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Stabilisierendes Linsensystem Die Erfindung bezieht sich auf ein
stabilisierendes Linsensystem zur Eliminierung der relativen Winkelablenkung des
durch das System im wesentlichen längs einer optischen Achse tretenden Lichtes,
welche durch eine zufällige Winkelbewegung dieser optischen. Achse herbeigeführt
wird.
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Optische Stabilisierungseinrichtungen vorerwähnter Art dienen dazu1
die nachteiligen Effekte zu eliminieren,welche von zuliegen Winkelbewegungen'denen
Linsensysteme ausgesetzt sind, herrühren.
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Optische Stabiliserungssysteme, welche mit optischen Elementen versehen
sind, die quer zum Lchtweg beweglich sind, sind bekannt. Bei solchen Stabilisierungssystemen
ist dabei im allgemeinen ein optisches Element relativ zu einem zweiten optischen
Element beweglich, sodaß die kombinierte Ablenkung beider Elemente das Licht in
gleicher Richtung entgegengesetzt zu der durch die zufällige Winkelbewegung herbeigeführten
Ablenkung ablenkt Bei den bekannten Stabiliserungseinrichtungen dieser Art sind
mechanisch gehalterte und bewegte Linsenelemente vorgesehen.
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Bei mechanisch gehalterten und bewegten Linsenelementen sind komplex
aufgebaute und unter Ausnützung von Inertialkräften arbeitende Mechanismen'wie z.B.
Kreisel, Kardanaufhängungen u.dgl., erforderlich, um die erwünschte Kompensationsbewegung
der ablenkenden Linsenelemente herbeizuführen. Solche Komplexe, auf der Ausnützung
von Inertialkräften beruhende Mechanismen weisen Bauteile auf, welche nur außerhalb
des optischen Weges des betreffenden Instrumentes mit beträchtlicher Schwierigkeit
aufgebaut werden können. Überdies verursachen diese komplexen, die Intertialkräfte
ausnGtzenden Elemente 1zusammen mit ihren Hilfskraftversorgungen, otoren u.dgl.
eine erhebliche Massen-und Gewichtsvermehrung der Stabilisationslinsen und des ganzen
Gerätes, wodurch deren Anwendungsbereich sehr eingeschränkt ist. Oberdies muß bei
Kreiseln ein& aufwendige und genaue Ausbalanzierung bzw.Auswucht1lng der Rotoren
vorgenommen werten.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfidun,ein möglichst eintan aufgebautes,
betriebssicheres und von vorerwähnten iachv teilen freies Linsensystem eingangs
erwähnter Art zu schaffen.
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Das erfindungsgemäße Linsensystem eingangs erwähnter Art ist dadurch
gekennzeichnet,-daß das System ein Gehäuse aufweist, das mindestens einen Fließweg
umschließt, der mit einer transparenten Flüssigkeit gefüllt ist, über die optische
Achse verläuft und diese in einem gemeinsamen Punkt schneidet, daß das System weiter
mindestens eine Linsenanordnung aufweist, die frei schwimmend in der Flüssigkeit
an diesem gemeinsamen Punkt angeordnet und im Zuge während Winkelbewegungen des
Gehäuses auftretender Flüssigkeitsströmungen beweglich ist, und daß das System eine
Vorspanneinrichtung für die Linsenanordnung aufweistadie deren Ruhelage am erwähnten
gemeinsamen Punkt durch die Flüssigkeit festlegt.
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Die schwimmende Anordnung bzw. Lagerung einer oder mehrerer Linsen
und deren Bewegung quer zu einem optischen Pfad mit Hilfe eines einfachen flüssigkeitsgefüllten
Fließweges ergibt einen sehr einfachen Aufbau des ganzen stabilisierenden Systems.
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Vorteilhaft sieht man dabei einen ins ich geschlossenZFließweg vor.
Ein solcher mit einer transparenten Flüssigkeit gef Ullter Fließweg ist von einem
Gehäuse umgeben. Ein Abschnitt des Fließweges kreuzt die optische Achse eines Linsensystems.
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In diesem Abschnitt ist die Lrnse bzw. die Linsenanordnung schwimmend
angeordnet und kann sich mit der Flüssigket mitbewegen. Das Gehäuse weist vorteilhaft
transparente Wände auf, um den Hindurchtritt von Licht längs der optischen Achse
und durch die schwimmend angeordnete Linsenanordnung zu gestatten.
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Für den Entwurf der optischen Elemente und der .vierwege, sei dabei
auf folgende Gleichung hingewiesen:
In dieser Gleichung bezeichnet: p den Perimeter des Fließweges, A den Bereich der
vom Perimeter des Fließweges in einer Ebene, welche die optische Achse enthält und
sich parallel zur Richtung des Fließweges in jenem Abschnitt,in dem das Linsenelement
angeordnet ist, erstreckt, eingeschlossen wird, al den Bereich des Fließweges in
der Umgebung der schwimmend angeordneten Linse bzw. Linsen1 ausgedrückt als Funktion
jenes Teiles des Perimeters p, über welchen sich-der Abschnitt erstreckt,
a
den Querschnitt des ganzen Fließweges, ausgedrückt als Funktion des Perimeters p,
l/fc die Brechkraft der schwimmend angeordneten Linse bzw.
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Linsen, wobei deren summierte Brennweite in Betracht gezogen ist,
und ist K/ein konstanter Faktor,der den optischen Bauteilen,die der schwimmeniangeordneten
Linse bzw. den schwimmend angeordneten Linsen vorangehen,Rechnung trägt.
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Durch die Flüssigkeit wird eine Bewegung der in der Fltssigkeit schwimmend
angeordneten Linse bzw. Linsen herbeigeführt und solcher Art eine kompensierende
Ablenkung des Lichtes, welches durch das System tritt, erreicht, wodurch der Einfluß
zufälliger Winkelbewegungen des Systems eliminiert wird.
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Es ist ein Vorteil dieses Stabilisierungssystems, daß die schwimmende
Lagerung praktisch keine statische Reibung oder Hafttendenz besitzt und dementsprechend
unmittelbar auch auf kleine,zufällig auftretende Winkelbewegungen des Linsensystems
eine kompensierende Bewegung der schwimmend angeordneten Linse bzw. der schwimmend
angeordneten Linsen, erfolgt.
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Ein weiterer Vorteil des Erfindungsgegenstandes liegt darin, daß die
Flüssigkeit die frei schwimmend angeordnete Linsenanordnung umgibt und stützt, sodaß
das stabiliserende Linsensystem gegenüber praktisch allen Bewegungen außer den pnerGnschten,
zufällig auftretenden Winkelbewegungen,isoliert ist und gegenüber diesen Bewegungen
unempfindlich ist.
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Es ist ein zusätzlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Linsensystems,
daß das schwimmend angeordnete Element mit einem Vorspannkräfte ausübenden Feld
mechanischer oder magnetischer Art gekoppelt werden kann, um absichtlich ausgeführten
Schwenkbewegungen des Stabilisierungssystems Rechnung zu tragen.
