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Universal - Koinzidenzscharfeindikator
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Koinzidenzschärfeindikator als
Einstellhilfe in der Einstellscheibe einer Spiegelreflexkamera.
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Ein solcher Koinzidenzschärfeindikator besteht aus mindestens zwei
ablenkenden; optischen Elementen, die sich längs einer Linie berühren und Strahlenbündel
des Sucherstrahlengangs in verschiedene Richtungen mit einem charakteristischen
Ablenkwinkel in der Einstellebene, der Schnittebene der brechenden Flächen der Ablenkelemente,
umlenken. Dadurch werden die durch diese Ablenkelemente hindurch sichtbaren Sucherbildelemente
längs der Berührungslinie sichtbar gegeneinander versetzt, falls diese nicht (innerhalb
der Einstellgenauigkeit) fokussiert sind. Andernfalls wird nur der Pupillenstrahlengang
umgelenkt.
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Die Bildversetzung eines Ablenkelements und somit auch die Einstellgenauigkeit
des Koinzidenzschärfeindikators ist bei gegebener Defokussierung proportional dem
Tangens des Ablenkwinkels. Die möglichen Ablenkwinkel sind jedoch beschränkt durch
den aktuellen, bildseitigen Öffnungswinkel des verwendeten Objektivs, denn sobald
der Ablenkwinkel größer als der Öffnungswinkel ist, dunkelt das Ablenkelement völlig
ab, eine Fokussierung mit seiner Hilfe ist dann nicht mehr möglich.
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Sollen also wie üblich Wechsel objektive mit sehr unterschiedlichen
Öffnungswinkeln an einer Spiegelreflexkamera mit dem gleichen
Koinzidenzschärfeindikator
fokussiert werden, so muß zwischen den Forderungen nach ausreichender Einstellgenauigkeit
bei sehr großen Öffnungswinkeln und damit relativ geringer Schärfentiefe und nach
Nichtabdunkelung bei den allermeisten Objektiven, auch den lichtschwachen des Sortiments,und
bei längeren Objektivauszügen ein Kompromiß geschlossen werden, der üblicherweise
eindeutig zugunsten der zweiten Forderung ausfällt (Ablenkwinkel ca. O entsprechend
einer unteren Grenzlichtstärke von ca. 5,6), und dennoch kann in vielen Fällen -
lange Objektivauszüge für Nah- und Makroaufnahmen, lichtschwache Teleobjektive,
insbesondere kompakte Spiegellinsenobjektive, Benutzung von Konvertern - nicht mehr
mit dem vorhandenen Xoinzidenzschärfeindikator fokussiert werden.
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Der gravierendere Nachteil eines solchen Kompromisses ist jedoch,
daß die Einstellsicherheit viel zu gering ist bei Aufnahmen mit sehr großen Blendenöffnungen,
also sehr enger Schärfentiefe.
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Hiermit ist nicht nur die theoretische Einstellgenauigkeit angesprochen,
die, einer sehr sorgfältigen Fokussierung unter idealen Umständen entsprechend,
noch knapp ausreichen mag, sondern worauf es ankommt, ist doch eine wesentlich darüber
hinausgehende Einstellsicherheit - also Einstellgenauigkeit wesentlich größer als
Schärfentiefe -, die auch in kritischen Situationen eine präzise Fokussierung gewährleistet,
auch wenn dazu noch die Bildstrukturen für den Koinzidenzschärfeindikator nicht
ideal geeignet sind, der Kontrast gering ist. Denn wann arbeitet der Photograph
mit hochgeöffneten Objektiven? Doch wenn es auf große Schnelligkeit ankommt und
die Fokussierung auf Anhieb sitzen soll und vor allem bei schlechten Lichtverhältnissen,
wenn dazu noch die Schärfenleistung des Auges nachläßt und deshalb die Einstellunsicherheit
wächst, wie jeder Photograph aus Erfahrung weiß.(Bei einer mittleren Objektleuchtdichte
von 6asb, entsprechend Blende 1,4, 1/30s, 27DIN, ist die Sehschärfe des Auges infolge
des obergangs vom Zapfen- zum Stäbchensehen um ca. 60.. .70% vermindert!) Und gerade
dann ist der übliche, an sich wegen seiner klaren Schärfeanzeige ideale Koinzidenzschärfeindikator
überfordert.
