DE2634370A1

DE2634370A1 - Vorrichtung zum bilden eines optischen gelenks

Info

Publication number: DE2634370A1
Application number: DE19762634370
Authority: DE
Inventors: David William Swift
Original assignee: Pilkington PE Ltd
Current assignee: Qioptiq Ltd
Priority date: 1975-08-02
Filing date: 1976-07-30
Publication date: 1977-02-17
Also published as: NL7608556A; GB1483878A

Description

PATENTANWÄLTE

• Dr.-ing. Wolff t

H. Bartels

2634370 Dipl.-Chem. Dr. Brandes

Dr.-Ing. Held Dipl.-Phys. Wolff

0-7 Stuttgart 1, Lange Straße 51

Tel. (0711) 29 6310 U. 29 72 95

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Hx 07 22312. wolff Stuttgart

PA Dr. Brandes: Sitz München

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Bürozeit:

9-11.30 Uhr. 13.30-16 Uhr

außer samstags

28. Juli 1976 Unsere Ref.: 125 107/487375 ntp

Pilkington P.E. Limited, St. Helens, Merseyside, Großbritannien

Vorrichtung zum Bilden eines optischen Gelenks

0 7/0801 Telefonische Auskünfte und

Aufträge sind nur nach schriftlicher Bestätigung verbindlich

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bilden eines optischen Gelenks für an vorbestimmter Stelle erfolgendes, veränderbares Knicken einer optischen Achse.

Es wurde bereits vorgeschlagen, optische Gelenke unter Verwendung von Spiegel- und/oder Prismensystemen aufzubauen· Derartige Lösungen machen jedoch im allgemeinen eine verhältnismäßig große Längenausdehnung der optischen Achse erforderlich und haben einen hohen Raumbedarf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und raumsparende Vorrichtung zur Bildung eines optischen Gelenks zum variablen Abknicken einer optischen Achse zu schaffen.

Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein erstes auf der optischen Achse angeordnetes faseroptisches Glied mit einer Gruppe von starr angeordneten Lichtleitfasern, deren Enden eine Eintrittsfläche und eine Austrittsfläche des Glieds bilden, sowie ein zweites auf der optischen 7\chse angeordnetes faseroptisches Glied mit einer Gruppe starr angeordneter Lichtleitfasern, deren Enden eine zweite Eintrittsfläche und eine zweite Austrittsfläche bilden, vorgesehen sind, und daß mindestens eines der beiden faseroptischen Glieder relativ zum anderen Glied drehbar ist, um eine gewünschte Knickung der optischen Achse des durch die Lichtleitfasern des ersten Elements übertragenen, von den Lichtleitfasern des zweiten Elements übernommenen und weitergeleiteten Lichts durch die Drehbewegung hervorzurufen.

Die Austrittsfläche des ersten faseroptischen Glieds kann in enger Nachbarschaft zur Eintrittsfläche des zweiten faseroptischen Glieds angeordnet sein. Die einander benachbarten Eintritts- und Austrittsflächen können ebene Flächen sein, und das erste faseroptische Glied und das zweite faseroptische Glied können die Form von Keilen besitzen, von denen

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mindestens einer um die optische Achse drehbar ist. Beide keilförmigen Glieder können in entgegengesetztem Drehsinn um die optische Achse drehbar sein, und es kann eine getriebliche Verbindung zwischen den Glieder vorgesehen sein, die bewirkt, daß beide Glieder mit gleicher Drehgeschwindigkeit gedreht werden. Alternativ kann eine der einander benachbarten Flächen konkav und die andere konvex ausgebildet sein, und die Anordnung kann so getroffen sein, daß zumindest eines der beiden Glieder um eine Achse drehbar ist, die senkrecht zur optischen Achse verläuft.

Zwischen das erste und das zweite faseroptische Glied kann eine weiteres faseroptisches Glied eingefügt sein, das eine Gruppe starr angeordneter Lichtleitfasern aufweist, deren Enden eine Eintrittsfläche und eine Austrittsfläche dieses faseroptischen Zwischenglieds bilden. Die Austritts- und Eintritts-Flächen des ersten bzw. zweiten faseroptischen Glieds sind in ihrer Formgebung der Eintrittsfläche bzw. der Austrittstlache, des Zwischenglieds angepaßt und zu diesen eng benachbart angeordnet. Das Zwischenglied und zumindest eines der beiden anderen faseroptischen Glieder sind um eine Achse drehbar, die senkrecht zur optischen Achse verläuft.

