DE1622791C2

DE1622791C2 - Beam splitter

Info

Publication number: DE1622791C2
Application number: DE1622791A
Authority: DE
Inventors: Georg Saltsjoebaden Vogl (Schweden)
Original assignee: Jungner Instrument AB
Current assignee: Jungner Instrument AB
Priority date: 1967-01-13
Filing date: 1967-01-13
Publication date: 1974-05-16
Also published as: DE1622791B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Strahlengangteiler für optische Instrumente, bestehend aus zwei transparenten, mit ihren Schrägfiächen aneinanderliegenden Prismen, welche zu einer planparallelen Platte zusammengesetzt sind, wobei die Schrägflächen dieser Prismen gewisse Reflexionseigenschaften aufweisen.The present invention relates to a beam path splitter for optical instruments, consisting of consisting of two transparent prisms, which lie against one another with their oblique surfaces, which are assembled to form a plane-parallel plate, the Inclined surfaces of these prisms have certain reflective properties.

In optischen Instrumenten werden vielfach mit reflektierenden Flächen versehene Strahlengangteiler eingebaut, mit welchen entweder ein Strahlenbündel in zwei Tcilstrahlen aufgeteilt werden kann oder zwei Strahlengänge zu einem einzigen Strahlenbündel vereinigt werden können. Derartige Strahlengangteiler bestehen im allgemeinen aus zwei mit ihren Schrägflächen zu einer planparallelen Platte zusammengesetzten Prismen, bei welchen der abgetrennte Lichtstrahl seitlich herausgeleitet wird (s. USA.-Patentschrift 2 422 376 und deutsche Auslegeschrift 1 045 795).In optical instruments, beam path splitters are often provided with reflective surfaces built in, with which either a bundle of rays can be split into two partial rays or two Beam paths can be combined into a single beam. Such beam path splitters consist in general of two with their inclined surfaces combined to form a plane-parallel plate Prisms in which the separated light beam is led out laterally (see USA patent specification 2 422 376 and German interpretative document 1 045 795).

Die bisher bekannten, aus Prismen aufgebauten Strahlengangteiler hatten jedoch alle den Nachteil, daß sie im zusamengesetzten Zustand wenigstens drei optisch wirksame Flächen aufweisen, so daß der Bearbeitungsaufwand relativ hoch ist.However, the previously known beam path splitters made up of prisms all had the disadvantage that they have at least three optically effective surfaces in the assembled state, so that the processing effort is relatively high.

Demzufolge ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Strahlengangteiler der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher nur zwei bearbeitete Flächen aufweist.Accordingly, it is the aim of the present invention to provide a beam path splitter of the type mentioned at the beginning Art to create, which has only two machined surfaces.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Prismen flache Keile sind, deren Neigungswinkel so gewählt ist, daß bei einem senkrecht zur planparallelen Platte verlaufenden Hauptstrahlengang der abgetrennte Strahlengang durch dieselbe Fläche der planparallelcn Platte austritt, durch die der Hauptstrahlengang eingetreten ist.According to the invention this is achieved in that the prisms are flat wedges, the angle of inclination is chosen so that when the main beam path is perpendicular to the plane-parallel plate The separated beam path exits through the same surface of the plane-parallel plate through which the main beam path has occurred.

Auf Grund der Tatsache, daß gemäß der vorliegenden Erfindung der abgetrennte Strahlengang durch dieselbe Fläche der planparallelen Platte austritt, durch die der Hauptstrahlengang eingetreten ist, weist der erfindungsgemäße Strahlengangteiler nur zwei optisch bearbeitete Flächen auf. Auf Grund dieser Bauweise ergibt sich die Möglichkeit, daß ein Rundschleifen der planparallelen Platte durchgeführt werden kann, was wiederum ein Einkitten bzw. Einzementieren in gewöhnlichen Linsenfassungen ermöglicht. Due to the fact that, according to the present invention, the separated beam path exits through the same surface of the plane-parallel plate through which the main beam path entered, the beam path splitter according to the invention has only two optically processed surfaces. Based on these Construction gives the possibility that a circular grinding of the plane-parallel plate is carried out can be, which in turn enables cementing or cementing in conventional lens mounts.

, Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strahlengangteilers ergibt sich dadurch, daß der Neigungswinkel der beiden Keile so flach gewählt ist, daß ihre Schrägflächen in ihrer ganzen Ausdehnung im Tiefenschärfenbereich des optischen Gerätes liegen und daß zwischen den beiden flachen Keilen eine reflektierende Strichkreuz-Zielmarke angeordnet ist.A particularly advantageous embodiment of the beam path splitter according to the invention results in that the angle of inclination of the two wedges is chosen so flat that their inclined surfaces in their whole extent in the depth of field of the optical device and that between the two a reflective reticle target is arranged on flat wedges.

Bei geeigneter Wahl der verwendeten Glassorten ergibt sich ein relativ kleiner Neigungswinkel der Prismen von ungefähr 9°, was bei einem Einschleusungswinkcl des Nebenstrahlenganges von etwa 30° einer scheinbaren Schrägstellung der Strahlenteilerfläche von nur 6° entspricht. Da diese Schrägstellung relativ klein ist, sind die auftretenden Abweichungen der Schrägflächc des Strahlengangteilers von einer exakt definierten Brennpunktebene relativ gering. Durch geeignete Auslegung kann somit erreicht werden, daß eine auf den Schrägflächen der beiden Prismen angebrachte reflektierende Strichkreuz-Zielmarke vollständig im Tiefenschärfenbereich des optischen Geräts liegt, so daß trotz Schrägstellung eine scharfe Abbildung der Strichkreuz-Zielmarke gewährleistet ist.With a suitable choice of the types of glass used, there is a relatively small angle of inclination Prisms of about 9 °, which is with a sluice angle of the secondary beam path of about 30 ° corresponds to an apparent inclination of the beam splitter surface of only 6 °. Because this inclination is relatively small, the deviations that occur are the inclined surface of the beam path splitter relatively small from an exactly defined focal plane. Appropriate design can thus be achieved that a reflective reticle target mark attached to the inclined surfaces of the two prisms lies completely in the depth of field of the optical device, so that in spite of the inclined position a sharp image of the crosshair target is guaranteed.

Im Gegensatz zu den Strichmarkierungen, bei welchen durch seitliches Anleuchten im Bereich der Strichmarkierungen sekundäre Lichtquellen erzeugt werden, die praktisch in alle Richtungen strahlen, erfolgt im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine gerichtete Reflexion an der reflektierenden Strichkrcuz-Zielmarke des Strahlengangteilers. Demzufolge kann ein derartiger Strahlengangteiler beispielsweise als Zielmarkenträger in einem Zielfernrohr verwendet werden, bei welchem sich die Zielmarke trotz Tageslichtbeleuchtung des Zieles gut von dem an sich hellen Hintergrund abhebt.In contrast to the line markings, which are illuminated from the side in the area of the Line markings secondary light sources are generated, which radiate practically in all directions, takes place In the context of the present invention, a directed reflection at the reflective line marker target of the beam path splitter. Accordingly, such a beam path splitter can, for example be used as a target mark carrier in a telescopic sight, in which the target mark is in spite of daylight illumination of the target stands out well against the inherently light background.

Die Erfindung soll nunmehr an Hand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert werden, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen ist. Es zeigtThe invention will now be described and explained in more detail on the basis of exemplary embodiments. reference being made to the drawing. It shows

F i g. 1 eine schematische seitliche Ansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strahlengangteilers,F i g. 1 is a schematic side view of a first embodiment of the invention Beam splitter,

F i g. 2 eine schematische seitliche Ansicht des erfindungsgemäßen Strahlengangteilers bei Verwendung in einem Zielfernrohr,F i g. 2 is a schematic side view of the invention Beam splitter when used in a telescopic sight,

F i g. 3 eine schematische seitliche Ansicht des erfindungsgemäßen Strahlengangteilers bei Verwendung in einem Autokollimator undF i g. 3 is a schematic side view of the invention Beam splitter when used in an autocollimator and

F i g. 4 eine schematische seitliche Ansicht von zwei erfindungsgemäßen Strahlengangteilern bei Verwendung in einem Reflex-Zielgerät.F i g. 4 shows a schematic side view of two beam path splitters according to the invention when in use in a reflex aiming device.