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Ein mit zusätzlichem Verlust an Präzision verbundener, aufwendiger
und zudem recht unpraktischer und deshalb immer noch einem ungünstigen Kompromiss
zwischen den beiden Forderungen unterworfener
Ausweg aus diesem
Dilemma bieten auswechselbare Einstellscheiben mit Koinzidenzschärfeindikatoren
mit jeweils unterschiedlichen Ablenkwinkeln.
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Zur Erhöhung der Einstellgenauigkeit wurde ein Schnittbildindikator
vorgeschlagen, dessen Schnittbildlinie gegenüber der brechenden Kante der Ablenkkeile
schräg statt senkrecht verläuft, wodurch der Abstand der versetzten Bildelemente
längs der Schnittbildlinie vergrößert wird. Da jedoch die tatsächliche Versetzung
der Bildelemente - und nur auf diesen orthogonalen Abstand kommt es bei der Noniussehschärfe
an - unverändert bleibt, wird die Einstellgenauigkeit auf diese Weise praktisch
nicht verbessert (Offenlegirngsschrift und Patentschrift 1 472 641).
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Ziel der Erfindung ist deshalb ein Eoinzidenzschärfeindikator, der
die Fokussierung bei unterschiedlichsten Öffnungsverhältnissen mit einer jeweils
optimalen Einstellsicherheit erlaubt, ohne daß Eingriffe von außen erforderlich
wären. Darüber hinaus wird das Ziel verfolgt, dem Auge eine möglichst klare Schärfenanzeige
zu bieten, so daß es von den Einzelheiten des Koinzidenzschärfeindikators nicht
störend beansprucht und abgelenkt wird. Außerdem sollen nicht zu umgehende Abdunkelungserscheinungen
möglichst wenig stören.
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Erfindungsgemäße Lösung ist ein Koinzidenzschärfeindikator, der aus
mehreren, sich berührenden Ablenkelementen mit unterschiedlichen (und gleichen)
Ablenkwinkeln in der Einstellebene besteht, wobei die Ablenkelemente selbst ansonsten
beliebige Formen aufweisen können.
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Der Ablenkwinkel bezieht sich dabei etwa auf die Linie Ablenkelement
- Austrittspupille des Objektivs. Die zum Bildrand zunehmende Schrägstellung von
Mikroprismen, die über das ganze Sucherbild verteilt sind, als Ersatz für eine Bildfeldlinse
(Fresnellinse) zur gleichmäßigen Sucherbildausleuchtung berührt deshalb beispielsweise
die Erfindung nicht.
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Allgemeine Gestaltungsprinzipien x In fest eingebauten Einstellscheiben
zwei bis drei verschiedene Ablenkwinkel, in auswechselbaren Universal-Einstellscheiben
zwei ausreichen. Sber die sinnvollsten Ablenkwinkel lassen sich keine verbindlichen
Aussagen machen, da ihre Wahl maßgebend durch die Lichtstärken des vorgegebenen
Objektivsortiments bestimmt wird.
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In den späteren Ausführungsbeispielen werde ich stark ablenkende Elemente
mit einer Grenzlichtstärke 2 für die Fokussierung hochgeöffneter Objektive, "normal"
ablenkende Elemente mit einer Grenzlichtstärke 5 für alle durchschnittlichen Fokussierzwecke
und ggf. schwach ablenkende Elemente mit einer Grenzlichtstärke 8 für sehr lichtschwache
Objektive, Konverterverwendung und besonders große Objektivauszüge vorschlagen.