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Im Rahmen der Erfindung besteht auch die Möglichkeit, mit dem Gehäuse
ein Linsens-ystem zu verbinden, welches zusammen mit der schwimmend gelagerten Linse
bzw. den schwimmend gelagerten Linsen wirkungsvoll die achsferne Bildfeldwölbung
der beweglichen Linsenelemente beseitigt.
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Vorteilhaft kann man auch eine Mehrzahl flüssigkeitsgefüllter
Fließwege
zur Lagerung der Linsenanordnung lnd um diese relativ zur optischen Achse zu bewegen,
vorsehen, sodaß zufällig auftretende Winkelbewegungen, um die enkrechte-wie um die
Querachse kompensiert werden können.
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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Systems ergibt sich daraus,
daß man den Fließweg der Flüssigkeit vor oder hinter der Lichteintrittsstelle in
das Linsensystem anordnen kann, wobei die Vergrößerung der Linsenanc7rdnuBin Bezug
auf das einfallende Licht umgekehrt werden kann.
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Man kann auch vorteilhaft im Rahmen der Erfindung schwimmend angeordnete
Linsenanordnungen an zwei verschiedenen Stellen längs des optischen Weges vorsehen,die
in einem einzägen flüssigkeitsgefüllten Fließweg schwimmen, wobei diese schwimmenden
Linsenanordnungen relativ zueinander bewegt werden, sodaß sie eine koqiementäre
stabiliserende Lichtablenkung herbeiführen.
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Die Erfindung wird nachstehend,unter Bezugnahme auf die Zeichnung,
in der bevorzugte Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt sind,
weiter erläutert.
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In der Zeichnung zeigt Fig. la eine erste Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
in einem parallel zur optischen Achse geführten Längsschnitt, bei welcher Ausführungsform
ein, zwei einander durchsetzende flüssigkeitsgefüllte Fließwege von einem Gehäuse
umgeben sind, wobei am gemeinsamen Schnittpunkt der Fließwege frei schwimmend Linsenelemente
angeordnet sind, Fig. Ib in vergrößertem Maßstab die in der Umgebung der Linsenelemente
gelegene Zone der in Fig. la dargestellten Ausfthrungsform, Fig. 2 eine der Fig.
la ähnliche Darstellung, wobei das stabilisierende Linsensystem um die ursprüngliche
optische Achse verschwenkt ist, wie dies im Zuge einer zufällig auftretenden Winkelbewegung
eintreten kann, wobei die schwimmend angeordneten optischen Elemente durch die im
System befindliche Flüssigkeit gegenüber der optischen Achse versetzt sind, und
Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie 3-3 von Fig. la,in welchem die Durchgänge im
Gehallse durch welche die Flüssigkeit in einzelnen FlieSwac=,eal strömt, ersichtlich
sind; Fig. 4a zeigt ein anderes Ausfühiuigsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
in
Seitenansicht und teilweise im Schnitt, wobei beweglich angeordnete Linsenelemente
vorgesehen sind, deren Brechkraft jener der Linsenelemente des Ausführungsbeispiel
nach Figs la aus entgegengesetzt ist, wobei diese Linsenelemente/gegenüberliegenden
Ende des flüssigkeitsgefüllten Fließweges im Wege des konvergenten und fokussierenden
Lichtes angeordnet sind, Fig. 4b einen Schnitt in vergrößertem Maßstab der in der
Umgebung der schwimmend angeordneten Linsenelemente gelegenen Zone der Ausführungsform
nach Fig. 4a, Fig. 5 gleichfalls im Schnitt und im vergrößertem Maßstab die in der
Umgebung der schwimmend angeordneten Linsen des Ausführungsbeispiels nach Fig. 4a
liegende Zone, wobei das ganze System gegenüber der ursprünglichen Achse verschwenkt
ist, wie dies im Zuge einer zufälligen Winkelbewegung auftreten kann, wdbei die
schwimmend angeordneten optischen Elemente durch die Flüssigkeit unter die optische
-ne Achse versetzt sind und Fig. 6 eine auseinandergezoge/ Schematische Dar stellung
des Bildfeldes der stabiliserenden Linsenelemente gemäß Fig. 5, wobei die Korrektur
der Bildfeldwölbung im achsfernen Bereich, die beim Erfindungsgegenstand erzielbar
ist, verdeutlicht ist; Fig,7a zeigt eine weitere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes,
die mit einem Paar beweglicher schwimmend angeordneter optischer Elemente versehen
ist, welche aneinander gegenüberliegenden Stellen eines flüssigkeitsgefüllten Fließweges
angeordnet sind und von diesem bewegt werden, um eine komplementäre stabilisierende
Ablenkung des k ollimierten Lichtes herbeizuführen, Fig. 7b einen Schnitt gemäß
der Linie 7b-7b in Fig.7a/in welchem eine Befestigung der beweglichen optischen
Elemente mittels unter magnetischer Vorvorgesehen ist.
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spannung stehenden Drihten/und Fig. 8 eine Schnittdarstellung einer
Ausführungsform des Lrfindungsgegenstandes,bei der keine Konditionierungslinsen
vorgesehen sind.
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Bei dem in den Fig. la, ib und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist ein Gehäuse A vorgesehen, welches eine Flüssigkeit B umschließt in der Linsenelernente
C schwimmend Ringe ordnet sind. Die Linsen oder Linsenelemente C befinden sich dabei
im Gehäuseteil D des Gehäuses A, wobei der Gehäusteil D die Bewegungsmöglichkeit
der Linsen C innerhalb des Gehäuses A in gewissen vorbestimmten Grenzen hält. Beim
vorliegenden Ausbeispiel
ist der Gehäuseteil D mit Seitenwänden
versehen welche durch Konditionierungslinsen E gebildet sind, welche Linsen E dazu
dienen, das Licht F,welches durch das Linsensystem stabilisiert wird, zu zollimieren.
Eine magnetische Vorspannung,welche durch Magnete G herbeigeführt wird, dient dazu
die schwimmend gelagerten Linsenelemente C in einer neutralen Lage innerhalb des
zur Anordnung der Linsen vorgesehenen Gehäuseteils D zu halten, wobei diese Vorspannung
gleichzeitig beabsichtigte Schwenkbewegungen des Linsensystems vorzunehmen gestattet.
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Das hier in Rede stehende Linsensystem ist dazu vorgesehen an Kam
eraobjektiven, Fernrohren o.dgl.,welche in der Zeichnung nicht näher dargestellt
sindbefestigt zu werden, um das einfallende Licht gegen zufällig auftretende Winkelbewegungen
zu stabilisieren. Wenn das Linsensystem eine Winkelbewegung erfährt, egal ob es
sich dabei um eine Bewegung um die lotrechte-oder um die Querachse handelt, bewirkt
das Moment der Flüssigkeit B , daß die schwimmend angeordneten Linsen C aus ihrer
gegenüber den Konditionierungslinsen E koaxialen Lage versetzt werden. Die optische
Ablenkung der Linsen C bewirkt dann eine optische Ablenkung des einfallenden Lichteidie
im wesentlichen jenerAblenkung'die von der zufälligen Winkelbewegung herrührt, der
Größe nach gleich und der Richtung nach entgegengesetzt ist, wodurch eine Stabiliserungswirkung
entsteht.
