DE209083C - Zusatzinstrument mit teilungsprismensystem zur umwandlung eines monokularen instruments in ein binokulares - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVI 209083 KLASSE 42 h. GRUPPE

Firma CARL ZEISS in JENA.

Instruments in ein binokulares.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 13. Februar 1908 ab.

Die Erfindung besteht in einem optischen Instrument, das dazu bestimmt ist, hinter einem beliebigen monokularen Instrument: Lupe, Mikroskop, Endoskop, auch Fernrohr, angebracht zu werden, und das dieses mono-. kulare Instrument zu einem binokularen Gesamtinstrument ergänzt, ohne das wahre Gesichtsfeld wesentlich zu verkleinern. Die notwendigen Bestandteile eines solchen binokularen Zusatzinstruments sind ein Teilungsprismensystem und zwei abbildende Linsensysteme.

Das Teilungsprismensystem zerlegt das aus dem monokularen Instrument austretende System parallelstrahliger Büschel, die das Objekt in großer Entfernung abbilden, in zwei Teilsysteme, je eins für jedes Auge des Beobachters. Dieses Prismensystem läßt sich in allen Formen ausführen, die beim binokularen Mikroskop mit gemeinsamem Objektiv zur Spaltung des Systems konvergenter Büschel, das aus dem Objektiv austritt, angewandt . worden sind, und die sich bekanntlich in zwei Gruppen ordnen lassen, je nachdem sie das Büschelsystem physikalisch teilen, d. h. unter Zerlegung der einzelnen Strahlen, oder nur geometrisch, d. h. im ganzen. Zur physikalischen Teilung dient eine zugleich durchlässige und spiegelnde Schicht. Eine solche Schicht kann statt in ein Prismensystem eingeschlossen auch auf einer Glasplatte angeordnet sein oder aus einer solchen Platte bestehen. Die geometrische Teilung sollte möglichst in der Austrittspvrpille des monokularen Instruments stattfinden. Sie kann sowohl durch spiegelnde als durch brechende Prismensysteme bewirkt werden, wobei wie. stets Spiegel an die Stelle von Spiegelprismen treten können.

Die beiden abbildenden Linsensysteme erhalten dem binokularen Instrument ganz oder nahezu ungeschmälert das wahre Gesichtsfeld des monokularen Instruments, indem sie zweimal die Austrittspupille dieses Instruments oder bei geometrischer Teilung des Büschelsystems je einmal jede Teilpupille mit übereinstimmender Vergrößerung als Austrittspupillen des Gesamtinstruments abbilden. Da. die beiden Bilder des Objekts, die das Gesamtinstrument liefert, wieder in großer Ferne liegen sollen, so muß jedes Linsensystem die parallelstrahlig eintretenden Büschel auch wieder parallelstrahlig austreten lassen, es muß ein Fernrohrsystem sein.

Als weitere Bestandteile des Zusatzinstruments können noch Spiegelprismen erforderlich sein, um den Achsen der beiden Teilbüschelsysteme parallele oder schwach divergierende Richtungen zu geben, wenn sie solche nicht schon vom Teilungsprismensystem erhalten haben, ferner um diese Achsen zum Zweck der Anpaßbarkeit des Zusatzinstruments an den Augenabstand zu brechen oder um zusätzliche Spiegelungen- zur Berichtigung der Bildlage hervorzubringen. -

Bei Anwendung geometrischer Teilung stellen die fernen virtuellen Bilder des Objekts, die den Augen des. Beobachters sichtbar sind,

stereoskopische Halbbilder dar, und es ist durch eine bekannten Regeln entsprechende BiId-

. lage pseudoskopische Wirkung zu vermeiden. Bei physikalischer Teilung werden die fernen virtuellen Bilder als identische erzeugt, die sich bei der Betrachtung mit beiden Augen zu einem indifferenten Bild vereinigen. Blendet man aber auf den einander zugewandten Seiten der Austrittspupillen des Gesamtinstruments oder

ίο nur auf der entsprechenden Seite einer der beiden Austrittspupillen einen kleineren oder größeren Teil ab, so erreicht man bekanntlich auch hierdurch . die Verwandlung der den Augen sichtbaren Bilder in stereoskopische Halbbilder.

Die physikalische Teilung hat also den Vorzug, dem Beobachter sowohl stereoskopisches als auch indifferentes Sehen zu ermöglichen.

