DE2142139C3 - Zweiäugiges Beobachtungsgerät für Nachtbeobachtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein zweiäugiges Beobachtungsgerät für Nachtbeobachtung nach Art eines Doppelfernrohres, bei dem jeder optische Zug mindestens ein Objektiv, eine Bildverstärker- oder Bildwandlerröhre und eine Lupe aufweist.

Beim Bau von optischen Geräten für zweiäugige Beobachtung muß der unterschiedliche Augenabstand berücksichtigt werden, der zwischen den ungefähren Grenzwerten von 58 und 72 mm schwankt und dessen häufigster Wert bei 65 mm liegt. Bei zweiäugigen Beobachtungsgeräten nach Art eines Doppelfernrohres, bei dem jedem Auge ein optische·· Zug zugeordnet ist. muß daher die Möglichkeit vorgesehen werden, den Abstand der Lupen oder Okulare der beiden optischen Züge an den Augenabstand des jeweiligen Benutzers anpassen zu können, d. h. den Abstand der Lupen bzw. Okulare innerhalb der Grenzen von 58 bis 72 mm verändern zu können.

Für die Nachtbeobachtung werden nun solche zweiäugigen Beobachtungsgeräte mit Bildverstärkerröhren ausgerüstet, die das Restlicht des Nachthimmels so verstärken, daß eine Beobachtung auch noch bei verhältnismäßig ungünstigen Lichtverhältnissen möglich wird. Auch gibt es Geräte, bei denen anstelle einer Bildverstärkerröhre eine Bildwandlerröhre verwendet wird und mit deren Hilfe beispielsweise die Beobachtung einer von einem IR-Scheinwerfer angestrahlten Szene dadurch möglich wird, daß die Bildwandlerröhre die aus der Szene kommende IR-Strahlung in sichtbares Licht umwandelt.

Solche Geräte sind nun bisher in der Weise ausgebildet worden, daß die Achsen von Objektiv, Bildverstärker- oder Bildwandlerröhre und Lupe zusammenfallen. Daraus und aus der Forderung, daß als kleinster Lupenabstand ein Wert von 58 mm (kleinster Augenabstand) einstellbar sein muß, ergibt sich nun auch für die Bildröhrendurchmesser und Objektivdurchmesser eine verhältnismäßig enge Begrenzung auf maximal 58 mm.

Die mitunter bei rein optischen Doppelferngläsern verwendete Maßnahme der Einschaltung von Prismen zur Vergrößerung der Objektivabstände, wodurch der Vorteil erzielt wird, daß hinsichtlich des Durchmessers größere und damit leistungsstärkere Objektive verwendet werden können, läßt sich bei den hier beschriebenen, mit Bildwandler- oder Bildverstärkerröhren ausgerüsteten zweiäugigen Beobachtungsgeräten nicht verwirklichen, weil zwischen dem mehrlinsigen Hochleistungsobjektiv und der Bildröhre kein Platz für zusätzliche Prismen vorhanden ist
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe

ίο besteht nun darin, ein zweiäugiges Beobachtungsgerät für Nachtbeobachtung nach Art eines Doppelfernrohres, bei dem jeder optische Zug mindestens ein Objektiv, eine Bildverstärker- oder Bildwandlerröhre und eine Lupe aufweist, zu schaffen, bei dem trotz der obengenannten Hinderungsgründe der Abstand der Objektive vergrößert ist und somit hinsichtlich des Durchmessers größere und damit leistungsstärkere Objektive und gleichfalls im Durchmesser größere Bildröhren verwendet werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß für jeden optischen Zug die Achse des Objektivs gegenüber der Achse der Bildröhre und die Achse der Bildröhre gegenüber der Achse der Lupe in einer Ebene parallel nach außen verschoben angeordnet sind, wobei das Verhältnis des Achsabstandes zwischen Objektiv und Bildröhre zu dem Achsabstand zwischen Lupe und Bildröhre durch den reziproken Wert des Abbildungsmaßstabes der Bildröhre gegeben ist.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß eine an sich bekannte Knickbrücke zur Verschiebung der beiden optischen Züge und zur Anpassung des Abstandes der Lupen an den Augenabstand der Benutzer vorgesehen ist.