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Mit Grenzlichitärke ist die Lichtstärke (= kleinste Blendenzahl =
reziprokes Öffnungsverhältnis des Objektivs) der Objektive gemeint, bei deren Verwendung
die jeweiligen Ablenkelemente bei geradem Einblick noch benutzt werden können. Dabei
sollte mit Rücksicht auf die endliche Pupillengröße des Auges, auf eine ausreichenden,
kleinen Bewegungsspielraum des Auges, auf einen mäßigen Objektivauszug und evtl.
auf die Lage von Ablenkelementen abseits der optischen Achse des Sucherstrahlengangs
etwas kleiner als der der Grezlichtstärke entsprechende (halbe) Öffnungswinkel sein.
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Jeweils alle stärker und schwächer ablenkenden Elemente sollen relativ
weniger Fläche als die normal ablenkenden Elemente einnehmen, die ersteren, da mit
ihnen zusammen auch alle anderen Ablenkelemente zur Schärfenaussage beitragen und
da sie am ehesten abdunkeln, die letzteren, da sie alleine doch recht selten zum
Einsatz kommen und sie sonst nicht sehr wirkungsvoll sind.
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(Flächenanteilprinzip) x werden xx der Ablenkwinkel
Damit
die Bildversetzung und somit die Schärfeaussage sehr auffallend ist, auch wenn schon
einzelne Ablenkelemente wegen zu geringen Öffnungswinkels des Objektivs abgedunkelt
sind, soll jedes Ablenkelement mindestens ein anderes Ablenkelement mit gleichem
oder sehr ähnlichem Ablenkwinkel und entgegengesetzter oder doch sehr verschiedener
Ablenkrichtung zumirdest in einem Punkt, am vorteilhaftesten längs einer Linie berühren
und möglichst vielen Ablenkelementen mit ähnlichen Ablenkwinkeln und anderen Ablenkrichtungen
benachbart sein. (Gegens t ellprinzip) Desweiteren sollen die Ablenkelemente mit
den unterschiedlichsten Ablenkwinkeln und Ablenkrichtungen über die Indikatorfläche
dicht und evtl. gleichmäßig so vermischt angeordnet werden, daß praktisch alle zu
fokussierenden Bildstrukturen in ähnlicher Weise von einer jeweils ausreichenden
Zahl von Ablenkelementen mit verschiedenen Ablenkwinkeln und -richtungen versetzt
werden, so daß das Auge sofort - auch bei Teilabdunkelung - die stärksten Bildversetzungen
wahrnimmt, ohne sich speziell auf die jeweils am stärksten ablenkenden, noch nicht
abgedunkelten Elemente konzentrieren zu müssen.
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(Mis chprinzip) Eine alternative Anordnungsart ist die schrittweise
Änderung des Ablenkwinkels in einer Richtung über die Indikatorfläche oder größere
Ausschnitte hiervon. Dabei wird man vorteilhaft typische Sehbewegungen (nach rechts,
oben rechts, oben) und Sehschwerpunkte (Zentrum, oben) des Auges ausnutzen, indem
man z.B. die wichtigen normal ablenkenden Elemente ins Bildzentrum und die kritischeren,
stark ablenkenden nach oben (rechts) setzt. (Schrittprinzip) Durch Anwendung dieses
Schrittprinzips auf infinitesimal breite Ablenkelemente wird man zu Ablenkelementen
mit kontinuierlich sich änderndem Ablenkwinkel in der Einstellebene geführt. Der
funktionale Verlauf des Ablenkwinkels längs der Beruungslinie zwischen Elementen
verschiedener Ablenkwinkel kann frei gewählt werden, wird man zu starke Änderungen
des Ablenkwinkels vermeiden, da sie zu starken Bildverzerrungen führen.