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Das Gehäuse A,das in der Zeichnung dargestellt ist, hat einen kreisförmigen
Querschnitt und besitzt eine zylindrische Außen wand 14 und eine dazu konzentrische,
zylindrische Innenwand 15.
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Die Wand 14 ist an ihrer den Linsenelementen C abgewandten Seite mit
einem kreisförmigen und transparenten Wandteil 16 verschlossen. In ähnlicher Weise
ist auch die Wand 15 auf ihrer den Linsenelementen C abgewandten Seite mit einem
kreisförmigen und transparenten Wandteil 17 abgeschlossen. Die Wände 14 und 15 und
die ilin(lteile 16 und 17 umschließen einen zur Aufnahme zur Flüssigkeit B bestimmten
Raum, in dem ein geschlossener Fließweg rund um eine innere Tasche 19 vorlIegt,
welche Tasche vom Wandteil den die Linsen umgebenden Gehäuseteil D und dem Inneren
der tnnenwand-15 umgeben ist. Die transparenten Wandteile
16 und
17 gestatten, d cß das einfallende Licht F durch die Flüssigkeit im Gehäuse A zu
den stabilisierenden Linsenelementen C gelangt. Im allgemeinenwird das ganze Gehäuse
A aus transparente Materiallwie klarem Kunststoff o.dgl., bestehen.
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Bei dem in den Fig, la, 1b und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel
sind zwischen den konzentrisch zueinander angeordneten Wänden 14 und 15 vier Trennwände
20 angeordnet.Die der Trennwände 20 beginnen in der Nähe/durch den transparenten
Wandteil 17 gelegte Ebene und- führen im Gehäuse nach vorne in Richtung zum Gehäuseteil
Dlsin dem die Linsen angeordnet sind, wobei sie an der vorderen Wand 25 des Linsengehäuses
enden.
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Die so gebildeten Durchgänge, welche im Abstand von der Achse 30 liegen,
sind um 900 gegeneinander versetzt. Es liegen dabei zwei von einander durch diese
Trennwände getrennte Fließwege 22 und 23 vor. Diese Fließwege sind ins ich geschlossen
und ihre Achsen schneiden sich im wesentlichen orthogonal der Linsenanordnung im
Bereich des zur Aufnahmervorgesehenen Gehäuseteils D, wo dieseAchsen auch normal
zur optischen Achse 30 verlaufen.
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Die Flüssigkeit B ist-eine transparente Flüssigkeit, welche aus Glycerin,
Alkohol, Wasser o.dgl. besteht. Durch diese Flüssigkeit kann Licht hindurchfallen
und diese Flüssigkeit weist auch eine verhältnismäßig geringe Viskosität auf, was
das Entstehen einer Strömung zum Herbeiführen einer Kommen sationsbewegung der schwimmend
angeordneten Linsenelemente C innerhalb des Gehäuses A bewirkt. Vorzugsweise ist
dabei das Material für die transparenten Teile des Gehäuses für die Linsenelemente
und für die Flüssigkeit so gewählt, daß die einzelnen Brechungsindizes ein Minimum
an chromatischer Aberration bewirken. Durch entsprechende Wahl der Viskosität der
Flüssigkeit kann auch eine optimale Dämpfung des Systems herbeigeführt werden.
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Die schwimmend angeordneten Linsenelemente C befinden sich in dem
für die Unterbringung dieser Linsen vorgesehenen Gehäuseteil D. Die einzelnen Linsenelemente
32 und 33 bestehen dabei je aus transparentem,optischem Material wie z.B. Kurlststofi,
Glas o.dgl. unter weisen je eine Konkavseite auf, welche einander
zugewandt
sind. Diese beiden Linsen haben hinsichtlich des Lichtes F eine zerstreuende Wirkung.
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Die Linsenelemente C können zwei oder auch mehr Linsen in Kombination
enthalten. Man kann aber auch ein Linsenelement C mit nur einer einz gen Linse ausbilden
und es ist nur Bedingung, das die Brechkraft der Linse bzw. der Linsen den noch
nachstehend anzuführenden Bedingungen genügt. Die Linsen 32 und 33 sind in einen
Ring 35 eingeklebt oder anderwertig in diesem befestigt. Der Ring 35 ist beim dargestellten
Ausführungsbeispiel mit T-förmigen Querschnitt ausgebildet und besteht im allgmeinen
aus einem magnetischen Material.
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Diese T-Form ergibt auch für jede Linse eine Stützfläche 36 auf der
die betreffende Linse befestigt ist. Rings um den Ring 35 befindet sich ein Schwimmring
38 der mit einer oder mehreren Taschen 39 versehen ist, sodaß am Linsenelement C
Masse hinzugefügt oder weggenommen werden kann, um ein freies Schwimmen in der Trägerflüssigkeit
zu erhalten.
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Der Innenraum des Linsenelementes C zwischen den Linsen 32 und 33
kann mit einer transparenten Flüssigkeit gefüllt werden. Wenn dabei der zwischen
den Linsen vorliegende Abstand eine ins Gewicht fallende Größe aufweist, kann es
wünschenswert sein, diesen Bereich mit einer transparenten Flüssigkeit, die der
Flüssigkeit B ähnlich ist, zu füllen. Dieser Zwischenraum kann aber auch mit einem
transparenten Material ausgefüllt werden, oder man kann an dieser Stelle Vakuum
vorsehen.
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Vorwzugsweise sieht man vor, daß bei den Linsenelementen C der' Schwerpunkt
und der Mittelpunkt des Auftriebes zusammenfallen. Dieses Zusammenfallen wirkt Taumelbewegungen
der schwimmeningecl3neten Elemente oder Schwenkbewegungen in der Flüssigkeit B ert-gegen,
wenn das Linsensystem verschwenkt wird, An der vorderen C hausewand 25 ist eine
erste Konditionierungslinse 41 angebracht. In ähnlicher Weise ist an rückwärtigen
Gehäusewand r sind zweite Konditionierungslinse 40 angebracht.
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Diese Linsen treí^en zur Kompensation der Feldschrägstellung des Stabilisielnunjssystems
bei und bewirken auch ein Zerstreuen und Sammeln des Lichtes von seinem Kollimierten
Zustand in dem es einfällt und ausgesandt wird. Weiters bewirken diese
Linsen'wie
noch näher im Zusammenhang mit der Beschreibung der Fig. 6 erörtert werden wird,
eine Kompensation der Bildfeldkrümmung des stabilisierenden Linsensystems hier in
Rede stehender Art, im achsfernen Bereich.