.15 Durch die erfindungsgemäße Lehre, nach der die Abstände zwischen den Achsen von Objektiv, Bildröhre und Lupe in einem durch den Abbildungsmaßstab der Bildröhre gegebenen festen Verhältnis zueinander in einer Ebene parallel nach außen gegeneinander verschoben sind, ergibt sich nun die Möglichkeit, die Abstände der Objektive der beiden optischen Züge zu vergrößern, so daß trotz der Einhaltung der Forderung nach Einstellbarkeit eines kleinsten Lupenabstandes von 58 mm, vorzugsweise mit Hilfe einer an sich bekannten Knickbrücke, die Objektive einen über diesen Kleinstwert liegenden Abstand und damit einen entsprechend größeren Durchmesser annehmen können.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt.

Die Zeichnung zeigt ein zweiäugiges Beobachtungsgerät, bei dem die beiden, den beiden Augen des Betrachters zugeordneten Tuben 1 und 2 jeweils ein Objektiv 3 bzw. 4, weiter je eine Bildverstärkerröhre 5 bzw. 6 und eine Lupe 7 bzw. 8 aufweisen. Die Bildverstärkerröhren 5 bzw. 6 sind dabei innerhalb der Tuben 1 und 2 jeweils so angeordnet, daß ihre Fotokathode 5a bzw. 6a in der Bildebene des Objektivs 3 bzw. 4 liegt, während ihre Bildschirme 5b bzw. 6b in der Brennebene der Lupen 7 bzw. 8 angeordnet sind. Zur Veränderung bzw. Anpassung des Lupenabstandes an den Augenabstand des Betrachters können die beiden Tuben des dargestellten zweiäugigen Beobachtungsgerätes mittels einer an sich bekannten Knickbrük-

(15 ke, die hier im einzelnen nicht näher dargestellt ist, beispielsweise um eine Achse 9 geschwenkt werden.

Für die weiteren Betrachtungen, insbesondere auch des Strahlenganges innerhalb der beiden optischen

Züge, soll im folgenden nur der linke Tubus 1 herangezogen werden. Gemäß der Erfindung fallen nun die Achsen von Objektiv 3, Bildverstärkerröhre 5 und Lupe 7 nicht zusammen, sondern sind in einer Ebene parallel gegeneinander verschoben. Das Verhältnis der Abstände der Bildverstärkerröhren-/\chse 12 zu der Achse 10 des Objektivs 3 einerseits und zu der Achse 14 der Lupe 7 andererseits ergibt sich dabei aus dem Abbildungsmaßstab F_R der Bildverstärkerröhre 5. Wenn nämlich der Abstand zwischen der Lupenachse 14 und der Bildröhrenachse 12 zu d gewählt ist, so ergibt sich der Abstand zwischen der Bildröhrenachse 12 und

der Objektivachse 10 zu p- . Weist also beispielsweise die Bildverstärkerröhre 5 einen Abbildungsmaßstab ΓR=0,5 auf, so beträgt der Abstand der Objektivachse 10 von der Bildröhrenachse 12 gerade das Doppelte des Abstandes der Bildröhrenachse 12 zur Lupenachse 14.

Diese Verhältnisse sollen anhand der Betrachtung eines unendlich fernen Gegenstandes betrachtet werden. Die von diesem Gegenstand kommenden Strahlen treffen als paralleles Strahlenbündel 16 auf das Objektiv 3 und werden in den auf der Fotokathode 5a der Bildverstärkerröhre 5 liegenden Brennpunkt des Objektivs 3 fokussiert. Auf der Fotokathode 5a werden in diesem Punkt Elektronen ausgelöst und elektronenoptisch auf dem Leuchtschirm 5b der Bildverstärkerröhre 5 abgebildet. Die sich dabei etwa ergebende Elektronenbahn ist hier mit 24 bezeichnet. Die Elektronen treffen in einem Punkt auf den Bildschirm 5b der Bildverstärkerröhre auf, der gleichzeitig der Brennpunkt der Lupe 7 ist. Hinter der den Bildschirm 5b der Bildverstärkerröhre 5 betrachtenden Lupe 7 erscheint dann ein paralleles Strahlenbündel 18, das dem Auge des Betrachters zugeführt wird.

Den gleichen, allerdings spiegelbildlichen Verlauf zeigt der Strahlengang des entsprechenden parallelen Strahlenbündels 17 im rechten Tubus 2 des zweiäugigen Beobachtungsgerätes. Hier ist die Achse des Objektivs 4 mit 11, die Achse der Bildverstärkerröhre 6 mit 13 und die Achse der Lupe 8 mit 15 bezeichnet. Die Bahn der im Brennpunkt des Objektivs 4 auf der Fotokathode 6a der Bildverstärkerröhre 6 ausgelösten Elektronen ist mit 25 bezeichnet, und hinter der Lupe 8 ergibt sich dann ein paralleles Strahlenbündel 19. Wird nun angenommen, daß der Abstand zwischen der Lupenachse 14 und der Bildröhrenachse 12 bzw. der Lupenachse 15 und der Bildröhrenachse 13c/ sei, dann ergibt sich unter Berücksichtigung des Abbildungsmaßstabes Fr der Bildröhren 5 bzw. 6 der Abstand zwischen den Bildröhrenachsen 12 bzw. 13 und den Objektivachsen 10

bzw. 11 zu .- .