Das erste faseroptische Glied kann eine konkave Austrittsfläche und das zweite faseroptische Element eine konkave Eintrittsfläche aufweisen, wobei die beiden letztgenannten Flächen eng benachbart zu je einer passend geformten konvexen Fläche des Zwischenglieds sind. Das Zwischenglied kann eine zusammenhängende konvexe Oberfläche besitzen, von der ein Teil die Eintrittsfläche und die Austrittsfläche des Zwischenglieds bildet, oder kann mit zwei gesonderten konvexen Flächen versehen sein.

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Alternativ kann das erste faseroptische Glied eine konvexe Austrittsfläche und das zweite faseroptische Glied eine konvexe Eintrittsfläche bilden, wobei das Zwischenglied zwei konkave Flächen bildet, von denen jede einer der konvexen Austritts- und Eintrittsflächen des ersten bzw. des zweiten faseroptischen Glieds eng benachbart ist.

Die konkaven und konvexen Flächen können eine zylindrische Krümmung oder eine sphärische Krümmung besitzen.

Zwischen den drehbeweglichen Gliedern kann eine getriebliehe Verbindung vorgesehen sein, um die relativen Drehgeschwindigkeiten zu steuern. Bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem das Zwischenglied die Form eines Zylinders besitzt, dessen Umfang eine zusammenhängende konvexe Oberfläche bildet, die in enger Nachbarschaft zu konkaven Flächen des ersten und des zweiten faseroptischen Glieds verläuft, von denen eines fest angeordnet und das andere drehbar ist, kann die getriebliche Verbindung in der Weise wirken, daß das zylindrische Zwischenglied eine Drehung um seine Achse mit der halben Drehzahl des beweglichen anderen Glieds, also des ersten oder des zweiten faseroptischen Glieds, durchführt.

Eine unmittelbare Berührung zwischen den Enden der Lichtleitfasern, die die zueinander relativ bewegbaren, einander eng benachbarten Flächen bilden, kann dadurch verhindert werden, daß eine oder beide dieser Flächen mit einer Beschichtung versehen wird,oder daß zwischen die Flächen ein blattförmiger Werkstoff eingefügt wird.

Die in starren Gruppen angeordneten Lichtleitfasern, durch die die faseroptischen Glieder gebildet werden, können im wesentlichen parallel und/oder so angeordnet sein, daß

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sie mit ihren jeweiligen Enden im wesentlichen senkrecht sowohl zur Eintrittsfläche als auch zur.Austrittsfläche des betreffenden Glieds stehen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 bis 5 schematisch vereinfacht dargestellte Ansichten von fünf Ausführungsbeispielen der Vorrichtung und

Fig. 6 bis 8 schematisch vereinfacht gezeichnete Ansichten abgewandelter Formen faseroptischer Glieder.

Fig. 1 zeigt eine Quelle für visuelle Information in Form einer Bildverstärkerröhre 1, die auf einer optischen Achse O angeordnet ist und eine senkrecht zur optischen Achse verlaufende,ebene Leuchtschirmfläche 2 besitzt. Der Schirmleuchtstoff kann an der inneren Oberfläche einer faseroptischen Stirnplatte angeordnet sein. Ein erstes/keilförmiges, faseroptisches Glied 3 ist auf der optischen Achse ö,der Bildverstärkerröhre 1 benachbart,angeordnet, wobei sich eine ebene Eintrittsfläche 4 in enger paralleler Nachbarschaft zu der Leuchtschirmflache 2 befindet oder zu der zugeordneten faseroptischen Stirnplatte. Das Glied 3 weist eine Gruppe starr angeordneter Lichtleitfasern 5 auf, die sich quer zum "Keil" erstrecken. Die einen Enden der Lichtleitfasern S bilden die Eintrittsfläche 4, und die anderen Enden bilden. eine Austrittsfläche 6, die aufgrund der Keilform des Glieds geneigt zu der Eintrittsfläche 4 verläuft. Die Lichtleitfasern können geradlinig und parallel zur optischen Achs© O verlaufend angeordnet sein oder senkrecht zu der Austritts-

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fläche 6 oder können auch eine zwischen diesen Lageanordnungen gelegene Ausrichtung besitzen. Alternativ können die Lichtleitfasern gekrümmt sein/ so daß sie auf beiden Flächen senkrecht stehen, wie es aus Fig. 6 ersichtlich ist. Diese Ausführungsformen unterscheiden sich hinsichtlich Dämpfung, Kontrastübertragung und anderen Eigenschaften.