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Die Linsen 40 und 41 sind den Linsen 32 und 33 des schwimmend angeordneten
Linsenelementes C überlagert. Gleichzeitig bilden die Linsen 40 und 41 transparente
Seitenwände des Gehäuses A. Bei dieser Ausbildung bilden dabei diese Linsen einen
integralen Bestandteil des zur Anordnung der schwimmenden Linsen vorgesehenen Gehäuseteils
D. Man kann aber auch die Seitenwände des Gehäuses A im wesentlichen eben und tranparent
ausbilden und vom Gehäuse getrennte Linsen vorsehen, welche dem Licht die gewünschte
Form eines divergenten oder konvergenten kollimierten Bündels erteilen.
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Die Linsenelemente C werden durch ein, eine Vorspannung ergebendes
nagnetisches Feld in einer Neutrallage erhalten.
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Dieses Feld wird durch äußere magnetische Ringe 44 und 45 gebildet,
welche an der vorderen Gehäusewand 25 und an der hinteren Gehäusewand 26 befestigt.sind.
Die Ringe 44 und 45 weisen einen Gesamtdurchmesser auf,der hinreichend groß ist,
um die Linsenelemente C und E zur Gänze zu umgeben und einen Durchgang für das Lichtbündel
F zu bilden. Das Gegenstück zu den Ringen 44 und 45 ist durch den magentischen Ring
35 gebildet, der einen Teil des schwimmend angeordneten Linsenelementes C bildet.
Liegt keine Winkelbewegung vor, wird der Ring 35 durch die anziehenden Magnetfelder
der Ringe 44 und 45 angezogen und die Linsenelemente C werden durch die Flüssigkeit
zu einer Neutrallage im Inneren des Gehäuses A bewegt.
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Es tritt dabei eine parallel zur optischen Achse 30 gerichtete Bewegung
der schwimmend angeordneten Linsenelemente C auf. Im all;gemeinen wird dabei das
eine Vorspannkraft liefernde Magnetfeld die schwimmende angeordneten Linsenelemente
in den Bereich der Vorderwand 25 oder in den Bereich der Hinterwand 26 ziehen. Es
wurde festgestellt, das diese Bewegung einen geringen Oberllleseinfluß auf die Vergrößerung
des stabilisierenden Linsensystems besitzt.
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Der Bewegungsbereich der Linsenelemente C ist ferner durch die
Trennwände
20, welche sich über das Ende des zur Aufnahme der schwimmend angeordneten Linsen
vorgesehenen Gehäuseteils D erstrecken, begrenzt. Mit diesen Trennwänden, welche
über den Zwischenraum zwischen der vorderen Gehasewand 25 und der hinteren Gehäusewand
26 führen, kommen die Linsenelemente C in Berührung, wenn sie aus dem Gehäusebereich
D der zur Aufnahme der schwimmend angeordneten Linsen vorgesehen ist, hinaustreten.
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Es sei erwähnt, daß der Fließweg bzw. die Fließwege die im Inneren
des Gehäuses A vorliegen an jenen Stellen, an denen die Wandteile verbunden sind,
abgerundete Ecken aufweisen.
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Dieses Abrunden der Ecken verhütet eine turbulente Strömung der Flüssigkeit
B und führt die bevorzugte und in ihren Eigenschaften vorhersehbare laminare Strömung
der Flüs-sigkeit herbei, im Zuge welcher die Kompensationsbewegung der Linsenelemente
C, quer zur optischen Achse des Linsensystems, au sgeführt wird.
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Es sei nun unter Bezugnahme auf Fig. 2 die Arbeitsweise des hier in
Rede Linsensystems erörtert. Sobald das Gehäuse um einen Winkel 0 verschwenkt wird,
soll eine Ablenkung des Lichtes mittels der Linsenelemete C eintreten, welche der
Größe nach gleich und der Richtung nach entgegengesetzt zur Winkelablenkung des
Gehäuses ist. Dementsprechend ist es notwendig, daß die optische Ablenkung der Linsenelemente
C und die von der Flüssigkeit herbeigeführte Ablenkung der Linsenelemente C, entsprechend
der folgenden Beziehung, ausgeglichen sind:
Die einzelnen Größen dieser Beziehung sind: p ist der Perimeter des Fliesweges;
A ist die Projektion des vom Perimeter des Fließweges eingeschlossenen Bereiches
auf eine Ebene, welche die optische Achse enthält und sich parallel zur Richtung
des Flüssigkeitsflusses in jenem Abschnitt, in dem das Linse -element
angeordnet
ist, erstreckt; al ist der Bereich des Fließweges in der Nähe der schwimmend angeordneten
Linse bzw. Linsen£ ausgedrückt, als Funktion jenes Teiles des Perimetes p über welchen
sich der Abschnitt erstreckt; ist der Querschnitt des ganzen Fließweges ausgedrückt
als Funktion des Perimeters p; /fc ist die gesamte Brechkraft der beweglichen optischen
Elemente, welche entsprechend der Formel 1 = 1 + 1 fc f1 f2 zusammengesetzt ist,
wobei f1 die Brennweite des ersten Elementes 32 und f2 die Brennweite des zweiten
Elementes 33 ist, und K ist der konnte Faktor der allen optischen Elementen die
den beweglichen optischen Element bzw. Elementen vorangesetzt sind, Rechnung trägt.
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Nachblgende Tabelle von Parame tern enthält eine Reihe von Werten,
welche mittleren, niederen und hohen Bereichen entsprechen und welche die vorstehend
angeführte Beziehung erfüllen.
| Mittlere Tiefe Mittlere Weite Querschnitt Querschnitt fc A |
| des Fließweges des Fliesweges der Linsen- im übrigen |
| seit-e Zweig |
| (Funktion (Funktion |
| von a1) von ap) |
| 1 1/4 1/4 1/2 1 |
| 1/4 1/2 4/5 1 |
| 1/4 1/4 2/3 2 |
| 1 2 |
| 1/4 1/2 1 2 |
| l/4 l/4 2/3 2 |
| 2 1/4 1/4 2/3 2 |
| 1/4 1/2 8/7 2 |
Einheiten Größenangaben in der Tabelle in beliebigeni K ist als 1 angenommen.
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Eine Analyse der Linsenbewegung ergibt verschiedene Aufschlüsse. Erstens
ist es vorzuziehen,daR die Weite des Fließweges ungefähr gleich seiner Länge ist,
und daß der Fließweg parallel zur Achse 30 entweder eine quadratische oder eine
kreisförmige Gestalt aufweist. Aus obiger Beziehung ergibt sich auch, daß,wenn man
bei Vergrößerungen des Fließweges entweder die gesamte Weite des Fließweges gegenüber
seiner Länge vergrößert, oder die gesamte Länge des Fließweges gegenüber seiner
Weite vergrößert, solche Vergrößerungen in zunehmenden Maße kleinereZunahmen der
FlüssigkeiW-und Linsenbewegung nacch ziehen.
