und
so mit einer ständig sauberen Fläche vor dem Objektiv erneuerbar ist. Auf Grund
dieser Maßnahme ist die ständige Anwesenheit einer reinen Bandfläche vor dem Objektiv
dadurch gewährleistet, daß während der in einer Richtung erfolgenden Verschiebung
des Bandes dieses laufend erneuert wird.
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Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des optischen Fensters
gemäß der Erfindung kann das biegsame Band auf einer Lieferspule bevorratet sein,
die, geschützt vor den Verunreinigungen der Umgebungsluft, in einem Schutzkasten
angeordnet ist, der durch einen vor das Objektiv sich erstreckenden, das Band gegen
die Fensteraussparung anlegenden und so deren Abdeckung besorgenden Ring verlängert
ist.
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In der Zeichnung ist ein optisches Fenster der erfindungsgemäßen Art
in einer beispielsweise gewählten Ausführungsform schematisch veranschaulicht. Das
hierbei verwendete optische Gerät 1, das mit einem Objektiv 2 ausgestattet ist,
ist in einem dichten Gehäuse 3 angeordnet, das es gegen die Verunreinigungen der
Umgebungsluft schützt. Das Gehäuse 3 besitzt eine beispielsweise kreisrunde Aussparung
4, über die die optische Beobachtung des Objektivs 2 erfolgt.
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Gemäß der Erfindung ist die Aussparung 4 von einem biegsamen
lichtdurchlässigen Film optischer Güte abgedeckt. Der Film 5 wird von einer Lieferspule
6 abgegeben und bildet vor dem Objektiv 2 eine leicht erneuerbare transparente Fläche.
Die dem
Film 5 zugeordnete Aussparung 4 bildet somit
das erfindungsgemäß ständig saubere optische Fenster. Wenn nämlich der sich vor
dem Objektiv 2 befindende Teil des Films 5 durch die verunreinigte Luft beschmutzt
wird, mit welcher er sich über eine seiner Flächen in Berührung befindet, genügt
es, den Film derart abzurollen, daß er vor dem Objektiv 2 eine neue reine Filmfläche
aufweist. Der beschmutzte Teil des Films rollt sich auf einer Aufnahmespule
7
auf. Die den sauberen Film enthaltende Lieferspule 6
ist in einem
Schutzkasten 8 angeordnet, der einen Ring 9 aufweist, der sich auf den Film
5 um die Aussparung 4 herum anlegt.
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Der Ring 9 kann gegenüber den Rändern der Aussparung 4 in einem
Abstand befestigt sein, der ganz geringfügig größer als die Stärke des Films
5 ist. In diesem Fall kann das Gehäuse 3 im Bedarfsfall dicht gemacht werden,
indem man die Aussparung 4 mittels einer transparenten Einrichtung schließt.
Der Ring 9
kann aber auch elastisch angeordnet sein, damit der Film
5 sich an den Rändern der Aussparung 4 abstützt und somit eine vollkommene
Dichtung gewährleistet; in diesem Fall wird zwischen dem Ring 9 und dem Schutzkasten
8 eine biegsame Verbindung geschaffen, und die reibenden Flächen des Ringes
9 und der Ränder der Öffnung 4 sind entsprechend behandelt oder mit
geeignetem Werkstoff belegt, um nicht auf dem Film während dessen Verschiebung übermäßig
zu reiben.
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Der Film 5 wird in Richtung der auf den beiden Spulen 6 und
7 eingezeichneten Pfeile durch einen nicht wiedergegebenen Mechanismus angetrieben,
der entsprechend dem jeweiligen Bedarf den Film entweder mit einer gleichförmigen,
den sauberen Film vor dem Objektiv 2 ständig erneuernden Bewegung antreibt
oder den Film 5 ruckweise unter entsprechender Steuerung um eine Länge verschiebt,
die mindestens gleich dem Innendurchmesser des Ringes 9
ist; letztere Verschiebungssteuerung
des Films erfolgt entweder entsprechend dem Wunsch des Bedienenden oder in regelmäßigen
Abständen. Wenn der beschmutzte Film wieder gesäubert und damit erneut verwendbar
ist, kann die Aufnahmespule 7 einfach entfallen.