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x doch
Durch leicht schiefen Einblick in das Okular
der Spiegelreflexkamera - normalerweise schaut man etwas von oben links nach unten
rechts ins Okular, was mit der Kamerahaltung und der Anordnung der Anzeigen im Sucher
zusammenhängt - wird das Abdunkeln von etwas zu steilen Ablenkelementen, die ungefähr
in die Einblickrichtung umlenken, verhindert, ohne daß nun andere schwächer ablenkende
Elemente abdunkeln. Dies läßt sich zur optimalen Fokussierung von Zwischenlichtetärken
und zur Reduzierung der schwach ablenkenden Elemente ausnutzen, deren Ablenkwinkel
dann aber um diesen Einblickwinkel vermindert sein muß. Außerdem vergrößert sich
so die jeweils einstellfähige Indikatorfläche. Da das Auge ohnehin immer in Bewegung
ist, wird der erforderliche Einblickwinkel, evtl.
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nach kurzer Übung, von selbst ohne störende Konzentration hierauf
gefunden wie in ähnlicher Situation beim herkömmlichen Koinzidenzschärfeindikator
der ganz gerade Einblick bei Objektiven mit eben noch ausreichender Lichtstärke.
(Methode des schiefen Einblicks) Trotz der Abdunkelung der Ablenkelemente, deren
Ablenkwinkel grösser als der aktuelle Öffnungswinkel ist, läßt sich ein dunkles,
allerdings nicht mehr zur Fokussierung geeignetes Bild sichtbar halten durch zumindest
teilweise Aufhebung der Ablenkung durch Brechung oder Streuung an einzelnen Stellen,
die gleichmäßig, aber mit nur geringem Flächenanteil über die Oberfläche der Ablenkelemente
verteilt sind. Dies können Planschliffstellen oder -streifen, linsen- oder zylinderartige
Elemente sein, die, evtl.
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schon bei der Herstellung der Ablenkelemente, von der Oberfläche abgetragen
oder aUf sie aufgebracht werden. Auch eine vereinzelte, breit streuende Mattierung
bringt diesen Effekt. Je größer der hierdurch unabgelenkt durchgelassene Lichtanteil
ist desto stärker tritt eine Mischbildcharakteristik des Koinzidenzschärfeindikators
auf.
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Der Vorteil eines Koinzidenzschärfeindikators, der nach optimaler
Anwendung dieser z.T. alternativen Ausführungsprinzipien gestaltet ist, besteht
darin, dem Photographen eine universell verwendbare Einstellhilfe mit optimaler
Einstellsicherheit und größt möglichem
Benutzungskomfort zu sein.
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Andererseits wird durch ihn der Gebrauchswert hochwertiger, lichtstarker
Objektive beträchtlich gesteigert.
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In den folgenden Ausführungsbeispielen werde ich nur die Anwendung
der Erfindungsgedanken auf Schnittbildindikator und Mikroprismenraster als den üblichsten
Ausführungsformen des Koinzidenzschärfeindikators behandeln, doch lassen sich die
Erfindungsprinzipien in analoger Weise auf alle denkbaren Typen von Eoinzidenzschärfeindikatoren
mit Ablenkelementen übertragen, seien diese nun ebenfalls prismatischer (auch als
Fresnelprismen) oder gewölbter wie spharischer oder torischer Art, kegel- oder tonnenartig
usw..
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Es geht immer darum, gemäß der genannten Anordnungsprinzipien und
mit Blick auf die Herstellungsmethode sinnvolle Anordnungen der unterschiedlichen
Ablenkelemente, ggf. auch verschiedener Typen zu finden.
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Besonderheiten der Ausführung von Schnittbildindikator oder Mikroprismenraster,
die nicht mit den Erfindungsgedanken zusammenhängen, blieben ebenfalls unberücksichtigt,
können aber u.U. auch bei den vorgeschlagenen Ausführungsformen Vorteile mit sich
bringen.
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Schnittbildindikator Anstelle der üblichen zwei entgegengesetzt gleich
ablenkenden, übereinander liegenden Ablenkprismen können mehrere Ablenkprismen mit
wechselnder Ablenkrichtung, zunächst noch gleichen Ablenkwinkeln und gleicher Schnittlinie
der Ebenen aller brechenden Flächen zu einem Schnittbildindikator mit mehrfacher
und darum deutlicherer Bildversetzung zusammengesetzt werden.