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Zweitens ergibt s-ich, daß es vorteilhaft ist, den Querschnitt des
Fließweges in der Nähe der schwimmend angeordneten-Linse, zu vermindern. Diese Verminderung
des Querschnittes führt eine Vergrößerung der Bewegung der schwimmend angeordneten
Linsenelemente C für kleine Winkelbewegungen des Gehäuses A herbei.
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Diese Vergrößerung rührt daher, daß die außerhalb des zur Aufnahm
der schwimmend angeordneten Linsen dienen es Gehäusebereich/D befindliche Flüssigkeitsmasse
des Fließweges die verhältnismäßig kleine Flüssigkeitsmasse im Gehäusebereich D
in Bewegung versetzt. So ergibt sich z.B., wenn der Querschnitt des Fließweges in
der Nähe des- zur Aufnahe der Linsen vorgesehenen Gehäusebereiches D über ein Viertel
der Länge des Fließweges die Hälfte des Querschnittes der übrigen Teile des Fließweges
ist, eine Vergrößerung und Verstärkung der Linsenbewegung, welche bei einer Winkelbewegung
des Gehäuses stattfindet1 auf ungefähr das 8/5-fache gegenüber jenem Fallsin dem
der Querschnitt des Fließweges über seine ganze Längenerstreckung konstant ist.
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Es sei erwähnt, daß in der USA-Patentschrift 3 473 861 zarge' legt
ist, daß die optische Stabilisierung,die für die Herstellung von Bildern mittels
fotographischer Apparate geeignet ist, von einer in Verbindung mit optischen Direktbetrachtungsgeräten,
wie Feldstechern u. dgl. anzuwendenden Stabilisterung verschieden ist. Be-i einer
für fotEraphische Apparate geeigneten Stabiliserung, für welche die oben angeführte
Beziehung abgeleitet wurde, ist es notwendig, daß das Licht vom Stabilisator des
optischen Systems parallel zur
Achse 30 verläuft. Bei einer für
optische DirektbetracH"ingsgeräte vorgesehenenStabilsierung ist es hingegen notwendig,
daß der Zentralstrahl vom gewünschten Gesichtsfeld parallel zum einfallenden Lentrclstrahl
austritt. Für optische Direktbetrach )ungsgeräte muß die Bewegungsgleichung für
das optische System, gemäß der vorliegenden Erfindung, wie folgt modifiziert werden:
In dieser Beziehung ist M die Überallesvergrößerung des optischen Systems, mit welchen
der Stabilisator verbunden werden soll, wobei das + für invertierende optische Systeme
gilt, und das - für Systeme mit Aufrecht stellung der Abbildung.
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Hinsichtlich des in den Fig. la und Ib dargestellten Ausführungsbeispiels
kann erwähnt werden, daß die Linsen, durch welche das Lichtbündel F hindurchtritt,
eine positive Brechkraft l/fc aufweisen. Weiter kann erwähnt werden, daß bei diesem
Ausführungsbeispiel der flüssigkeitsgefüllte Fließweg, welcher die Linsenbewegung
herbeiführt, zwischen den Linsenelementen C und dem einfallenden Licht verläuft.
Bei der praktischen Realisierung der vorliegenden Erfindung, kann man dadurch, daß
man die Brechkraft l/fc negativ macht und den flüssigkeitsgefüllten Fließweg hinter
den Linsenelementen C vorbeiführt, die gleiche optische Stabilisierung herbeiführen.
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Eine Ausführungsbeispiel bei dem eine derartige negative Vergrößerung
und eine solche Umkehr des Flüssigkeitsflusses vorliegt, ist in den Fig. 4a, 4b
und 5 dargestellt, wobei dieses Ausführungsbeispiel zur Stabilisation konvergierenden
Lichtes vorgesehen ist.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 4a und 4b, ist ein Gehäuse
A mit einer darin befindlichen Flüssigkeit B vorgesehen, welches im Wesentlichen
mit dem in den Fig. la bis 3 dargestellten, identisch ist. Bei dem in den Fig. 4a
und 4b dargestellten Stabilisator passiert das Licht zunächst die Stabilisierungselemente
C, und danach den übrigen Teil der im Fließweg enthaltenen Flüssigkeit B. Es sei
dabei erwähnt, daß bei diesem
Beispiel die Brechkräfte der Linsen
umgekehrt wie beim Beispiel gemäß den Fig. la bis 3 gewählt sind.
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Die Linsenelemente C sind zwei Plankonvexlinsen 52 und 53 deren Konvexflächen
einander zugewandt sind. Diese Linsen sind auf einen Ring 35, ähnlich wie dies beim
Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. l und 3 der Fall ist, befestigt. Die ebene Oberfläche
jeder Linse ist der Flüssigkeit B zugewandt.
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Der zur Aufnahme vorerwähnter Linsen vorgesehene Gehäuseteil D weist
Seitenwände auf, welche durch zwei Plankonkavlinsen 54 und 55 gebildet sind. Die
Linsen 54 und 55 sind an Wänden 25 und 26 des Gehäuses A angebracht. Es sind dabei
die ebenen Flächen dieser Linsen der Flüssigkeit B-zugewandt.
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Dadurch, daß die ebenen Flächen der Linsen 52, 53, 54 und 55 der Flüssigkeit
B zugewandt sind, ist der Querschnitt des Fließweges in dem zur Aufnahme der Linsen
vorgesehenen Gehäuseteil D konstant gehalten. Dieser konstante Querschnitt ergibt
eine gleichförmige und lineare Bewegung der Linsenelemente C im Gehäuse A, die direkt
proportional zu stattfindenden Winkelbewegungen des Stabilisators ist.
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Unter Bezugnahme auf Fig. 5 sei nun die Arbeitsweise des Linsensystems
erörtert. Es sei dabei angenommen, daß das Gehäuse um einen Winkel 0 verschwenkt
wird, und die Linsenelemente C sich quer zur optischen Achse 30 relativ zu den Konditionierungslinsen
E verschieben. Die relativ zueinander erfolgende Bewegung der Linsen elemente C
und E lenkt dabei das Licht, welches durch den Stabilisator hindurchtritt in gleichem
Ausmaß und entgegengesetzter Richtung zu jener Ablenkung ab, die von der Winkelbewegung
verursacht wird, vorausgesetzt, daß das aus dem flüssigkeitsgefüllten Fließweg und
der Optik gebildete System der folgenden Beziehung entspricht:
In dieser Beziehung ist d der Abstand zwischen dem stabiliserenden Element und der
Brennpunktebene der Fokussierungslinse 50 und Fobj ist die Brennweite der Fokussierungslinse
F.
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d Es ergibt sich das der Ausdruck ( F ) dem konstanten Faktor obj
der weiter oben angeführten Beziehung entspricht, für den Fachmann ist dabei klar,
daß andere Optiken, die der Linse vorgesetzt sind andere Konstanten ergeben, wobei
die; Variablen dieser Beziehung unverändert bleiben. Bei afokalen optischen Systemen
variiert z.B. die Konstante entsprechend der Vergrößerung.