Ein zweites,keilförmiges^faseroptisches Glied 7 ist dem Glied benachbart auf der optischen Achse O angeordnet. Die optische Achse O weist, wie dies dargestellt ist, an einem'gewünschten Ort eine als Ganzes mit". 8 bezeichnete Knicks"teile auf. Das zweite faseroptische Glied"7 weist eine Gruppe starr angeordneter Lichtleitfasern 9 auf,die sich quer zum "Keil" erstrekken. Ein Ende der Lichtleitfasern 9 bildet eine .ebene Eintritts fläche 10, die in enger Nachbarschaft parallel zur Austrittsfläche 6 des Glieds 3 verläuft, und das andere Ende der Lichtleitfasern 9 bildet eine ebene Austrittsfläche 11, die relativ zur Eintrittsfläche 10 wegen der Keilform des Glieds 7 geneigt verläuft. Die Lichtleitfasern 9 des Glieds 7 können in ähnlicher Weise angeordnet sein, wie es oben für die Lichtleitfasern 5 des Glieds 3 beschrieben wurde.

Die Glieder 3 und 7 sind für eine relative Drehbewegung in solcher Weise gelagert, daß die zueinander parallele und eng benachbarte Anordnung der Austrittsfläche 6 und der Eintrittsfläche 10 erhalten bleibt. Genauer gesagt sind die Glieder 3 und 7 um die optische Achse 0 in entgegengesetztem Drehsinn mit gleicher Drehgeschwindigkeit drehbar, wobei diese Drehung durch eine geeignete getrlebliche Verbindung in Form eine3 Differentialgetriebes gesteuert wird. Bei dieser Anordnung kann der Knick der optischen Achse O in einer einzigen Ebene verändert werden, und die Glieder können in eine Drehstellung gebracht werden, bei der sich in dieser betreffenden Ebene der gewünschte Knick ergibt.

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Es sei jedoch bemerkt, daß eine andere Anordnung möglich ist, wenn der Knick in drei Dimensionen (und nicht nur in einer . einzigen Ebene) veränderlich sein soll. Die Anordnung kann außerdem beispielsweise auch so getroffen sein, daß das Glied 3 feststehend ist und lediglich das Glied 7 drehbar ist oder daß ein Differentialgetriebe, das die Glieder 3 und 7 miteinander verbindet, in geeigneter Weise gedreht werden kann.

Bei der relativen Drehbewegung zwischen den Gliedern 3 und 7 wird Licht der Leuchtschirmfläche 2, das an der Eintrittsfläche 4 des Glieds 3 empfangen wird, durch die Lichtleitfasern 5 zur Austrittsfläche 6 übertragen und wird sodann an der Eintrittsfläche 10 des Glieds 7 empfangen und über die Lichtleitfasern 9 zur Austrittsfläche 11 übertragen. Daher kann ein. Betrachter,der längs der optischen Achse 0 gegen die Austrittsfläche 11 blickt, die auf der Leuchtschirmfläche 2 wiedergegebene visuelle Information über die Knickstelle betrachten, die in der optischen Achse 0 in gewünschter Weise, wie oben beschrieben, gebildet worden ist.

Eine Vergrößerungslinse 12 kann auf der optischen Achse 0 hinter dem faseroptischen Glied 7 angeordnet sein, um zu ermöglichen, daß der Betrachter ein vergrößertes Bild der visuellen Information erblickt. Die Vergrößerungslinse ist hierbei so angeordnet, daß sie sich zusammen mit der optischen Achse 0 bewegt, wenn der Knick der Achse verändert wird. Wenn die Vergrößerungslinse eine monokulare Lupe ist, kann sie starr mit dem faseroptischen Glied 7 verbunden sein, so daß sie zusammen mit diesem eine Drehbewegung durchführte,

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein erstes faseroptisches Glied 13 auf der optischen Achse 0 in fester Lag©beziehung zur Leuchtschirmfläche 2 der Bildverstärkerröhre. 1 angeordnet, also beispielsweise an der Leuchtschirmfläche

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befestigt. Das Glied 13 weist eine Gruppe starr angeordneter Lichtleitfasern 14 auf, die parallel zur optischen Achse O verlaufen und mit ihren einen, Enden eine ebene Eintrittsfläche 15, die parallel und in enger Nachbarschaft zur Leuchtschirmfläche 2 verläuft, und mit ihren anderen Enden eine konkave Austrittsfläche 16 mit zylindrischer Krümmung bilden.

