DE2613215A1

DE2613215A1 - Optisches sichtgeraet

Info

Publication number: DE2613215A1
Application number: DE19762613215
Authority: DE
Inventors: John Alfred Clarke
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1975-04-10
Filing date: 1976-03-27
Publication date: 1976-10-21
Also published as: US4116528A; NL7603555A; FR2307282A1; DE2613215C2; FR2307282B1; JPS51123653A; JPS5713854B2; GB1442964A

Description

Optisches Sichtgerät

Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches Sichtgerät mit einem Objektiv, einem periskopischen Refloktorsystem und einer Okularlinse.

Wenn, ein derartiges Sichtgerät zur Beobachtung von Gegenständen in geringer Entfernung dient, sind zwei Einstellungen erforderlich. An erster Stelle ist es er\v-Unscht, das Objektiv aufs neue zu fokussieren! z.B. bei einem Objektiv mit einer Brennweite von 50 mm ist eine Wiederfokussierung erwünscht, um ein scharfes Bild beim Beobachten von Gegenständen zu erhalten, die in einem Abstand von weniger als etwa 3 ni liegen. An zweiter Stelle wird infolge der durch das periskopische Reflektor-

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system herbeigeführten Parallaxe das von dem Sichtgerät für das Auge sichtbar gemachte Bild erheblich von dem Bild verschieden sein, das sich von der Gesichtslinie durch die Okularlinse her bei Beobachtung von Gegenständen erwarten liesse, die in einem Abstand von weniger als 3 m liegen, so dass es erwünscht sein wird, diese Parallaxe auszugleichen.

Die Erfindung bezweckt, ein optisches Sichtgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das Einstellmittel enthält, mit denen beide im vorhergehenden Absatz beschriebenen Einstellungen vorgenommen werden können.

Ein optisches Sichtgerät, das ein Objektiv mit einer festen Brennweite, ein periskopisches Reflektor— system und eine Okularlinse enthält, ist dazu nach der Erfindung mit Einstellmitteln versehen, mit deren Hilfe das Objektiv oder ein Teil des periskopischen Reflektor— systems oder beide in eine gewünschte Lage auf einem gegebenen Kreisbogen gedreht werden können, wodurch für einen gegebenen Bereich kurzer Beobaclitungsabstände ein vom Objektiv erzeugtes Bild einer zu beobachtenden Szene auf eine feste Bildfläche fokussiert wird, wobei die Drehachse derart angeordnet ist, dass innerhalb des Einstellbereiches die optische Achse, die sich durch das Objektiv zu der zu beobachtenden Szene erstreckt, zu der Gesichtslinie durch die Okularlinse gekippt wird*

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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird eine Vorrichtung gebildet, in der die optische Achse sich von der zu beobachtenden Szene her durch das Objektiv, dann zu einem ersten Reflektor des periskopisehen Systems, danach zu einem zweiten Reflektor des periskopischen Systems und anschliessend zu der Okularlinse erstreckt und in der das Objektiv und der erste Reflektor auf einem gemeinsamen Gestell montiert sind, derart, dass sie gemeinsam mit Hilfe der Einstellmittel gedreht werden können. Die Einstellmittel enthalten dabei vorzugsweise einen Nocken, der gegen das gemeinsame Gestell drückt.

Der Gebrauch von Bildverstärkern zur Herabsetzung der Polgen von Nachtblindheit wurde bereits früher vorgeschlagen. Ein Sichtgerät der eingangs beschriebenen Art, das einen Bildverstärker im periskopischen Reflektorsystem enthält, wird den Vorteil aufweisen, dass das Gewicht des Bildverstärkers, wenn die Vorrichtung vom Gebraucher getragen wird, dem Kopf des Gebrauchers nahe liegt. Bei Beobachtung von Gegenständen ^¹¹ geringer Entfernung mit Hilfe einer derartigen Vorrichtung ist es erwünscht, sowohl die Fokussierung als auch den Parallaxenausgleich einstellen zu können.

In einem Sichtgerät, das einen Bildverstärker enthält, befindet sich dazu nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der Bildverstärker zwischen dem ersten und

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dem zweiten Reflektor, wobei sich, die feste Bildflacke auf der Vorderseite des Bildverstärkers befindete In einem derartigen Sichtgerät kann ein Okularsystem angebracht v/erden, das die genannte Okularlinse enthält, damit die Rückseite des Bildverstärkers mit beiden Augen beobachtet werden kann» Dieses Okularsystem kann noch eine weitere Okularlinse enthalten. Weiter' kann ein derartiges Sichtgerät mit Mitteln versehen werden, mit deren Hilfe dieses Gerät auf dem Kopf getragen werden kann·

Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise an Hand der Zeichnung näher erläutert« Es zeigen;

Fig, 1 und 2 schematisch ein Sichtgerät nach der Ex-findung und eine Veranschaulichung des ¥irkungsprinzips desselben,

Fig. 3 ein Sichtgerät nach der Erfindung, das auf dem Kopf getragen werden kann, und

Fig. 4 einen Schnitt durch das Sichtgerät nach Fig. 3 längs der Linie I-I.