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Verglichen mit der Bewegung der Linsenelemente C,die in Fig. 3 dargestellt
i,st, ist zu erwähnen, daß die Linsenelemente C nach des Beispiels'Fig. 5 in entgegengesetzEr
Richtung bewegt werden.
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Diese entgegengesetzt gerichtete Bewegung ergibt sich daraus, daß
der flüssigkeitsgefüllte Fließweg in Bezug auf das eintretende Licht F hinter den
Stabiliserungselementen C verläuft.
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Es sei erwähnt, daß der'Stabilisator hier konvergentes und fokussierendes
Licht stabilisiert. Der hier dargestellte Stabilisator kann ebenso gut bei divergentem
Licht benutzt werden.
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Es wurde festgestellt, daß, wenn der Stabilisator bei konvergentem
Licht arbeitet1 eine größere Ablenkung der konvergenten Strahlen erforderlich ist,
um die Stabilisation auszuführen.
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Umgekehrt ist, wenn der Stabilisator bei divergentem Licht arbeitet,
eine geringere Ablenkung der divergierenden Strahlen notwendig, um die Stabilisation
zu bewirken.
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Der erfindungsgemäße Stabilisator hat den zusätzlichen Vorteil, daß
eine Wölbung des Bildfeldes, wenn die Linsenelemente C gegenüber den Konditionierungslinsen
E aus der Achse versetzt sind, vermieden wird. Eine solche Korrektur der Wölbung
des Bildfeldes wird dadurcierhalten,daß man zusammenfallende Brennpunkt ebenen für
die benachbarten Linsen der Linsenelemente C und E wählt. In typischen Fällen werden
dabei für die Linse 54 der Konditionierungslinsen E und die Linse 52 der Linsenlementen
C zusammenfallende Brennpunktebenen gewählt. In gleicher Weise werden für die Linse
53 der Linsenelemente C und die Linse 55 der Konditionierungslinsen E zusammenfallende
Brennpunktebenen gewählt. Dieser Feldkompensationseffekt ist am Besten aus der auseinandergezogenen
shematischen Darstellung der Linsenelerrente C und der Konditionierungselemente
E in Fig. 6 ersichtlich.
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Bei der Anordnung nach Fig. 6 ist eine plankonkave Linse 54 die den
Konditionierungslinsen E angehöhrt, dargestellt, welche eine
Brennfläche
64 besitzt. Weiter ist eine Plankonvexlinse 52 der Linsenelemente C dargestellt,
deren Brennpunktfläche mit 62 bezeichnet ist. Diese Brennpunktflächen sind so gewählt,
daß sie übereinander liegen, wenn die Linsenelemente C und die Konditionierungslinsen
E sich in der neutralenkoaxialen Stellung in Bezug aufeinander befinden. Wenn jedoch
die Linsenelemente C gegenüber den Kondiiiionierungslinsen E eine exzentrische Stellung
einnehmen, wird die Linse 52 gegenüber der Linse 54 exzentrisch.
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Die betreffenden Felder 64 und 62 fallen dann nicht mehr länger zusammen,
sondern durchsetzen einander längs der Schnittlinie ihrer in Fig. 6 dargestellten
gekrümmten Felder.
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Ebenso ist auch die plankonvexe Linse 53 der Linsenelemente C dargestellt,
welche eine korrespondierende Brennpunktfläche 63 besitzt. Desgleichen ist die plankonkave
Linse 55 der Konditionierungslinsen E dargestellt, welche eine Brennpunktsfläche
65 aufweist Diese Brennpunktsflächen sind so gewählt, daß sie übereinander liegentwenn
die Linsenelemente C und die Feldlinsen E in Bezug aufeinander in der neutralen
Lage sind. Wenn jedoch die Linsenelemente C sich aufs der Achse hinsichtlich der
Konditionierungslinsen E entfernen,gelangt die Linse 53 in eine gegenüber der Linse
55 exzentrische Position. Es fallen dann die Brennpunktsflächen 63 und 65 nicht
mehr länger zusammen und durchsetzen einander längs der Schnittlinie ihrer gekrümmten
Felder wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. Wenn man annimmt, daß das kollimierte
Licht F1 unter einem Winkel durch das Linsensystem fällt,der~gegenüber der optischen
Achse 30 geneigt ist (von links unten nach rechts oben, wie dies in Fig. 6 dargestellt
ist) ergibt sich, daß die Linsen 54 und 52 zusammenarbeiten um solches Licht zu
zerstreuens Kollimiertes Licht, das in der in Fig. 6 mit f1 bezeichneten Richtung
auf die Linse 54 fällt, wird dort zerstreut. In ähnlicher Weise wir;pdieses Licht,
wenn es auf die Linse 52 fällt, gesammelt. Da jedoch die Brennpunktebene 64 der
Linse 54 vor der Brennpunktebene 62 der Linse 52 liegt, überwiegt die divergierende
Eigenschaft der Linse 54 und das zwischen den Linsen 52 und 53 passierende Licht
divergiert.
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Die Linsenfolge und die Brennpunktflächen der Linsen 53 und 55 erteilen
dem divergierenden Licht, welches längs des WegesF passiertl einen Konvergenzeffekt,
welcher der Größe nach ungefähr
gleich, aber von entgegengesetzter
Richtung, wie jener von den Linsen 54 und 52 hervorgerufene Effekt ist. Dieser Konvergenzeffekt
sammelt das Licht und führt es im Wesentlichen in den kollimierten Zustand zurück.
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Wenn man annimmt,da das Licht, welches zwischen den Linsen 52 und
53 divergiertl durch die Linse 53 längs|des Lichtweges F1 hindurchfällt, ergibt
sich, das die Linsen 53 und 55 in Zusammenarbeit eine Konvergenz dieses Lichtes
herbeiführen.
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Das Einfallen des divergierenden Lichtes längs des Weges Fl in die
Linse 53 bewirkt eine Konvergenz dieses Lichtes. Ähnlich bewirkt auch das Einfallen
dieses Lichtes in die Linse 55 ein divergieren desselben. Da jedoch die Brennpunktsfläche
63 der Linse 53 vor der Brennpunktsflache 65 der Linse 55 liegt, überwieg die konvergierende
Eigenschaft der Linse 53 und das Licht wird kollimiert.
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des Eine Analyse/kollimiertèn Lichtes, welches längs des Lichtweges
F2 hindurchtritt ergibt ähnliche Resultate, mit der Ausnahme, daß das Licht zwischen
den Linsen 52 und 53 konvergiert wird und danach durch die Linsen 53 und 55 divergiert
wird. Das Einfallen kollimierten Lichtes längs des Lichtweges F2 in die Linse 54
bewirkt,daß dieses Licht zerstreut wird, Im Gegensatz dazu, bewirkt das Einfallen
des Lichtes in die Linse 52, daß das Licht konvergiert wird. Da jedoch die Brennpunktsfläche
64 der Linse 54 hinter der Brennpunktsfläche 62 der Linse 52 liegt, überwiegt die
konvergierende Eigenschaft der Linse 52 und das zwischen den Linsen 52 und 53 verlaufende
Licht ist konvergent.