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Die Schnittlinien zwischen den einzelnen Ablenkprismen müssen sehr
fein sein. Deshalb kann es erforderlich sein, daß die Schnittflächen, durch die
nicht die optische Achse des Sucherstrahlengangs geht, so geneigt sind, daß zusammen
mit den Wirkungen der übrigen optisch wirksamen Teile der Einstellscheibe und des
Suchers (z.B. der Feldlinse) für das Auge nur die Schnittlinie, nicht die Schnittfläche
sichtbar ist. Normalerweise spielt dies
keine wesentliche Rolle
und läßt sich durch geringfügige Verschiebung des Auges aus der optischen Achse
erreichen.
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Die Erfindungsgedanken lassen sich nun leicht auf einen derartigen,
mehrfachen Schnittbildindikator übertragen, indem die Ablenkwinkel der einzelnen
Ablenkprismen verschieden (und evtl. auch gleich) ausgeführt werden, wobei die Schnittgerade
unverändert bleibt.
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Eine günstige Ausführung zeigt Sir.1: Die Ablenkprismen sind nach
wechselnder Ablenkrichtung (Gegenstellprinzip) und sich von oben nach unten verringernden,
z.T. paarweise gleichen Ablenkwinkeln (Schrittprinzip) angeordnet.
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Das Prismenpaar mit normaler Ablenkung und größeren Keilflächen ist
zentral angeordnet, so daß in der Regel mit seiner Hilfe fokussiert wird, was bei
normaler Abblendung auch sinnvoll ist. In kritischeren Situationenen wird dem Auge
von selbst die gröBere Bildversetzung im darüberliegenden Prismenpaar mit stärkerem
Ablenkwinkel und geringerem Flächenanteil auffallen. Bei sehr lichtschwachen Objektiven
(bis ca. zur Lichtstärke 8) kann nach der Methode des schiefen Einblick mit dem
unteren normal ablenkenden und dem untersten, entgegengesetzt sehr schwach ablenkenden
Prisma fokussiert werden, dessen Ablenkwinkel entsprechend vermindert werden muß,
daher die geringe Grenzlichtstärke 20 für geraden Einblick. Beachtenswert ist, daß
hierbei noch 50% der Indikatorfläche zur Verfügung stehen.
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Auf ähnliche Weise lassen sich bei einem um ca. 4,5° zur Seite geneigten
Einblick mit dem unteren stark ablenkenden und dem oberen normal ablenkenden Element
Objektive ab der (häufigen!) Licht tärke 2,8 mit optimaler Einstellstoherheit fokussieren.
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Hierb i dunkelt nur das oberste, schmale Ablenkprisma ab, das noch
weniger ins pewioht fällt, wenn der gesamte F:oizidenzschärfeindikator statt der
quadratischen eine kreisförmige Kontur aufweist.
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Andere Anordnungen der Ablenkprismen sind ebenso möglich, auch brauchen
nicht paarweise gleiche Ablenkwinkel vorhanden sein, wenn die Abstufung fein genug
ist.
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Fig. 2 zeigt einen Schnittbildindikator aus nebeneinander liegenden,
Prismen mit entgegengesetzt gleichen, längs der Schnittgeraden sich ändernden Ablenkwinkeln.
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Da eine Fokussierung von Bildstrukturen, die parallel oder senkrecht
zur Schnittgeraden verlaufen, nicht möglich ist, wird man den Indikator schräg einbauen,
vorzugsweise weist die Schnittgerade nach oben rechts.
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Da auch an den Enden der Schnittgerade, zumindest dem mit der hohen
Grenzlichtstärke,eine ausreichende Meßfläche mit voller Einstellgenauigkeit zur
Verfügung stehen soll, darf sich der Ablenkwinkel hier nicht ändern (= Tangenten
an den brechenden Flächen hier in einer Ebene mit der Schnittgeraden).