Der in Fig. 1 gezeigte Strahlengangteiler besteht aus zwei übereinstimmenden Keilen 1 und 2, welche derart zusammengesetzt sind, daß sie eine planparallelc Platte bilden, die im allgemeinen zu einer runden Scheibe geschliffen ist. Die aneinanderliegenden Schrägflächen 5 der beiden Keile 1 und 2 sind dabeiThe beam path splitter shown in FIG. 1 consists from two matching wedges 1 and 2, which are assembled in such a way that they have a plane-parallelc Form a plate that is generally ground into a round disc. The adjacent Inclined surfaces 5 of the two wedges 1 and 2 are included

teilweise reflektierend ausgebildet. Die planparallele Platte ist innerhalb eines optischen Gerätes derart angebracht, daß ihre Außenflächen senkrecht zur optischen Achse des optischen Gerätes zu liegen gelangen, so daß der Hauptstrahlengang 3 das optische Gerät unabgelenkt durchsetzt.partially reflective. The plane-parallel plate is such within an optical device attached so that their outer surfaces are perpendicular to the optical axis of the optical device, so that the main beam path 3 penetrates the optical device without being deflected.

Bei einem derartigen Strahlengangteiler kann durch geeignete Auswahl der verwendeten Glassorte erreicht werden, daß bei einer Neigung der Schrägflächen 5 relativ zur Normalen des Hauptstrahlenganges 3 von nur 9° — was einem scheinbaren Abschrägungswinkel von nur 6° entspricht — eine Ablenkung des Nebenstrahlenganges 4 von 30° auftritt. Diese relativ geringe Neigung der Schrägflächen 5 ermöglicht es, daß dieselben mit einer reflektierenden Zielmarke versehen werden können.With such a beam path splitter, a suitable selection of the type of glass used can be achieved that with an inclination of the inclined surfaces 5 relative to the normal of the main beam path 3 of only 9 ° - which is an apparent bevel angle of only 6 ° - a deflection of the secondary beam path 4 of 30 ° occurs. This relatively small inclination of the inclined surfaces 5 enables the same with a reflective Target mark can be provided.

Es bestehen verschiedene Möglichkeiten bezüglich der Konstruktion des erfindungsgemäßen Sfrahlengangteilers. Die Schrägflächen 5 können entweder in ihrer Gesamtheit mit einer metallischen, teilreflektierenden Schicht überzogen werden. Es können jedoch' auch nur Teilstücke dieser Schrägflächen 5 beispielsweise in Form einer Zielmarke bzw. eines Strichkreuzcs mit einer reflektierenden Schicht versehen sein. Die beiden Keile 1 und 2 können schließlich auch durch Abstandshalter auseinandergehalten werden, wobei sich an den Schrägflächen S im Bereich des Luftspaltes eine Teilreflexion ergibt.There are various possibilities with regard to the construction of the beam path divider according to the invention. The inclined surfaces 5 can either in their entirety with a metallic, partially reflective Layer to be coated. However, only parts of these inclined surfaces 5 can also be used, for example be provided with a reflective layer in the form of a target mark or a line cross. The two wedges 1 and 2 can also be held apart by spacers, whereby there is a partial reflection at the inclined surfaces S in the area of the air gap.

