DE2728342B2 - Periskop - Google Patents
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- G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
- G02B23/02—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices involving prisms or mirrors
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Description
Die Erfindung betrifft Periskop periskop mit zwei einander identischen, längs der vertikalen Periskopachse
übereinander angeordneten Prismen, zwischen welchen sich ein Luftspalt befindet, mit zur Eintrittsfläche
des oberen und zur Austrittsfläche des unteren Prismas rechtwinkligem Durchgang der optischen
Achse, wobei die erste Reflexionsfläche des oberen Prismas und die letzte Reflexionsachse des unteren
Prismas wie auch die Eintrittsfläche des oberen Prismas und die Austrittsfläche des unteren Prismas parallel
zueinander angeordnet sind. Ein derartiges Periskop ist aus der französischen Patentschrift 83 193 bekanntgeworden.
Bei Periskopen ist es erwünscht, ein verhältnismäßig
weites Feld beobachten zu können, das dem Auge des Beobachters als vertikales Bild erscheint Der öffnungswinkel
der Optik eines derartigen Periskops hängt von der Höhe bzw. der Stärke der Prismen bzw. der
nutzbaren Entfernung der Ein- und Austrittsflächen der Prismen ab.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Periskop zu schaffen, das einerseits einen möglichst
großen vertikalen Bildwinkel aufweist und andererseits hochwertiges Prismenmaterial einsparen läßt.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen der
Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
ausgebildeten Periskops liegt darin, daß man durch Neigung der ersten bzw. letzten Reflexionsflächen der
beiden Prismen um einen unter 43° liegenden Winkel gegen die Längsachse des Periskops bei Aufrechterhaltung
der Parallellage dieser Flächen eine Verschiebung der optischen Achse erzeugt Dadurch ist es möglich,
Durchtrittsöffnungen zu erhalten, deren Höhe erheblich größer als die Dicke der Prismen ist Aufgrund des
erwähnten spitzen Winkels der fraglichen Reflexionsflächen
der Prismen werden die an der oberen geneigten Reflexionsfläche reflektierten Lichtstrahlen nicht unmittelbar
zur zweiten, unteren geneigten Reflexionsfläche geleitet, sondern werden zuvor an der Eintrittsbzw, an der Austrittsfläche reflektiert Infolge dieser
is vierfachen Reflexion ist es möglich, die Stärke der
Prismen beträchtlich zu verringern, und durch die Neigung der ersten und letzten Prismenflächen bedingt
erhält man für den nutzbaren Teil der Ein- und Austrittsflächen größere öffnungen in vertikaler Richtung,
wodurch eine beträchtliche Erweiterung des Sehfeldes erfolgt
Zwar ist es bereits aus der DE-AS 14 22 172 bekannt,
in einem Periskop mit einem rhomboidischen 45°-Prisma eine vierfache Reflexion von Randstrahlen zu
bewirken, um neben einem ersten Bild von dem entfernt liegenden Sichtfeld ein zweites Bild aus dem Bereich des
nahen Sichtfeldes zu erzeugen, was durch die Wahl des geeigneten Abstands der geneigten Reflexionsflächen
bewirkt wird, jedoch vermag diese Druckschrift keinerlei Anregung hinsichtlich des erfindungsgemäßen
Periskops gehen mit besonderer Deutlichkeit aus folgendem hervor: Bei einem Periskop mit Prismen aus
einem Glas mit dem Brechungsindex nd = !,523 und Spitzenwinkeln von 36° haben die Prismen eine Dicke
von nur 30 mm anstatt 40 mm bei Spitzenwinkeln von
w 45°, und bei gleicher Verschiebung der optischen Achse
beträgt die Höhe der öffnungen im erstgenannten Falle etwa 42 mm gegenüber etwa 34 mm.
Somit beträgt der öffnungswinkel des Sehfeldes für
ein Auge in 50 mm Abstand von der dem Beobachter am nächsten liegenden Fläche des unteren Prismas 12°
gegenüber 10°; dies bedeutet eine Vergrößerung des Sehfeldes um 20%.
Ein weiterer bedeutsamer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Strahlen in den Prismen innerhalb des in
F i g. 1 von durchlaufenden Linien umgrenzten Bereiches verlaufen und große Teile der Prismen von den
Lichtstrahlen überhaupt nicht berührt werden, so daß man die Prismen teilweise mit Ausnehmungen versehen
kann, was zusätzlich zu einer nicht unerheblichen Einsparung sowohl an Gewicht als auch an Rohmaterial
führt
Selbstverständlich läßt sich durch Anwendung der in Betracht kommenden Formeln der optimale Scheitelwinkel
der erfindungsgemäßen Kombination als Funk-
h0 tion der ermittelten periskopischen Höhe und der
vorher festgelegten verminderten Prismendicke errechnen; umgekehrt kann man ein vergrößertes vertikales
Blickfeld festlegen und eine verringerte Dicke der neuen Kombination für eine periskopische Höhe und einen
M vorgegebenen Spitzenwinkel bestimmen, unter Beibehaltung
ungefähr derselben Länge des optischen Weges zwischen den Ein- und Austrittsflächen gegenüber den
Kombinationen mit zwei Reflexionsflächen, damit das
identische Beobachtungsfeld in horizontaler Sicht erhalten bleibt
Ist der Scheitelwinkel einmal bestimmt, so kann man
hieraus ohne Schwierigkeit die Größe der Durchtrittsöffnungen
des Strahlenbündels und die der maximalen Abstumpfung des Scheitelwinkels errechnen.