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Die Aufeinanderfolge der Linsen und der Brennpunkt ebenen der Linsen
53 und 55 übt am konvergierenden Licht, welches längs des Lichtweges F2 zwischen
den Linsen 52 und 53 verläuft einen divergierenden Effekt aus, welcher ungefähr
gleich und der Richtung nach entgegengesetzt jenem Effekt ist, der durch die Linsen
54 und 52 herbeigeführt wird.
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Wenn man annimmt,daß das konvergente Licht zwischen den Linsen 52
und 53 die Linse 53 längs des Lichtweges F2 passiert, ergibt sich, das die Linsen
53 und 55 dahingehend zusammenarbeiten, daß dieses Licht konvergiert wird. Da die
Brennpunktsfläche 63
der Linse 53 hinter der Brennpunktsfläche
65 der Linse 55 liegt, überwiegt die divergierende Eigenschaft der Linse 53 wird
und das Licht/erneut kollimiert.
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Es ist auch möglich einen erfindungsgemäßen Stabilisator zu bauen,
welcher zwei bewegliche Elemente aufweist, wobei jedes Element dazu dient, einen
Teil der Ablenkung, welche durch eine zufällige Winkelbewegung herbeigeführt wird,
zu korrigieren. Eine Ausführungsform einer solchen optischen Stabilisierungseinrichtung
mit zwei beweglichen Elementen ist in den Fig. 7a und 7b dargestellt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.7a ist ein Gehäuse A vorgesehen,
das eine Flüssigkeit B umschließt, in der Linsenelemente C1 und C2 schwimmend angeordnet
sind. Die Linsenelemente C1 befinden sich in der Gehäusezone D1 im Weg des einfallenden
Lichtes F. Die Linsenelemente C2 befinden sind in der Gehäusezone D2 im Weg des
Lichtes F nach dem dieses durch die Linsenelemente C1 abgelenkt wurde. Die Elemente
Cl und C2 sind in der gleichen Flüssigkeit B im Gehäuse A schwimmend angeordnet.
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Die Linsenelemente C1 sind hinsichtlich ihrer Konfiguration jenen
Linsenelementen,welche bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 4a und 4b vorgesehen
sind, identisch ausgebildet.
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Bei den typischen Ausführungebeispiel ist dabei ein Ring 70 vorgesehen1
an dem zwei plankonvexe Linsen 71 und 72 befestigt sind. Die Konditionierungslinsen
E weisen zwei plankonkave Linsen 73 und 74 auf. Wenn das Gehäuse A verschwenkt wird
tritt eine Bewegung der L,insenelemente Cl auf, in einer Weise, weiche genau jener
entspricht, die welche in Fig. 5 dargestellt ist.
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Die Linsenelemente C2 haben eine Konfiguration, die den Linsen, wie
sie bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 4a und 4b vorgesehen sind, entgegengesetzt
ist und entsprechen hinsichtlich ihrer Brechkraft den Linsen1 die bei der Ausführungsform
gemäß den Fig. la bis 3 angeordnet sind. Bei einem typischen Ausführungsbeispiel
ist ein Ring 80 vorgesehen1 an dem zwei plankonkave Linsen 81 und 82 befestigt sind.
Die Konditionierungslinsen E weisen- zwei plankonvexe Linsen 73 und 74 auf. Wird
das Gehäuse A verschwenkt 1tritt ein Bewegung der Linsenelemente C2 in einer Weise,
die jener, die in Fig. 2 dargestellt ist,
analog ist.
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Es sei erwähnt,daß1 ähnlich wie bei der Anordnung der Linsen gemäß
den Fig. 4a, 4b und 5,alle ebenen Flächen der Linsen der Flüssigkeit zugewandt sind.
Hiedurch wird der mit Flüssigkeit gefüllte Fließweg auf konstantem Querschnitt gehalten
und es Bewegung ergibt sich eine lineare/der Linsenelemente C1 und C2 gegenüber
den sie umgebenden Gehäuseteilen D1 und D2, welche der Winkelbewegung des Gehäuses
A direkt proportional ist.
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Eine zusammenwirkende Ablenkung des durch das Stabilisierungssystem
fallenden Lichtes durch die Linsenelemente C1 und C 2C kann durch eine Ausbildung
des Fließweges und der schwimmend angeordneten Linsenelemente gemäß nachfolgender
Beziehung erzielt werden:
In dieser Beziehung ist: 1/fc1 die kombinierte Brechkraft der Linsenelemente C1,
1/fc2 die kombinierte Brechkraft der Linsenelemente C2 2' all der Querschnitt des
Fließweges in der Nähe der Linsenelemente Cl, a12 der Querschnitt des Fließweges
in der Nähe der Linsenelemente C2, K1 ein konstanter Faktor1 der optischen Elementen,
welche den ersten beweglichen Linsenelementen vorgeordnet sind, Rechnung trägt und
allen K2 ein konstanter Faktor der, optischen Elementen die den zweiten beweglichen
Linsenelementen vorgeordnet sind, Rechnung trägt.
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In nachstehender Tabelle sind die Werte einer Reihe von Parametern,
die mittleren, niederen und hohen Bereichen entsprechen und welche die vorstehende
Beziehung erfüllenlangeführt.
| Mittlere Tiefe Mittlere Weite Querschnitt Querschnitt fel=fc2
A |
| des FließweOes des Fließweges der Linsen -im übrigen |
| seite Zweig |
| (Funktion (Funktion |
| von a1) ap) |
| 1/4 1/4 1 1 |
| 1/4 1/2 4/3 1 |
| 1/4 1/4 4/3 2 |
| 1 1/4 1/4 4/3 2 |
| 1/4 1/2 2 2 |
Größenangabenin beliebigen Einheiten Kl und K2 sind mit 1 angenommen.
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Das Vorsehen zweier Linsenelemente Cl und C2 in einem einzigen flüssigkeitsgefüllten
Fließweg ergibt zusätzliche Vorteile hinsichtlich des Temperaturverhaltens der Anordnung.
Im allgmeinen werden stabilisierende Linsensysteme hier in Rede stehender Art unter
Bedingungen, bei denen Temperaturschwankungen und damit auch Schwankungen der Dichte
der Flüssigkeit B auftreten, verwendet'. Tritt nämlich im Zuge einer solchen Veränderung
der Temperatur und der Dichte der Flüssigkeit ein Absinken der Linsenelemente C1
gegenüber ihren Konditionierungslinsen E1 ein, kann dies durch das gleichfalls auftretende
Absinken der Linsenelemente C2 gegenüber ihren Konditionierungslinsen E2 exakt ausgeglichen
werden.Es kann nämlich bei einem solchen Absinken der erwähnten Linsenelemente eine
einander kompensierende Ablenkung zwischen den beiden Elementen Cl, C2 auftreten,
die eine Ablenkung des durch das System hindurchtretenden Lichtes F ergibt, welche
so stabilsiert ist, als wäre keine gichteveränderung der Flüssigkeit aufgetreten.