Ein zweites faseroptisches Glied 17 ist auf der optischen Achse O in der Nähe des ersten Glieds 13 angeordnet. Das Glied 17 weist eine Gruppe starr angeordneter Lichtleitfasern

18 auf,die parallel zur optischen Achse O verlaufen, die wiederum, wie es dargestellt ist, eine als Ganzes mit 8 bezeichnete Knickstelle besitzt, wobei das Glied 13 auf der einen Seite und das Glied 17 auf der arideren Seite dieser mit 8 bezeichneten Knickstelle liegt. Mit ihren einen Enden bilden die Lichtleitfasern 18 eine konvexe Eintrittsfläche 19, die in enger Nachbarschaft zu der zylindrisch gekrümmten konkaven Austrittsfläche 16 des Glieds 13 verläuft und in ihrer Form an die Form der letztgenannten Austrittsfläche 16 des Glieds 13 angepaßt ist. Die anderen Enden der Lichtleitfasern bilden eine ebene Austrittsfläche,-20, die senkrecht zur optischen Achse O verläuft.

Das Glied 17 ist relativ zum Glied 13 drehbar, d.h., es ist so gelagert, daß es eine Drehbewegung um eine senkrecht zur optischen Achse 0 verlaufende Drehachse ausführen kann, so daß sich die Eintrittsfläche 19 des Glieds 17 relativ zur Austrittsfläche 16 des Glieds 13 bewegt, wobei Eintrittsflache

19 und Austrittsfläche 16 während dieser Bewegung in enger Nachbarschaft zueinander verbleiben. Durch.Drehen des Glieds 17 kann daher der Knick in der optischen Achse verändert werden, wobei über den gesamten Bereich dieser Drehbewegung Licht von der Leuchtschirmfläche 2, das an der Eintrittsfläche 15 des Glieds 13 empfangen wird, durch die Lichtleit-

fasern 14 zur Austrittsfläche 16 übertragen und sodann an der Eintrittsfläche 19 des Glieds 17 empfangen und über die Lichtleitfasern 18 zur Austrittsfläche 20 übertragen wird. Ein längs der optischen Achse O gegen die Austrittsfläche blickender Betrachter kann daher die visuelle Information, die auf der Leuchtschirmfläche 2 wiedergegeben wird, über den in gewünschter Weise, wie oben beschrieben, erzeugten Knick betrachten.

Die Vergrößerungslinse 12, die auf der optischen Achse 0 hinter dem zweiten Glied 17 angeordnet ist, ist vorzugsweise senkrecht zur optischen Achse linear bewegbar, so daß es sich bei der genutzten Teilfläche der Austrittsfläche dauernd um denjenigen Flächenteil handelt, der von den Enden derjenigen Lichtleitfasern IS gebildet wird, die mit den Lichtleitfasern 14 des feststehenden Glieds 13 in optischer Verbindung sind. Diese effektive Seitenverschiebung desjenigen Teils der optischen Achse 0, die auf die Vergrößerungslinse 12 ausgerichtet ist, ermöglicht es, daß das volle Blickfeld der Leuchtschirmfläche 2 erhalten bleibt.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist ein erstes faseroptisches Glied 21 auf der optischen Achse 0 in fester Lagebeziehung zur Leuchtschirmfläche 2 der Bildverstärker*= röhre 1 angeordnet, also beispielsweise an der Leuchfcschirxnflache 2 befestigt. Dieses Glied 21 weist im wesentlichen die gleiche Form auf wie das Glied 13 des Ausführungsbeispiels von Fig. 2, d*h. weist eine Gruppe starr angeordneter Lichtleitfasern 12 auf, die parallel zur optischen Achse O verlaufen.und mit ihren einen Enden eine ebene Eintrittsfläche 23 bilden,die eng benachbart und parallel zur Leuchtschirmf lache 2 verläuft. Die anderen Enden der Lichtleitfasern bilden eine konkave Austrittsfläche 24 zylindrischer Krümmung. Das Glied 21 ist auf der optischen Achse auf einer Seite der veränderlichen Knickstelle 8 angeordnet und auf der

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anderen Seite dieser Knickstelle befindet sich auf der optischen Achse 0 ein zweites faseroptisches Glied 25 mit einer Gruppe starr angeordneter Lichtleitfasern 26, die parallel zur optischen Achse verlaufen. Mit ihren einen Enden bilden die Lichtleitfasern 26 eine konkave Eintrittsfläche 27 mit der gleichen zylindrischen Krümmung wie sie die Austrittsfläche 24 des Glieds 21 besitzt. Mit ihren anderen Enden bilden die Lichtleitfasern 26 eine · ebene Austrittsfläche 28, die senkrecht zur optischen Achse 0 verläuft.