Der Gedanke, ein monokulares. Mikroskop durch ein dahinter angeordnetes Teilungsprismensystem in ein binokulares zu verwandeln, ist schon einmal druckschriftlich bekanntgegeben, aber zugleich wegen der zu erwartenden Einschränkung des Gesichtsfeldes verworfen worden. Andererseits ist die Verbindung eines geometrisch wirkenden Teilungsprismensystems mit zwei astronomischen Fernrohren schon durch einen Vorschlag veröffentlicht worden, nach dem diese drei Bestandteile mit einem Objektiv zu. einem binokularen Mikroskop verbunden werden sollten. Danach stellt sich die Erfindung dar als Anwendung der bekannten Verbindung eines Teilungsprismensystems mit zwei Fernrohrsystemen zur Lösung der bekannten Aufgabe, ein monokulares Instrument durch ein Zusatzinstrument ohne Einschränkung des Gesichtsfeldes in ein binokulares Instrument zu verwandeln.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des neuen Zusatzinstruments dargestellt. Fig. ι zeigt ein solches Instrument, das vermöge seiner Abmessungen zu einem Kystoskop passen würde, im Längsschnitt. Als Teilungsprismensystem dient ein Swanscher Würfel α mit durchsichtiger Silberschicht. Es ist also physikalische Teilung angewandt. Das nach rechts abgelenkte Teilbüschelsystem geht durch die Objektivlinse b, das Spiegelprisma c und die Okularlinse d. Die beiden Linsen haben gleiche Brennweite, das von der Objektivlinse b entworfene Bild e des Objekts liegt also mitten zwischen ihnen, und die Vergrößerung des Fernrohrs ist I. Das andere Teilbüschelsystem geht zunächst durch ein nach links ablenkendes Spiegelprisma/, dann durch ebensolche Linsen b und d wie beim rechten Fernrohr und schließlich durch ein zweites Spiegelprisma g. An-dem Gehäuse sind zwei Hauptteile, ein fester h und ein drehbarer i, zu unterscheiden. Der feste Hauptteil hat einen Stutzen h°, mittels dessen das Zusatzinstrument auf das Okular des mono- ; kularen Instruments aufgeschoben wird. Die Drehungsachse des Hauptteils * fällt mit der Achse des Stutzens h° zusammen. Die Okularstutzen h¹ und i¹ der beiden Hauptteile haben in der gezeichneten Stellung des drehbaren Hauptteils i, in der die Achsen beider Teilbüschelsysteme in derselben Ebene verbleiben, den größten Abstand voneinander. Durch Drehen des Hauptteils * kann dieser Abstand auf das Maß des Augenabstandes des Beobachters verkleinert werden. Auf den Okularstutzen h¹ und i¹ sitzen abnehmbare Deckel A² und i'², jeder mit einem Ausschnitt ungefähr von der Form eines Halbkreises, dessen Mittelpunkt in der Achse des Teilbüschelsystems liegt. Der Ort des Deckels auf dieser Achse ist so gewählt, daß die Austrittspupille des monokularen Instruments, die beim Aufsetzen des Zusatzinstruments nahe an die Eintrittsfläche des Würfels α fällt, in der Ebene des Deckelausschnitts abgebildet wird. Haben die Deckel die gezeichnete Lage, in der die Ausschnitte nach außen liegen, so bieten sich den Augen des Beobachters stereoskopische Halbbilder dar. Nimmt man die Deckel fort, so werden die Bilder identisch, und der Beobachter nimmt ein indifferentes Bild wahr. Da die beiden astronomischen Fernrohre b d bildumkehrend wirken, so sind die dem Beobachter dargebotenen Bilder aufrecht, wenn das monokulare Instrument ein umgekehrtes Bild liefert, und umgekehrt.

In Fig. 2 und 3 sind noch die beiden Hauptansichten der optischen Teile eines andern Zusatzinstruments dargestellt, das als Ergänzung einer Lupe gedacht ist. Hier ist geometrische Teilung angewandt. Das Teilungsprismensystem besteht aus zwei Spiegelprismen k und I. Die Objektivlinsen m und die Okularlinsen η haben wieder gleiche Brennweite, doch ist hier, wo ein monokulares Instrument mit großem scheinbaren Gesichtsfeld vorausgesetzt ist, im Bildfeld eines jeden Fernrohrs noch eine Kollektivlinse 0 angeordnet. Die Okularprismen ft haben jedes eine einfach spiegelnde und eine Dachfläche, so daß das Zusatzinstrument, für sich betrachtet, aufrechte Bilder liefert. Bringt man dieses Instrument so hinter dem mono- ■ kularen an, daß dessen Austrittspupille q, Fig. 3, in die Eintrittsflächen der Prismen k und I fällt, so liegen die von den Fernrohren entworfenen Bilder r der beiden Teile von q oberhalb der Okularprismen, den Augen des Beobachters bequem zugänglich. Da diese Austrittspupillen des Gesamtinstruments als aufrechte Bilder der Teile der Austrittspupille des monokularen Instruments einander die Teilungslinie zukehren, so sind die dem Beobachter dargebotenen Halbbilder stereoskopisch. Zur Anpassung des Okularabstandes an den Augenabstand lassen sich, wie in Fig. 3 durch punktierte Linien angedeutet, die beiden symmetrischen Hälften des Zusatzinstruments um die

gemeinsame Eintrittsachse drehen, wenn, wie gezeichnet, die Prismen k und I zweckentsprechend abgestumpft sind. Durch diese Abstumpfung geht. allerdings ein kleiner Teil der aus dem monokularen Instrument austretenden Strahlen verloren. Deshalb erscheinen auch die Teilpupillenbilder r entsprechend abgestumpft.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:
   Zusatzinstrument mit Teilungsprismensystem zur Umwandlung eines monokularen Instruments in ein binokulares, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Teilungsprismensystem für jedes Teilbüschelsystem ein Fernrohrsystem angeordnet ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.