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Die Fig. 7a und 7b zeigen weiter eine Alternativlösung für die Anordnung
von Linsenelementen C1 und C2 im Flüssi£keitsbads Bei den obenstehend beschriebenen
Ausführuns,sformen waren an den beweglichen Linsenelementen magnetische Ringe 35
vorgesehen, welche
- cie gegenseitig von magnetischen Ringen 44
und 4R!mit dem Gehäuse verbunden waren, angezogen wurden. Bei einer solchen Anordnung
werden die beweglichen Linsenelemente in Bezug auf die Konditionierungslinsen koaxial
gehalten, aber eine solche Anordnung hat den Nachteil, daß sie eine Bewegung der
Linsenelemente C in Richtung auf die eine oder die andere der Kondtionierungslinsen
herbeiführen kann. Wenngleich eine solche Bewegung der Linsenelemente C längs der
optischen Achse. die optischen Eigenschaften des Systems nicht beeinträchtigt,kann
sie Reibung in das System bringen und die Kompensationsbewegung der Linsenelemente
C beschränken. Dieser Nachteil ist durch die Ausfühmngsform gemäß den Fig. 7a und
7b vermieden.
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Wie in Fig. 7a dargestellt ist, ist dabei ein magnetischer Ring 90
im Inneren des die Flüssigkeit umgebenden Gehäuses vorgesehen,dessen magnetische
Polarisierung so gewählt ist, daß er das magnetische Material des Ringes 70 abstößt.
Andererseits ist auch ein magnetischer Ring 91 vorgesehen, der mit der Außenseite
des Gehäuses des Stabilisators verbunden ist und der so polarisiert ist, daß er
das magnetische Material des Ringes 70 anzieht. Dementsprechend wird auf das Linsenelement
Cl eine Vorspannkraft ausgeübt, die zur Außenseite des Gehäuses hin gerichtet ist.
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Dieser Vorspannkraft wirken drei flexible Stränge 94 entgegen.
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Die Stränge 94 sind an ihrem einen Ende an Drähten 95 befestigt, welche
jeweils um 1200 versetzt vom Linsenelement C1 nach außen vorstehen. An ihren anderen
Enden sind die Stränge 94 an Drähten 96 befestigt, welche sich radial von der Wand
15 nach außen erstrecken und an dieser angebracht sind. Hiedurch wird der magnetischen
Vorspannkraft entgegengewirkt und das Linsenelement C1 in Flüssigkeitsbad gehalten.
Da das Linsenelement zwischen den beiden Wänden des Fließweges der Flüssigkeit gehalten
ist, kann keine eine Reibung verursachende Berührung auftreten und es kann die Bewegung
des Linsenelementes C1 der Bewegung der Flüssigkeit B praktisch reibungslos folgen.
Das Linsenelement C2 ist, wie darg estellt, in genau gleicher Weise gehaltert.
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Wie weiter aus Fig. 7b ersichtlich ist, sind im Gehäuse vier Trennwünje
20 vorsehen, welche die Strömung der Flüssigkeit B auf zwei getrennte Fließwege
aufteilt, In der Praxis ergibt
sich -zdabei,daß die Anzahl der
Fließwege nicht von gravierender Bedeutung ist, sdange die Komponenten der Flüssigkeitsströmung
zur Herbeiführung der Auslenkung der Linsenelemente C in der X und Y-Richtung einer
Unterbringung der Linsenelemente dienenden Gehäuseteil D zusammenwirken.
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Es ist auch möglich d« erfindungsgemäße stabilisierende Linsensysteme
ohne Konditionierungslinsen E auszubilden. Eine diesbezügliche Ausführungsform ist
in Fig.- 8 dargestellt.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 sind Linseniemente C vorgesehen,
welche zwei plankonvexe Linsen 102 und 102 aufweisen, welche im Inneren eines Ringes,
in ähnlicher Weise wie dies vorstehend beschrieben wurde, befestigt sind. Jede dieser
plankon vexen Linsen ist dabei so angeordnet, daß ihre ebene Fläche nach außen der
Flüssigkeit B zugewandt ist.
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Die plankonvexen Linsen 101 und 102 sind dabei in diesem Fall so gewählt,
daß ihre gemeinsame Brennweite mit einer Brennpunktebene 105 zusammenfällt, welche
normal zur Richtung des in das stabiliserende Linsensystem einfallenden Lichtes
F steht und den Zentralpunkt des Fließweges durchsetzt. Wie im Fall der weiter oben
beschriebenen Ausführungsbeispiele, decken die entwickelten matematischen Zusammenhänge
auch diese Ausführungsform.
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Diese Ausführungsform weist zwar einen sehr einfachen Aufbau auf,
hat aber verschiedene Nachteile. Zunächst ist dieses stabilisierende Linsensystem
gegenüber einer Bewegung des Linsenelementes C auf die Brennpunktebene 105 zu und
von dieser weg empfindlich. Zweitens muß die Brennweite der Linsen verhältnismäßig
groß sein,weil die schwimmend angeordnetenElemente nur eine einfache Linse oder
ein einfaches Linsensysten beinhalten können.
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Als Vorteil hingegen ergibt sich bei der Ausführungsform nach Fig.
8 eine gewisse Invarianz gegenüber Translationsbewegungen der Linse dahingehend,
daß die Linse brauchbare Eigenschaften über ein flaches Feld besitzt. Dies rührt
daher, daß die verschobene Linse,wenn man von einer Verschiebung in Achsrichtung
absieht, in ihrer Stabilisationsstellung die gleiche Ccoer1e aufweist. Dies ist
bei dem in der Fig. 6 dargestellten Linsensystem
nicht der Fall.
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Es ist zu er.;a'hnen, daß ähnlich zu dem in.den Fig. 7a und 7b dargestellten
Ausführungsbeispiel auch die hintere Kammer eine Stabilisierungslinse enthalten
kann, deren Brechkraft negativ sein soll, wenn die primäre Abbildung von der Frontlinse
sich jenseits des hinteren Abschnittes des flüssigkeitsgefüllten Fließweges befindet.Falls
sich die primäre Abbildung vor dem hinteren Abschnitt des flüssigkeitsgefüllten
Fließweges be-'findet, soll die Brechkraft der Hinterlinse positiv sein.
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Neben den vorerwähnten sind den Fachmann auch andere Modifikationen
des Erfindungsgegenstandes möglich, ohne den durch die Erfindung gezogenen Rahmen
zu verlassen und es sind die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung
auch nur als Beispiele derselben zu werten1 an Hand derer zur Erzielung einer guten
Klarheit und Verständlichkeit die Erfindung beschrieben wurde.