DE162786C - - Google Patents

Description

kaiserliches

PATENTAMT.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Fernrohre, Feldstecher und ähnliche Instrumente, bei denen die Umkehrung des Bildes in seine aufrechte Stellung durch Prismen mit totaler Reflexion erfolgt, wie z. B. bei dem P or ro'sehen Fernrohr. Bei den bisher bekannt gewordenen Instrumenten dieser Art geht das Licht von dem konvexen Objektivglas gewöhnlich durch zwei total reflektierende Prismen der gebräuchlichen Form, wobei meist ein gewisser Zwischenraum zwischen den Prismen belassen wird, um die Brennweite des Objektivs bedeutend größer nehmen zu können als die Länge des Fernrohrkörpers. Derartig konstruierte Gläser haben gegenüber den G a 1 i 1 ä i' sehen Fernrohren oder gewöhnlichen Feldstechern den Vorteil, daß sie ein viel größeres Gesichtsfeld besitzen, da der Augenpunkt jenseits des Okulares liegt; die bisherigen Prismengläser stehen den Galiläi'sehen Fernrohren jedoch insofern erheblich nach, als infolge ihrer verhältnismäßig kleinen Lichtöffnung die Beleuchtung schwächer ist. Um die stärkste Beleuchtung für irgend ein Fernrohr zu erhalten, muß man dem Durchmesser des Objektivs dasselbe Verhältnis zu dem wirksamen größten Durchmesser der Pupille des Auges geben, wie die gewünschte Vergrößerung beträgt. Nimmt man beispielsweise . den größten scheinbaren Durchmesser der Pupille zu 5 mm an, und wird eine zwölf-

, fache Vergrößerung verlangt, so müßte der Durchmesser des Objektivglases 60 mm betragen.

Bei prismatischen Doppelgläsern mit solcher Vergrößerung, wie sie gewöhnlich hergestellt werden, beträgt aber der Durchmesser des Objektivs nicht mehr als 25 mm oder ⁵J₁₂ des obigen, was eine Beleuchtung von nur ²⁵/₁₄₄ oder etwa 0,17.1. des vollen Betrages ergibt. Bei Verwendung von Prismen von ge\vöhnlicher Größe und Glassorte ist es auch zwecklos, den Durchmesser des Objektivs darüber hinaus zu vergrößern, da das dadurch gewonnene Licht doch wieder durch die Prismen abgeschnitten werden würde, falls man diese nicht sehr groß und schwer machen will.

Durch die vorliegende Erfindung wirdnun die Benutzung eines größeren Durchmessers des Objektivs und damit eine Steigerung der Beleuchtungsstärke ermöglicht, und zwar mit Hilfe der auf beiliegender Zeichnung veranschaulichten Einrichtung. Das Objektiv besteht aus einer Vorderlinse c und einer Ergänzungslinse g. Als Okular ist ein dreiteiliges (d, e, b) gezeichnet.

Die Prismen a, b werden dicht zusammen angeordnet, um den Winkel zwischen den äußersten Strahlen, die in das Prisma eintreten können, ein wenig zu vergrößern, was an sich bekannt ist. Diese Strahlen werden indessen nicht total reflektiert und durch das Okular aufgenommen, wenn sie nicht die reflektierenden Oberflächen unter einem Winkel treffen, der größer ist als der Grenzwinkel

der Brechung für das Glas der Prismen. Für gewöhnliches Bor-Silikat-Crown-Glas, das in der Regel für Prismen verarbeitet wird und einen Brechungsexponenten von 1,5093 besitzt, ist der Sinus des Grenzvvinkels

gleich gleich 0,673, woraus sich dieser

1,5093

Winkel zu annähernd 4i°3O' berechnet. Da die optische Achse die Oberfläche in einem Winkel von 45 ° trifft, so folgt daraus, daß der halbe Winkel des durch das Objektiv gebildeten Lichtkegels nicht größer sein kann als 45°—41⁰ 30' = 3⁰ 30' (oder 5⁰ 15' in der Luft), um total reflektiert zu werden; daher kann der nutzbare Durchmesser des Objektivs nicht größer sein als 2 χ Brennweite χ tg 5⁰ 15' oder etwa 0,18 der Brennweite. Um daher ein Glas mit einer Vergrößerungskraft von 12 mit einem Objektiv von 60 mm Durchmesser zu erhalten,

müßte die Brennweite = 333 mm be-

0,18

tragen, was unverhältnismäßig hoch für einen Feldstecher sein würde.

Eine erhebliche Vergrößerung der wirksamen Öffnung erzielt man nun gemäß der vorliegenden Erfindung durch die Anwendung einer konkaven Linse g, die zwischen dem Objektiv und der ersten Fläche des Prismas a nach Art eines Teleobjektivs angebracht wird. Diese Linse g kann auch mit einem Glasblock h verkittet werden, der seinerseits an das Prisma α angekittet wird, wie es in der Zeichnung in gestrichelten Linien angedeutet ist. Diese Anordnung ermöglicht eine Vergrößerung der wirksamen öffnung schon bei Anwendung gewöhnlichen Glases und eine noch beträchtlichere Vergrößerung dieser Öffnung, wenn sie in Verbindung mit Prismen aus dichtem Glase benutzt wird, weil sie den konvergenten Strahlenkegel des Objektivteils c etwas divergenter macht und somit unter einem günstigeren Reflexionswinkel in das Prisma eintreten läßt. Sie ermöglicht als weiteren Vorteil eine Vergrößerung der äquivalenten Brennweite des Objektivs unter Beibehaltung eines verhältnismäßig kurzen Rohrkörpers. Diese Anordnung zeigt allerdings den Nachteil, ein kleineres Gesichtsfeld zu ergeben als dasjenige, welches durch die aus dichtem Glase hergestellten Prismen allein erzielt werden kann, nämlich infolge dieser Verlängerung der äquivalenten Brennweite.

Die Linse g kann auch bikonkav gewählt werden, derart, daß die vordere Höhlung den oben erwähnten Zwecken dient, während die hintere Höhlung eine zur Berichtigung störender Abweichungen geeignete Form besitzt.

Im vorstehenden ist die Erfindung nur in Anwendung auf ein gewöhnliches Paar P ο r r 0 scher Prismen beschrieben worden; es dürfte indessen klar sein, daß die Anwendung einer konkaven Linse in gleicher Weise zur Vergrößerung der Öffnung auch bei jedem anderen Glase möglich ist, wo die Umkehrung des Bildes in die aufrechte Stellung durch totale Reflexion mittels nicht versilberter, unter einem Winkel von 45 ° geneigter Flächen erfolgt, wie beispielsweise bei den manchmal benutzten Dachprismen. Die Benutzung einer Zerstreuungslinse in Verbindung mit solchen Prismen von hohem Brechungsexponenten gestattet auch eine Vergrößerung der wirksamen öffnung. An sich ist übrigens die Zerlegung des Objektivs in ein Vorderobjektiv und eine dicht vor dem ersten Prisma angeordnete Ergänzungslinse nicht neu. Es handelt sich dabei aber um eine sammelnde Ergänzungslinse, die naturgemäß die direkt entgegengesetzte Wirkung (Vergrößerung des Gesichtsfeldes bei ungünstigerem Reflexionswinkel) hat.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Prismenfernrohr, Feldstecher o. dgl. mit vor der ersten Fläche des Prismensystems angeordneter Hilfslinse, dadurch gekennzeichnet, daß die letztere eine konkave oder bikonkave Linse (g) ist, zu dem Zweck, die wirksame öffnung des Objektivs (c) und damit die Lichtstärke des Glases zu vergrößern.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.