Die Fig.2 zeigt schematisch die Optik eines Zielfernrohres, welches im wesentlichen aus einem Objektiv 6, einer Reversionsoptik 8 und einem Okular 9 besteht. In dem Hauptstrahlcngang ist ein Strahlengangteiler 7 gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt, mit welchem das Bild einer reflektierenden Zielmarke 11 — beispielsweise in Form eines Strichkreuzes — in den Hauptstrahlengang eingeschleust wird. Die zwischen den beiden Keilen des Strahlengangteilers 7 vorgesehene Zielmarke 11 wird durch ein Linsensystem 10 von einer Lichtquelle 10' beleuchtet, so daß die Zielmarke 11 als eine scharf leuchtende Markierung sichtbar wird. Das Ziel wird dabei praktisch ohne Lichtverlust sichtbar gemacht. Bei nicht eingeschalteter Beleuchtung ist die Zielmarke 11 in üblicher Weise als schwarzes Gebilde sichtbar. Die F i g. 3 stellt schematisch einen Autokollimator dar, in dessen Hauptstrahlengang ein mit einer reflektierenden Zielmarke 11 versehener Strahlengangteiler 7 eingesetzt ist. Die dem Beobachter abgewandte Seite der Zielmarke 11 wird durch ein Linsensystem 12 von einer Lichtquelle 12' beleuchtet. Die Abbildung der Zielmarke 11 wird dadurch über ein Objektiv 13 auf einen Spiegel 14 projiziert. Die Bewegungen bzw. Winkelstellungen des Spiegels 14 werden in einem Okular 15 als Verschiebungen der beleuchteten Zielmarke 11 relativ zur Abbildung der dem Beobachter zugewandten, nicht beleuchteten Seite der Zielmarke 11 dargestellt.Fig. 2 shows schematically the optics of a telescopic sight, which essentially consists of an objective 6, reversing optics 8 and an eyepiece 9 consists. A beam path splitter 7 according to the present invention is used in the main beam path, with which the image of a reflective target mark 11 - for example in the form of a line cross - is introduced into the main beam path. The one between the two wedges of the beam path splitter 7 provided target mark 11 is illuminated by a lens system 10 from a light source 10 ', so that the target mark 11 is visible as a sharply luminous marking. The goal is thereby made visible with practically no loss of light. When the lighting is not switched on, the target mark is 11 visible in the usual way as a black structure. The F i g. 3 shows schematically an autocollimator represents, in the main beam path a beam path splitter provided with a reflective target mark 11 7 is used. The side of the target 11 facing away from the observer is covered by a lens system 12 illuminated by a light source 12 '. The image of the target mark 11 is thereby over an objective 13 is projected onto a mirror 14. The movements or angular positions of the mirror 14 are in an eyepiece 15 as displacements of the illuminated target mark 11 relative to the image The non-illuminated side of the target 11 facing the observer is shown.

Bei Keilen mit reflektierenden Flächen ergeben sich notgedrungenermaßen gewisse Abbildungsfehler, welche jedoch kompensiert bzw. korrigiert werden können. Zu diesem Zweck kann ein zusätzlicher Strahlenteiler vorgesehen sein. Eine derartige An-Ordnung ist in Fig. 4 dargestellt, welche schematisch ein Reflex-Zielfernrohr zeigt. Von einer Lichtquelle 16 ausgesandtes Licht wird durch einen mit einer Zielmarke 20 versehenen erfindungsgemäßen Strahlengangteiler 17 auf einen sphärischen Spiegel 18 geworfen, von wo aus das Licht auf die reflektierende Seite der Zielmarke 20 des Strahlengangteilers 17 zurückreflektiert wird. Das Bild der beleuchteten Zielmarke 20 wird von einem zweiten Strahlengangteiler 19 teilweise reflektiert und mit dem Bild des unmittelbar durch diesen Strahlengangteiler 19 hindurch beobachteten Zieles überlagert. Die Schrägfläche 21 des Strahlengangteilers 19 ist dabei mit einer teilweise reflektierenden Metallschicht überzogen.In the case of wedges with reflective surfaces, there are inevitably certain imaging errors, which, however, can be compensated or corrected. For this purpose an additional Beam splitter may be provided. Such an arrangement is shown in FIG. 4, which is schematic showing a reflex riflescope. From a light source 16 emitted light is through a with a Target mark 20 provided beam path splitter 17 according to the invention thrown onto a spherical mirror 18, from where the light is reflected back onto the reflective side of the target mark 20 of the beam path splitter 17 will. The image of the illuminated target mark 20 is created by a second beam path splitter 19 partially reflected and with the image of the directly through this beam path splitter 19 through observed target superimposed. The inclined surface 21 of the beam path splitter 19 is partially with a reflective metal layer coated.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Beam splitter for optical instruments, consisting of two transparent ones, with their Inclined surfaces of juxtaposed prisms, which are put together to form a plane-parallel plate the inclined surfaces of these prisms have certain reflective properties, characterized in that the prisms are flat wedges (1, 2), the angle of inclination is chosen so that at a perpendicular to plane-parallel plate running main beam path (3) the separated beam path (4) exits through the same surface of the plane-parallel plate through which the main beam path (3) entered is.

2. Beam splitter according to claim 1 for use as a target carrier in a telescopic sight or similar optical device, characterized in that the angle of inclination of the two Wedges (1, 2) is chosen so llach that their sloping surfaces (5) lie in their entire extent in the depth of field of the optical device and that between the two flat wedges (1, 2) a reflective reticle target mark (11, 20) is arranged.