In Fällen, in welchen das erfindungsgemäß ausgebildete Periskop mit einer afokalen Einrichtung der
erwähnten Art kombiniert wird, übertrifft die Höhe der öffnung stets die Dicke der Prismen.
Überdies ist die Größe der im vorliegenden Fall in der Mitte zwischen den beiden Prismen vorgesehenen
Eintrittspupille aufgrund ihrer Neigung gegen die vertikale Achse dar Prismen ebenfalls größer als die
Dicke der Prismenkörper.
In den Fig. 1 und 2 der Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung anhand zweier besonders
bevorzugter Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt. Es zeigt
F i g. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch ein Periskop mit zwei übereinander angeordneten Prismen
und
Fig.2 ein Periskop nach Fig. 1, jedoch in Verbindung
mit einer afokalen Einrichtung zur Vergrößerung des Bildfeldes.
Wie aus F i g. 1 ersichtlich, besteht der optische Teil des erfindungsgemäß ausgebildeten Periskops aus zwei
einander identischen Prismen 5 und 6, deren Stirnflächen 7 und 8 durch einen geringen Luftspalt
voneinander getrennt sind, der praktisch keine Winkelveränderung des ihn durchdringenden Strahlenbündels
herbeiführt
Wie ersichtlich, erfahren die Lichtstrahlen entlang der optischen Achse 1 wie die Randstrahlen 9 und 10
während des Durchtritts durch die beiden Prismen 5 und 6 vier Reflexionen, und zwar einerseits an den geneigten
Prismenflächen 3 und 4 und andererseits an den Eintritts- bzw. Austrittsflächen 16 und 15. Die Prismen 5
und 6 sind in dem Bereich, in welchem sie nicht von Strahlen durchdrungen werden, mit Ausnehmungen 17
und 18 versehen, die der Gewichtsverminderung dienen. Es ist möglich, im Bereich des Strahlenein- und -austritts
parallel zu den Ein- und Austrittsflächen 16 bzw. 15 Schutzgläser 14 bzw. 13 anzuordnen.
Anstelle der Schutzgläser 13, 14 können, wie Fig.2
erkennen läßt, plankonkave zylindrische Linsen 13', 14' vorgesehen werden, die einerseits als Schutzgläser
dienen und andererseits eine Bildfelderweiterung bewirken. Überdies sind die beiden einander zugekehrten
Flächen T, 8' der beiden Prismen 5' und 6' als zylindrische Diopter ausgebildet. Wie weiterhin ersichtlieh,
kann in dem Luftspalt zwischen den Diopterflächen 7', 8' eine Blende 19 angeordnet sein.
Claims (3)
1. Periskop mit zwei einander identischen, längs
der vertikalen Periskopachse übereinander angeordneten Prismen, zwischen welchen sich ein Luftspalt
befindet, mit zur Eintrittsfläche des oberen und zur Austrittsfläche des unteren Prismas rechtwinkligen·
Durchgang der optischen Achse, wobei die erste Reflexionsfläche des oberen Prismas und die letzte
Reflexionsfläche des unteren Prismas wie auch die Eintrittsfläche des oberen Prismas und die Austrittsfläche des unteren Prismas parallel zueinander
angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und letzte Reflexionsfläche (3, 4) der
beiden Prismen (5,6) gegenüber der Längsachse der
Prismen (S, 6) bzw. des Periskops einen solchen, unter 43° liegenden Neigungswinkel («) aufweisen,
daß die in das obere Prisma (5) eintretenden Strahlen nach einer ersten Reflexion an der geneigten
Prismenfläche ein zweites Mal an der Strahleneintrittsfläche (15) und die in das untere Prisma (6)
eintretenden Strahlen zunächst an der Strahlenaustrittsfläche (16) reflektiert werden.
2. Periskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prismen (3,4) in den außerhalb der
Randstrahlen (9, 10) liegenden Bereichen Ausnehmungen (17,18) aufweisen.
3. Periskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor bzw. hinter den Strahlenein-
bzw. -austrittsflächen (15', 16') der Prismen (5', 6') je eine plankonkave zylindrische Linse (13', 14')
angeordnet ist, deren gewölbte Flächen den Prismen (5', 6') zugekehrt sind, und daß die einander
zugekehrten Flächen (7', 8') der Prismen (5', 6') konvex gewölbt sind.
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