Um auch zu zeigen, daß das erfindungsgemäße zweiäugige Beobachtungsgerät die bei solchen Geräten bestehende Forderung nach optischer Achsparallelität erfüllt sind in der Zeichnung auch die Strahlengänge zweier paralleler, aber schräg in die Objektive 3 und 4 einfallender Strahlen 20 und 21 angedeutet. Die Forderung nach optischer Achsparallelität bedeutet dabei, daß die von einem Objekt ausgehenden und auf die beiden Objektive parallel auftreffenden Strahlen

ι ο auch wieder bis auf geringste zulässige Abweichungen parallel aus der Lupe austreten müssen. Würden nämlich größere Winkelabweichungen der aus der Lupe austretenden und auf die Augen des Betrachters treffenden, vom Objekt ausgehenden Strahlen zugelassen werden, würde das eine Schrägstellung der Augen, also ein starkes »Schielen« erfordern, das für den Benutzer unangenehm und auf die Dauer nicht erträglich ist. Bei Verfolgung der beiden parallelen Strahlen 20 und 21 zeigt sich nun, daß diese auch aus den Lupen 7 und 8 wieder als parallele Strahlen 22 und 23 austreten.

Voraussetzung für die Gewährleistung dieser optischen Achsparallelität ist es nun, daß die Verschiebung der Achsen von Objektiv, Bildverstärkerröhre und Lupe für jeden Tubus parallel und in einer Ebene liegend vorgenommen wird. Nicht notwendig dagegen ist es, daß diese Verschiebungsebenen für beide Tuben 1 und 2 zusammenfallen müssen.

Als wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen zweiäugigen Beobachtungsgerätes ergibt sich nun, daß der Abstand der Bildverstärkerröhren 5 und 6 bzw. der Objektive 3 und 4 voneinander über den durch den einzustellenden Mindest-Augenabstand festgelegten Lupenabstand hinaus ohne weiteres und ohne großen Aufwand vergrößert werden konnte. Dadurch wiederum wurde es möglich, in diesem zweiäugigen Beobachtungsgerät Bildröhren und Objektive mit einem größeren Durchmesser zu verwenden, wodurch insgesamt ein leistungsstärkeres Gerät geschaffen wird. Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus einer Vergrößerung des Gesichtsfeldes des Gerätes, wobei allerdings das Gesichtsfeld des linken und des rechten optischen Zuges nicht vollständig zusammenfallen.

Zu erwähnen wäre noch, daß die Vergrößerung der Objektive 3 und 4 und der Vergrößerungsmaßstab der Bildverstärkerröhren Γ« frei wählbar ist und daß auch der Abstand zwischen den Lupenachsen 14 und 15 und den Bildverstärkerröhrenachsen 12 und 15(d) frei festgelegt werden kann, wobei allerdings bei der letztgenannten Bemessung der Arbeitswinkel der Lupen berücksichtigt werden muß, innerhalb dessen die mit den Lupen zu betrachtenden Bildschirme 5b bzw. 66 der Bildverstärkerröhren 5b liegen sollten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Zweiäugiges Beobachtungsgerät für Nachtbeobachtung nach Art eines Doppelfernrohres, bei dem jeder optische Zug mindestens ein Objektiv, eine Bildverstärker- oder Bildwandlerröhre und eine Lupe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden optischen Zug (1, 2) die Achse des Objektivs (3,4) gegenüber der Achse der Bildröhre (5, 6) und die Achse der Bildröhre (S, 6) gegenüber der Achse der Lupe (7, 8) in einer Ebene parallel nach außen verschoben angeordnet sind, wobei das Verhältnis des Achsabstandes zwischen Objektiv und Bildröhre zum Achsabstand zwischen Lupe und Bildröhre durch den reziproken Wert des Abbildungsmaßstabes der Bildröhre gegeben ist.

2. Beobachtungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine an sich bekannte Knickbrücke zur Verschiebung der beiden optischen Züge und zur Anpassung des Abstandes der Lupen (7, 8) an den Augenabstand der Benutzer vorgesehen ist.