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Der beschmutzte Film kann auch durch eine selbsttätig arbeitende Reinigungsvorrichtung
hindurchlaufen, die mittels einer endlosen Schleife gestattet, nur ein einziges
Filmband zu benutzen. Diese Ausführung ist dann besonders interessant, wenn das
optische Gerät 1 während einer langen Zeitspanne verwendet werden soll und
dann der Ersatz der Reinfilmspule 6 unmöglich oder wenigstens unzweckmäßig ist.
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Der biegsame Film 5 kann aus einem Kunststoff bestehen, der die gewünschten
Eigenschaften optischer Transparenz, mechanischer Robustheit sowie geeigneten Verhaltens
gegenüber Feuchtigkeit und Temperatur aufweist. Beispielsweise eignen sich diejenigen
Kunststoffe, die für Kinofilme verwendet werden, sowie auch solche Kunststoffe,
die auch für die Herstellung von Magnettonbändern benutzt werden. Es sind jedoch
auch zahlreiche andere Kunststoffe geeignet.
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Die innere Öffnung des Ringes 9 ist vorzugsweise größer als die Aussparung
4 des Gehäuses 3, so daß die eventuelle Ansammlung von Schmutzteilchen an den Rändern
derselben das optische Feld des Objektivs 2 nicht mindert. Diese innere, in dem
hier beschriebenen Beispiel kreisrunde Innenöffnung des Ringes 9 kann aber
auch rechteckig oder quadratisch sein. Da der Ring 9 auf dem Film
5 aufliegt, kann sich ein Teil der auf dem Film abgesetzten Schmutzteilchen
in dem unteren Bereich der Ringöffnung ansammeln, wenn sich der Film verschiebt,
wodurch Gefahr besteht, daß das Feld des Objektivs 2 verkleinert wird. Hierfür könnte
bei besonders starker Verunreinigung der Umgebungsluft ein Mittel vorgesehen sein,
das die Schmutzteilchen abführt und im unteren Bereich des Ringes 9 gelegen
ist und beispielsweise einfach in einer Ausweitung des unteren Bereichs des Ringes
9 besteht.
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Bei der hier beschriebenen Ausführungsform verschiebt sich der Film
senkrecht von oben nach unten; diese Verschiebung kann jedoch beliebig sein und
insbesondere auch in einer horizontalen Ebene erfolgen. Andererseits kann das von
dem dichten Gehäuse 3 unabhängige oder ihm einverleibte optische Fenster gemäß der
Erfindung von ausreichend großen Abmessungen sein, um ein gleichzeitiges optisches
Sehen aus mehreren Objektiven zu ermöglichen; statt dessen kann es sich aber auch
aus mehreren Fenstern zusammensetzen, von denen jedes einem einzelnen Objektiv dient.
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Mit dem optischen Fenster gemäß der Erfindung ist eine einfache und
billige Ausführung geschaffen, mit der sich vor dem Objektiv eines optischen Geräts
ein Fenster stets sauberhalten läßt, trotz der Verunreinigungen der Umgebungsluft,
in denen sich das zu beobachtende Objekt befindet. Es ist noch zu bemerken, daß
auf Grund dessen, daß das Filmband 5 sehr nahe sich vor dem Objektiv
2 abwickelt, seine Fehler sich in dem Bild überhaupt nicht bemerkbar machen,
das das Objektiv 2 in dem betreffenden Gerät 1 liefert. Das gleiche trifft
zu für die Schmutzteilchen, die sich auf diesem Band 5
während dessen Ablauf
absetzen könnten, bevor diese Schmutzteilchen den optischen Nutzbereich infolge
Ablaufs des Bandes verlassen haben. Diese Fehler oder Schmutzteilchen sind somit
auf dem Bild nicht sichtbar. Demgegenüber können diese Fehler und Schmutzteilchen
die an das Objektiv übertragene Lichtmenge mindern und durch Diffusion störende
Lichtstrahlen liefern. Aus diesem Grund muß die vor dem Objektiv 2 vorhandene
Anzahl begrenzt werden, damit das optische Bild entsprechende Güte behält. Dies
erfordert einerseits die Verwendung eines transparenten Films mit gegenüber der
Genauigkeit des benutzten Geräts 1 entsprechenden optischen Qualitäten und
andererseits den Ablauf des Bandes 5 gemäß der Erfindung, um die Staubteilchen entsprechend
dem Ausmaß ihres Niederschlages aus dem Sichtfeld des Objektivs 2
herauszuführen.