Zwischen den faseroptischen Gliedern 21 und 25 befindet sich ein faseroptisches Zwischenglied 29 kreiszylindrischer Form mit einer Gruppe starr angeordneter Lichtleitfasern 30, die parallel zu einem Durchmesser des Zylinders verlaufen. Die Krümmung des ümfangs des Zylinders ist derjenigen der Austrittsfläche 24 und der Eintrittsfläche 27 angepaßt, und der Zylinder ist so angeordnet, daß seine Achse senkrecht zur optischen Achse verläuft und sein Umfang der Austrittsfläche 24 und der Eintrittsfläche 27 eng benachbart ist.

Das zweite Glied 25 und das Zwischenglied 29 sind relativ zum feststehend angeordneten ersten Glied 21 drehbar. Genauer gesagt sind das Glied 25 und das Zwischenglied 29 um die Zylinderachse des Zwischenglieds 29 drehbar, wobei mittels einer geeigneten Getriebeverbindung, die zwischen dem Glied 25 und dem Zwischenglied 29 vorgesehen ist, bewirkt wird, daß das Glied 25 sich mit der doppelten Drehgeschwindigkeit bewegt wie das Zwischenglied 29. Das Zwischenglied 29 ist so ausgerichtet, daß, wenn die optische Achse 0 nicht geknickt ist, die Lichtleitfasern 30 des Zwischenglieds 29 parallel zur optischen Achse liegen, d.h. parallel zu den Lichtleitfasern 22 und 26 der Glieder 21 bzw. 25. über den Bereich einer Hälfte der zusammenhängenden konvexen ümfangsfläche des : Zwischenglieds 29 bilden die einen Enden der Lichtleitfasern

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eine Eintrittsfläche 31, die in enger Nachbarschaft zur Austrittsfläche 24 des Glieds 21 verläuft. Mit ihren anderen Enden bilden die Lichtleitfasern 30 über den Bereich der anderen Hälfte der Umfangsflache eine Austrittsfläche 32, die in enger Nachbarschaft zur Eintrittsfläche 27 des Glieds 25 verläuft.

Durch die Drehbewegungen des Glieds 25 und des Zwischenglieds 29 kann,wie oben beschrieben, ein veränderlicher Knick in der optischen Achse O erzeugt werden,und während des Bereichs dieser gesamten Drehbewegung wird Licht der Leuchtschirmfläche 2, das an der Eintrittsfläche 23 des Glieds 21 empfangen wird, über die Lichtleitfasern 22 zur Austrittsflache 24 übertragen, wird von da an der Eintrittsfläche des Zwischenglieds 29 empfangen und über dessen Lichtleit— fasern 3O zur Austrittsfläche 32 übertragen, wird sodann an der Eintrittsfläche 27 des Glieds 25 empfangen und über dessen Lichtleitfasern 26 zur Austrittsfläche 28 übertragen. Ein Betrachter, der längs der optischen Achse 0 gegen die Austrittsfläche 28 blickt, kann daher die visuelle Information, die auf der Leuchtschirmfläche 2 wiedergegeben wird,, über die gewünschte, in der optischen Achse 0 gebildete Knickstelle 8 betrachten.Dadurch,daß das Zwischenglied 29 mit einer Drehgeschwindigkeit bewegt wLrd_p die halb so groß ist wi@ di© Drehgeschwindigkeit des Glieds 25,kann das volle Blickfeld der Leuchtschirmfläche 2 beibehalten werden, da die Lichtleitfasern 26 des Glieds 25 dauernd mit denjenigen Lichtleitfasern 3O des Zwischenglieds 31 in optischer Verbindung sind, die ihrerseits in optischer Verbindung mit den Lichtleitfasern 22 des Glieds 21 sind.