Fig. 1 zeigt eine periskopische Anordnung eines Objektivs 0, eines Spiegels RI, einer Bildverstärkerröhre T, eines zweiten Spiegels R2 und einer Okularlinse E. Das Objektiv 0 -weist eine feste Brennweite f auf und, wenn die optische Weglänge zwischen dem Objektiv und der Eingangsseite der Bildverstärkerröhre T gleich f ist, wird das Objektiv 0 also ein reeles Bild einer zu

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beobachtenden Szene im Unendlichen erzeugen, welches Bild auf die feste Bildfläche fokussiert wird, die durch die Eingangsseite der Röhre T gebildet -wird« Am Ausgang der Röhre T wird ein verstärktes Bild erzeugt, das durch die Okularlinse E beobachtet wird₀ Die optische Achse L1 durch das Objektiv 0 zu der zu beobachtenden Szene im Unendlichen und die Gesichtslinie L2 durch die Okularlinse E sind zueinander parallel und werden durch den Abstand d zwischen den periskopisch· angeordneten Spiegeln R1 und R2 getrennt.

Einstellmittel (in Fig. h dargestellt und an Hand dieser Figur beschrieben) sind vorgesehen, mit deren Hilfe das Objektiv 0 und der erste Spiegel R1 gemeinsam über einen gegebenen Kreisbogen um eine Drehachse P gedreht werden, um die optische WeglSnge zwischen dem Spiegel R1 und der Eingangsbildfläche der Röhre T und somit zwisehen dem Objektiv 0 und der Eingangsbildfläche der Röhre T zu ändern. Für einen gegebenen Bereich kurzer Beobachtungsabstände kann das vom Objektiv 0 erzeugte Bild einer zu beobachtenden Szene aufs neue auf die feste Bildfläche fokussiert werden, die durch die Eingangsseite der Röhre T gebildet wird. Die Drehachse P ist derart angeordnet, dass innerhalb des Exnstellberexches die optische Achse L1 zu der Gesichtslinie L2 gekippt wird, wodurch die Parallaxe infolge der Trennung zwischen den Spiegeln R1

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und R2 ausgeglichen wird.

In einem Fokussierungsbereich kann ein nahezu vollständiger Parallaxenausgleich auf kontinuierliche Weise erhalten werden, wie aus der nachstehenden Betrachtung an Hand der Fig₀ 2 hervorgehen wird. Wenn das Sichtgerät scharf auf einen zu beobachtenden Gegenstand in einem Abstand 1 eingestellt wird, müssen für· einen vollständigen Parallaxenausgleich die Achse L1 und die Gesichtslinie L2 konvergieren, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Der Winkel θ zwischen den Achsen ist d/l Radiane. Die gewünschte Aenderung im Abstand des Objektivs 0 von der Bildverstärkerröhre T beim Einstellen der Fokussierung vom

Unendlichen auf den Abstand 1 beträgt f /(l-f), wobei f die Brennweite der Linse ist₀

Es sei angenommen, dass die Drehachse P in der Bildfläche auf der Vorderseite der Röhre T und in einem Abstand q von der Mittellinie dieser Bildfläche liegt. Wenn das Objektiv 0 und der Spiegel R1 gemeinsam gekippt werden, wird der Abstand zwischen dem Spiegel R1 und der Bildverstärkerröhre T um qß oder qd/l zunehmen» Wenn dies der gewünschten Aenderung in dem Fokussierungsabstand, wie oben berechnet, gleichgesetzt wird, wird der Ausdruck:

If² f²

erhalten, wenn 1^f ist»

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Dies bedeutet, dass die ideale Lage der Drehachse von • 1 unabhängig ist, wenn 1^f ist_e Wenn z.B. die Brennweite f der Objektivlinse O 50 min tuid der Abstand d zwischen den Spiegeln R1 und R2 80 mm beträgt, wird der Abstand q etwa 30 mm betragen. Ein nahezu vollständiger kontinuierlicher Parallaxenausgleich ist dann über einen Fokussierungsbereich für die Beobachtung von Gegenständen möglich, die in Abständen 1 zwischen 3 m und 250 mm liegen.

Venn die Drehachse P nahe bei der festen Bild- ■ fläche auf der Vorderseite der Röhre T liegt, ergibt sich der Vorteil, dass die optische Achse sich nach wie vor durch das Objektiv 0 zu der festen Bildfläche nahe bei dem Mittelpunkt dieser Bildfläche erztrecken wird, wenn die Linse 0 und der Spiegel Rl über den Einstellbereich gedreht worden.