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Im Gegensatz zur Zeichnung ist in praxi eine kreisförmige oder senkrecht
zur Schnittgeraden schmale Kontur vorteilhaft.
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Anmerkungen zu den Zeichnungen: Die räumlichen Darstellungen der besprochenen
Gestaltungsvorschläge sollen qualitativ die Anordnung der Ablenkelemente und die
brechenden Winkel bzw. die Höhen der Ablenkelemente veranschaulichen, untereinander
sind sie nur bedingt vergleichbar. Schnittflächen zur Veranschaulichung, die real
nicht frei liegen, sind voll geschwärzt.
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Daneben sind in einigen Fällen die Grundrißlininien der Ablenkelemente
(bei Mikroprismenrastern Ausschnitte aus dem Indikatorfeld) dargestellt, in die
hinein die Aufspaltungsbilder einer sehr feinen Bildlinie für eine angenommene Defokussierung
gezeichnet sind, deren Unschärfe bei einer Abbildung mit Blende 1,4 der außerhalb
des Indikatorfeldes liegende Balken demonstriert (Vergleich zur Aufspaltungt). Det
Sohnittbildindikator zeigt wie eine Klargtasaeheibe immer ein sohfes Bids im Gegenatz
dazu verhindert das Xikroprismenraster die Akkomodation des auges auf die Bildebene,
80 daß in der Einstellebene die unscharf Linie - entsprechend aufgesplittert - gesehen
wird.
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Die Zahlen bei den Ablenkelementen sind die Vorschläge für die Grenzlichtstärken,
denen jeweils entsprechendf aber nicht maßstäblich die brechenden Winkel gezeichnet
sind.
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Mikroprismenraster Beim Mikroprismenraster (Fig.3ff.) sind die einzelnen
Ablenkelemente, sehr kleine Teilprismen mit dreieckigen (evtl. viereckigen) GrundflächenFi
und gleichen Basishöhen, zu dreieckigen, viereckigen o.ä., hohlen oder erhabenen,
aneinanderliegenden Pyramiden oder pyramidenshnlichen Formen zusammengefaßt, so
daß die Neigungswinkel der Pyramidenseitenflächen ai die brechende Winkel bilden
und die allen gemeinsame Basisebene die Einstellebene darstellt, wobei allerdings
eine gewisse Störung durch die Pyramidenkanten verursacht wird.
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Durch die Herstellungsmethode bedingt liegen auf jeder Seite jeder
Basislinie jeweils Pyramidenseitenflächen gleicher Neigung.
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Damit ist die Anwendung des Erfindungsprinzips auf Mikroprismenraster
schon angedeutet: Die Pyramiden sind so geformt, daß ihre Seitenflächen die gewünschten,
unterschiedlichen Neigungswinkel aufweisen und somit die einzelnen Ablenkelemente,
die Teilprismen, die entsprechenden Ablenkwinkel besitzen.
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Die Anordnung und Orientierung der Pyramiden folgt den oben allgemein
aufgeführten Prinzipien, insbesondere dem Gegenstellprinzip, bei dessen optimaler
Anwendung sich auf beiden Seiten einer gemeinsamen Basislinie Seitenflächen mit
gleichen Ablenkwinkeln gegenüberstehen.
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Dies wird in allen Ausführungsbeispielen befolgt, so daß eine Kennzeichnung
der Basislinien mit Grenzlichtstärken genügt.
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Bei unterschiedlicher Zusammenstellung von Teilprismen verschiedener
Ablenkwinkel in vorgegebenen Rastereinteilungen können sich Pyramiden und Obeliskenformen
ganz unterschiedlicher Höhe mit störenden, brechenden Kanten außerhalb der Einstellebene,
die ungünstigerweise dann am höchsten sind und damit wie erwähnt der verursachte
Einstellfehler am größten, wenn die kritischen Ablenkelemente mit großen Neigungswinkeln
vorkommen, die äa gerade um der höheren Einstellgenauigkeit willen bei großen Blenden,
d.h.