Fig» 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das demjenigen von Fig. 3' im wesentlichen ähnlich ist. Ähnliche Teile sind daher mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet wie in Fig. 3. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist das zylindrische Zwischen-

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glied 29 von Fig. 3 durch ein faseroptisches Zwischenglied 33 ersetzt, das eine Gruppe von starr angeordneten paralle*- len Lichtleitfasern 34 enthält, deren Enden zwei gesonderte konvexe Flächen 35 und 36 bilden (die den effektiven Eintritts- und Austrittsflächen 31 bzw. 32 von Fig. 3 entsprechen^ die eine zylindrische Krümmung besitzen, die derjenigen der Austrittsfläche 24 und der Eintrittsfläche 27 der Glieder 21 bzw. 25 angepaßt ist. Das Zwischenglied 33 und das Glied 25 sind in der Weise drehbar, daß im Bereich der gesamten Drehbewegung die Fläche 35 in enger Nachbarschaft zur Austrittsfläche 24 und die Fläche 36 in enger Nachbarschaft zur Eintrittsfläche 27 bleiben. Die Arbeitsweise des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3 entspricht im wesentlichen der Arbeitsweise, wie sie bereits unter Bezug auf Fig. 3 beschrieben wurde.

Das in Fig. 5 gezeigte Ausführungsbeispiel ist demjenigen von Fig. 4 prinzipiell ähnlich, jedoch weisen das erste und das zweite faseroptische Glied konvexe Flächen auf, die passend zu konkaven Flächen ausgebildet sind, die am faseroptischen Zwischenglied vorgesehen sind. Fig. 5 zeigt daher ein erstes faseroptisches. Glied 37 mit einer Gruppe starr angeordneter Lichtleitfasern 38, die parallel zur optischen Achse O verlaufen und deren Enden eine ebene Eintrittsfläche 39 bilden, die in enger Nachbarschaft zur Leuchtschirmfläche 2 verläuft. Mit ihren anderen Enden bilden die Lichtleitfasern 38 eine konvexe Austrittsfläche 40 zylindrischer Krümmung. Ein zweites faseroptisches Glied 41 weist eine Gruppe starr angeordneter Lichtleitfasern 42 auf, die parallel zur optischen Achse O verlaufen {die in der dargestellten Weise eine Knickstelle bei 8 aufweist) und deren Enden eine konvexe Eintrittsfläche 43 zylindrischer Krümmung und eine ebene Austrittsfläche 44 bilden, die senkrecht zur optischen Achse verläuft. Zwischen den Gliedern37 und 41 befindet sich

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ein faseroptisches Zwischenglied 45 mit einer Gruppe starr angeordneter paralleler Lichtleitfasern 46, die mit ihren einen Enden eine konkave Eintrittsfläche 47 zylindrischer Krümmung/ deren Form derjenigen der Austrittsfläche 40 angepaßt ist, und mit ihren anderen Enden eine konkave Austrittsfläche 48 zylindrischer Krümmung bilden, deren Form derjenigen der Eintrittsfläche 43 angepaßt ist. Das Glied 37 ist feststehend, und das Zwischenglied 45 und das Glied 41 sind um Achsen drehbar, die senkrecht zur optischen Achse O verlaufen. Zwischenglied 45 und Glied 41 sind so gelagert, daß die Eintrittsfläche 47 in enger Nachbarschaft zur Austrittsfläche 40 und die Austrittsfläche 48 in enger Nachbarschaft zur Eintrittsfläche 43 bleiben, während die Drehbewegung stattfindet. Die Drehgeschwindigkeiten und -richtungen bei der Relativbev/egung zwischen dem Zwischenglied 45 und dem Glied 41 werden durch eine geeignete Getriebeverbindung dauernd so gesteuert, daß die Lichtleitfasern 42 des Glieds 41 mit denjenigen Lichtleitfasern 46 des Zwischenglieds 45 in optischer Verbindung sind, die ihrerseits in optischer Verbindung mit den Lichtleitfasern 38 des feststehend angeordneten Glieds 37 sind. Dadurch wird das volle Blickfeld der Leuchtschirmfläche 2 in im wesentlichen gleicher Weise für einen Betrachter aufrecht erhalten, der längs der optischen Achse 0 gegen die Austrittsfläche 44 blickt.

Es sei bemerkt, daß bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. bis 5 eine Knickung der optischen Achse in a*ner einzigen Ebene erzeugt wird. Dies ist dadurch begründet, daß eine zylindrische Krümmung vorgesehen ist und daß. eine Drehbewegung um die Krümmungsachse der zusammenpassenden Flächen (16 und 19 in Fig. 2; 24, 31, 27 und 32 in Fig. 3; 24, 35, 27 und 36 in Fig. und 40, 47, 43 und 48 in Fig. 5) oder um eine dazu parallele Achse stattfindet. Wenn es gewünscht wird, eine veränderliche Knickung in drei Dimensionen zu erhalten, können diese zusammen"

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wirkenden Flächen als sphärisch gekrümmte Flächen ausgebildet werden (so daß beispielsweise das Zwischenglied 29 von Fig. die Form einer Kugel hat), und die beweglichen Glieder können so gelagert werden, daß sie um zueinander senkrechte Achsen drehbar sind. Es ist ersichtlich, daß bei derartiger "sphärischer" Anordnung die Bewegungsmöglichkeit natürlich so begrenzt werden kann, daß eine veränderliche Knickung in nur einer Ebene möglich ist, wenn dies erforderlich sein sollte.