An Hand der Fig. 3 vaxd h wird nun eine Ausführungsform des Sichtgerätes beschrieben, das schematisch in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist und auf dem Kopf getragen werden kann. Das Objektiv 0 und ein Prisma R11, das statt des in den Fig. 1 und 2 gezeigten Spiegels R1 als Reflektor dient, sind auf einem gemeinsamen Gestell F angeordnet. Die Achse P, um die das Objektiv 0 und das Prisma RIl gemeinsam gedreht werden können, erstreckt" sich durch das Gestell F. Die Einstellmittel zum Drehen des

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Objektivs O und des Prismas RI1 enthalten einen Nocken C, der gegen das Gestell F drückt. Das Objektiv O, das Prisma ΙΪ11 und der Nocken C befinden sich in einem Gehäuse H zusammen mit der Bildverstärkerröhre T, einem Prisma R21, das statt des in den Fig. 1 und 2 gezeigten Spiegels R2 als Reflektor dient, und einem Okularsystera, das die Okularlinse E enthalt. Der Nocken C kann von Hand mittels eines Knopfes K ausserhalb des Gehäuses H verdreht werden. Das Okularsystem ist derart ausgebildet, dass die Rückseite der Bildverstärkerröhre T mit beiden Augen beobachtet werden kann und die Okularlinse E einen Teil eines zu diesem Zweck angebrachten Linsenpaares bilden kann. Ein Zopfband B ist am Gehäuse H befestigt, damit das Sichtgerät auf dem Kopf getragen werden kann, wobei die beiden Hände freigelassen sind.

Nun werden einige mögliche Abwandlungen des obenbeschriebenen Sichtgerätes erläutert, die im Rahmen der Erfindung liegen.

In der obenbeschriebenen Anordnung, bei der das Objektiv 0 sich vor dem Spiegel R1 befindet, könnte die gewünschte Fokussierungseinstellung bei einem bestimmten Ausmass des Parallaxenausgleiches dadurch erhalten werden, dass entweder nur das Objektiv 0 oder nur der Spiegel R1 gedreht wird. Die Drehachse würde dann aber bis ausserhalb der Ebene der fes-ten Bildfläche

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auf der Vorderseite der Röhre T verschoben werden, wodurch eine mechanische Anordnung erhalten werden würde, die sich weniger gut zur Verwirklichung eines auf dem Kopf zu tragenden Sichtgerätes eignen würde« Dies würde ausserdem zu einer Zunahme der Abweichung der optischen Achse durch das Objektiv 0 zu der Röhre T in bezug auf die Mitte der festen Bildfläche über den Einstellbereich führen. Die Wiederfokussierungs- und Parallaxenausgleich=- vorrichtung kann mit Vorteil in Sichtgeräten mit einem periskopischen Reflektorsystem, die aber nicht mit einer. Bildverstärkerröhre versehen sind, z.B. in Kamerasuchern und anderen Visier- oder Ausrichtvorrichtungen verwendet werden. Insbesondere in solchen Vorrichtungen kann es vorteilhaft sein, das Objektiv 0 hinter dem Spiegel R1 statt vor diesem Spiegel anzuordnen. In diesem Falle ist Einstellung der Fokussierung mit Parallaxenausgleich durch gemeinsame Drehung des Spiegels R1 und des Objektivs oder durch Drehung lediglich des Objektivs 0 möglich»

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Claims

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PATENTANSPRUECHE:

1 ,J Optisch.es Sichtgerät, das ein Objektiv rait >■—s

einer festen Brennweite, ein periskopisch.es Reflektorsystem und eine Okularlinse enthält, dadurch gekennzeichnet, dass Einstellmittel vorgesehen sind, mit deren Hilfe das Objektiv oder ein Teil des periskopischen Reflektox'systems oder beide in eine gewünschte Lage auf einem gegebenen Kreisbogen gedreht v.^rerden können, wodurch für einen gegebenen Bereich, kurzer Beobachtungsabstände ein vom Objektiv erzeugtes Bild einer zu beobachtenden Szene auf eine feste Bildfläche fokussiert wird, wobei die Drehachse derart angeordnet ist, dass innerhalb des Einstellbereiches die optische Achse durch das Objektiv zu der zu beobachtenden Szene, zu der Gesichtslinie durch die Okularlinse gekippt wird»
2. Sichtgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die optische Achse von der zu beobachtenden Szene her durch das Objektiv, dann zu einem ersten Reflektor des periskopischen Systems, danach zu einem zweiten Reflektor des periskopischen Systems und an— schliessend zu der Okularlinse erstreckt, und dass das Objektiv und der erste Reflektor auf einem gemeinsamen Gestell montiert sind, derart, dass sie gemeinsam mit Hilfe der Einstellmittel gedreht werden können.

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3· Sichtgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellmittel einen Nocken enthalten, der gegen das genannte gemeinsame Gestell drückt.
4. Sichtgerät nach Anspruch 2 oder 3t dadurch gekennzeichnet, dass ein Bildverstärker zwischen dem ersten und dem zweiten Reflektor angebracht ist, wobei sich die feste Bildfläche auf der Vorderseite des Bildverstärkers befindet,

5o Sichtgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Okularlinse in ein Okular system aufgenommen ist, derart, dass die Rückseite des Bildverstärkers mit beiden Augen beobachtet werden kann.

6· Sichtgerät nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass das Okularsystem noch eine weitere Okularlinse enthält·

7· Sichtgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6_t dadurch gekennzeichnet, dass es mit Mitteln versehen ist, mit deren Hilfe das Sichtgerät auf dem Kopf getragen werden kann»

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