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geringer Schärfentiefe, eingesetzt werden.
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Falls der Einstellfehler zu groß ist, dies hängt von der absoluten
x ergeben
Höhe der Pyramiden ab, wird man die störenden Spitzen
oder Kanten durch zusätzliche Schliffe, ggf. am Formwerkzeug, abtragen, wobei zwei
Möglichkeiten bestehen: 1) Durch einen zur Basisebene parallelen oder jeweils längs
der Basislininien verlaufende, schräge Planschliffe werden die störenden Spitzen,
Kanten usw. bis auf eine nicht mehr störende Höhe abgetragen. Hierdurch kann die
einstellkritische Fläche stark vermindert werden.
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2) Bei Mikroprismenrastern, die nach dem Schrittprinzip ausgeführt
sind, kann durch einen flachen Schräg- oder Rotationsschliff (z.B. Kugel- oder Kegelschliff)
bis ca. 45% der Höhen aller störenden Pyramiden abgeschliffen werden, so daß bis
ca. 20% der Pyramidenfläche um die Spitze herum für die Fokussierung indifferent
ist, was eine Fehlfokussierung verhindert.
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Vorteilhafte Ausführungen eines Mikroprismenrasters gemäß dem Mischprinzip
zeigen Fig. 4 und Fig.5. Die Elemente derverschiedenenAblenkwinkel sind jeweils
zu einer Pyramide zusammengefaßt, was die höchste Mischdichte ergibt. Alle Ablenkwinkel
weisen zwei zueinander senkrechte Ablenkebenen auf, so daß alle Arten von Bildstrukturen
bei allen Lichtstärken optimal zerrissen werden.
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Daneben sind zahllose andere Anordnungsarten möglich, bei denen die
einzelnen Ablenkelemente anders zu Pyramiden zusammengesetzt werden bzw. andere
Neigungswinkel, auch in anderem Wechsel, vorgesehen sind, die Pyramiden können dann
auch untereinander ganz unterschiedlich große und verschiedenartige Basisflächen
aufweisen.
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Interessant sind dreieckige Pyramiden (Fig. 3), da sich über die Wahl
der Dreieckswinkel Ai der Basisfläche der Pyramide die Slächenanteile der Teilprismen
Fi und somit der verschiedenen Ablenkwinkel in Grenzen beeinflussen lassen, denn
für jede Fläche Fi (i=1, 2, 3) gilt: F. = Const. ctg a ' sin Ai i i mit den jeweiligen
Neigungswinkeln der Seitenflächen ai und den gegenüberliegenden Dreieckswinkeln
Ai, die Konstante ist abhängig von Form und Größe des Gesmtdreiecks, hat aber auf
die Anteile
keinen Einfluß.
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Da in erster Näherung gilt ctg a. proportional der jeweiligen Grenzlichtstärke,
können die stark ablenkenden Elemente mit hoher (kleiner!) Grenzlichtstärke nur
kleine Flächenanteile einnehmen, der maximal mögliche Plächenanteil wird erreicht,
wenn der gegenüberliegende Dreieckswinkel ein rechter ist. Auf der anderen Seite
nehmen die schwach ablenkenden Elemente immer einen relativ großen Flächenanteil
ein, ein genereller Nachteil der Pyramidenkonstruktion.
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In Fig. 5 sind die Basisdreiecke rechtwinkliig; da jedoch die Dreiecke
auch gleichschenkelig sein müssen, um aUch bei Drehung um 900 ins Raster zu passen,
was die beiden zueinander senkrechten Ablenkebenen für jeden Ablenkwinkel bedingen,
sind die schwach ablenkenden Elemente zwangsläufig groß. Um demgegenüber die Gesamtflächenanteile
der stark und normal ablenkenden Elemente zu heben, wurde jede zweite vertikale
Basislinie mit schwach ablenkenden Elementen durch eine mit stark ablenkenden ersetzt
(Flächenanteilprinzip).Man beachte, daß die so entstandenen Pyramiden 60% höher
sind als die, die alle drei Ablenkwinkel umfassen.Ggf. können störende Spitzen bzw.