Um eine annehmbare Auflösung zu erhalten, sollten die relativ zueinander bewegbaren faseroptischen Flächen, von denen oben erwähnt wurde, daß sie einander eng benachbart sind (also die Flächen 6, 10 in Fig. 1; 16, 19 in Fig. 2; 24, 31 und 27, 32 in Fig. 3; 24, 35 und 27, 36 in Fig. 4 und 40, 47 sowie 43, 48 in Fig. 5), einander so eng wie möglich benachbart sein, ohne daß jedoch im Betrieb ein unmittelbarer Kontakt von Glas zu Glas zwischen den Enden der Lichtleitfasern, stattfinden kann, die die betreffenden Flächen bilden. Dies sollte allgemein verhindert werden, um die Gefahr . von Abrieb und Übertragungsverlust oder gar die Gefahr des mechanischen Bruchs zu vermeiden. Ein geeigneter Abstand kann dadurch erreicht und aufrecht erhalten werden, daß sehr genaue mechanische Toleranzen vorgesehen werden. Dies führt jedoch zu einer Erhöhung der Herstellungskosten der Vorrichtung. Es ist daher vorzuziehen, zwischen den einander eng benachbarten Flächen eine Schmierung in irgendeiner Form vorzusehen. Dies kann erreicht werden, indem eine öder beide der betreffenden Flächen mit einer sehr dünnen Schicht eines geeigneten Stoffs beschichtet wird, beispielsweise mit öl oder mit Polytetrafluoräthylen. Alternativ kann ein sehr dünnes Blatt aus geeignetem Kunststoff zwischen die beiden Flächen eingefügt werden, die das Blatt auf gegenüberliegenden Seiten berühren.

Wie es oben bereits unter Bezug auf die keilförmigen . !faseroptischen Glieder 3 und 7 des Ausführungsbeispiels gemäß Fig..1 beschrieben wurde, können die Lichtleitfasern mit gekrümmtem

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Verlauf angeordnet sein, so daß sie sowohl senkrecht auf der Eintrittsfläche als auch auf. der Austrittsfläche des betreffenden Glieds stehen. Diese Ausbildung ist auch bei den anderen beschriebenen Ausführungsbeispielen möglich, die mit faseroptischen Gliedern ausgerüstet werden können, die aus Lichtleitfasern gebildet sind, die senkrecht auf allen Zwischenflächen der betreffenden Ausführungsbeispiele stehen. Die Fig. 7 und 8 zeigen faseroptische Glieder 13 bzw. 17 für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2, und auch die anderen.Ausführungsbeispiele können aus faseroptischen Gliedern aufgebaut werden, die in gleicher Weise ausgebildet sind. '

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Claims

- 16 P at en tan s ρ r ü ehe

JL¹. Vorrichtung zum Bilden eines optischen Gelenks für an vorbestimmter Stelle erfolgendes, veränderbares Knicken einer optischen Achse, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes auf der optischen Achse (O) angeordnetes, faseroptisches Glied (3, 13, 21, 37) mit einer Gruppe von starr angeordneten Lichtleitfasern (5, 14, 22, 38), deren Enden eine Eintrittsfläche (4, 15, 23, 39) und eine Austrittsfläche (6, 16, 24, 40)- des Glieds-bilden, sowie ein, .zweites auf der optischen Achse (0) angeordnetes, faseroptisches Glied (7, 17, 25, 41) mit einer Gruppe starr angeordneter Lichtleitfasern (9, 18, 26, 42), deren Enden eine zweite Eintrittsfläche (10, 19, 27, 43) und eine zweite Austrittsfläche (11, 20, 28, 44) bilden, vorgesehen sind und daß mindestens eines der beiden faseroptischen Glieder relativ zum anderen Glied drehbar ist, um eine gewünschte Knickung (bei 8) der optischen Achse des durch die Lichtleitfasern des ersten Glieds übertragenen, von den Lichtleitfasern des zweiten Glieds übernommenen und weitergeleiteten Lichts durch die Drehbewegung hervorzurufen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsfläche (6, 16, 24, 40) des ersten Glieds (3, 13, 21, 37) eng benachbart zu der Eintrittsfläche (10, 19) des zweiten Glieds (7, 17) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einander, benachbarten Austritts- und Eintrittsflächen (6 bzw. 1O) eben sind und daß das erste Glied (3) und das zweite Glied (7) die Form von Keilen besitzen, von denen mindestens einer um die optische Achse (0) drehbar ist.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide keilförmigen Glieder (3 und 7) in zueinander entgegengesetztem Drehsinn um die optische Achse (O) drehbar sind und daß zwischen den Gliedern (3 und 7) eine gleiche Drehgeschwindigkeit dieser Glieder hervorrufende Getriebeverbindung vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß von den einander eng benachbarten Austritts- und Eintrittsflächen (16 bzw. 19) die eine Fläche konkav und die andere konvex ausgebildet ist und daß zumindest eines der beiden faseroptischen Glieder um eine Achse drehbar ist, die senkrecht zur optischen Achse (O) verläuft.
6« Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß sie ein faseroptisches Zwischenglied (29, 33, 45) aufweist, das zwischen dem ersten faseroptischen Glied (21, 37) und dem zweiten faseroptischen Glied (25, 41) angeordnet ist und eine Gruppe starr angeordneter Lichtleitfasern (30, 34, 46) besitzt, deren Enden eine Eintrittsfläche (31, 35, 47) und eine Austrittsfläche (32, 36, 48) des Zwischenglieds bilden, daß die Austritts- und Eintrittsflachen des ersten und zweiten faseroptischen Glieds der Eintritts- bzw. Austrittsfläche des Zwischenglieds eng h&- nachbart angeordnet und denselben in der Form angepaßt sind und daß das Zwischenglied und zumindest eines der beiden übrigen faseroptischen Glieder um eine senkrecht zur optischen Achse (O) verlaufende Achse drehbar sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste faseroptische Glied (21) eine konkave Austrittsfläche (24) und das zweite faseroptische Glied (25) eine konkave Eintrittsfläche (27) aufweisen, die je in enger Nachbarschaft zu einer passenden konvexen Fläche (31, 32, 35,

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36) des Zwischenglieds (29, 33) angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied (29) eine zusammenhängende konvexe Fläche aufweist, von der ein Teil die Eintrittsfläche (3D und ein Teil die Austrittsfläche (32) bildet.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied (33) zwei gesonderte konvexe Flächen (35, 36) bildet.
10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste faseroptische Glied (37) eine konvexe Austrittsfläche (40) und das zweite faseroptische Glied (41) eine konvexe Eintrittsfläche (43) bilden und daß das Zwischenglied (45) zwei konkave Flächen (47, 48) aufweist, von denen eine dieser Austrittsfläche (40) und die andere dieser Eintrittsfläche (43) eng benachbart angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die konkaven und konvexen Flächen eine zylindrische Krümmung besitzen»
12. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder einem der Ansprüche 7 bis 10^ dadurch gekennzeichnet, daß die-konkaven und"konvexen Flächen eine sphärische Krümmung besitzen.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch eine zwischen den beweglichen Gliedern angeordnete Getriebeverbindung zum Steuern der Drehgeschwindigkeit derselben.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13 .und einem der Ansprüche 6 bis

11, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied (29) die Form eines Kreiszylinders besitzt, dessen Umfang; eine zu--·.

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sammenhängende konvexe Fläche

bildet, die zu konkaven Flächen des ersten und des zweiten faseroptischen Glieds (21, bzw. 25) eng benachbart verläuft, von denen eines (21) feststehend und eines (25) drehbar ist, und daß die getriebliche Verbindung so ausgebildet ist, daß das Zwischenglied (29) um seine Zylinderachse mit der halben Drehgeschwindigkeit drehbar ist wie das drehbare faseroptische Glied (25).
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer oder beiden der relativ zueinander bewegbaren, einander eng benachbarten Flächen der . Glieder eine Beschichtung vorgesehen ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen relativ zueinander bewegbaren, einander eng benachbarten Flächen der Glieder ein blattförmiger Werkstoff eingefügt ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitfasern der faseroptischen Glieder im wesentlichen parallel zueinander verlaufen.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitfasern in den faseroptischen Gliedern so angeordnet sind, daß sie mit ihren Enden auf der Eintrittsfläche und der Austrittsfläche des Glieds jeweils im wesentlichen senkrecht stehen.

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