Kanten dieser höheren Pyramiden durch zusätzliche Schliffe abgetragen werden.
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Ein nach dem Schrittprinzip aufgebautes Raster zeigt Fig. 6-. Hier
sieht man wieder die Abnahme der Flächenanteile der Ablenkelemente mit wachsendm
Neigungswinkel, wie es sich aus der Pyramidenkonstruktion mit gleicher Höhe ergibt.
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Würde die Rasterweite beibehalten und die Neigungswinkel in zwei Richtungen
schrittweise erhöht, so nähme dabei entsprechend die Pyramidenhöhe mit dem Neigungswinkel
zu und es ergäben sich z.T.
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(schiefe) Obeliskenformen mit brechenden Kanten in unterschiedlichen
Höhen und somit zusätzlichen Einstellebenen, die ggf. wie besprochen beseitigt werden
müssen.
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Auch existieren wieder zahlreiche andere Möglichkeiten: Kombination
von Rastervariation und Höhenvariation bei nicht parallelen Basislinien (s. hierzu
auch das letzte Ausführungsbeispiel);
feinere Abstufung der Neigungswinkel
oder Gruppen über viele Rasterelemente mit gleichen Neigungswinkeln, dann Sprung
zur nächsten Gruppe; unterschiedliche Anordnungsprinzipien in horizontaler und vertikaler
Richtung. Es ist prinzipiell auch möglich, daß die Teilprismen mit unterschiedlichen
Ablenkwinkeln nicht auf gleicher Höhe zu einer Pyramide zusammengelegt werden oder
daß die Änderung des Ablenkwinkels zusätzlich durch eine Änderung des Brechungsindices
des jeweiligen Ablenkelements herbeigeführt wird.
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Wegen dieses nicht so günstigen Zusammenhangs zwischen Neigungswinkel,
Flächentiefe der jeweiligen Teilprismen und Pyramidenhöhe beim Mikroprismenraster
wird man in kombinierten Einstellscheiben mit Schnittbildindikator und Mikroprismenraster
die am stärksten und schwächsten ablenkenden Elemente neben normalen vorteilhaft
im Schnittbildindikator anordnen, während das Mikroprismenraster Elemente mit nicht
zu großen Unterschieden in den Ablenkwinkeln aufweisen sollte.
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Fig. 7 zeigt eine komplette Einstellscheibe mit (nicht maßstäblich
gezeichneten) Schnittbildindikator und Mikroprismenraster umgeben von einer Klarglasscheibe.
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Der Schnittbildindikator ist wie in Fig. 1 aufgebaut.
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Das Mikroprismenraster weist konzentrisch kreisförmige und radiale
Basislinien auf, längs der letzteren steigt also die Pyramidenhöhe linear mit dem
Abstand vom Mittelpunkt an (s Querschnitt Sig.7B).
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Deshalb ist für die radial ablenkenden (längs der Kreise angeordneten)
Elemente die Variation des Neigungswinkels nach dem Schrittprinzip mit paarweise
gleichen, nach außen hin zunehmenden Ablenkwinkeln gewählt worden. So ergibt sich
ein Kompromiß aus Zunahme der Pyramidenhöhe und Abnahme der Prismenbreite zu stärkeren
Ablenkwinkeln hin.
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Sollten die äußeren Pyramiden trotzdem störend hoch werden, so sind
die störenden Spitzen wie beschrieben abzutragen (Rotationsschliff!).
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Die tangential ablenkenden Elemente (längs der Radien) sind nach dem
Mischprinzip angeordnet, wobei die Zahl der schwach ablenkenden Elemente ähnlich
wie in Fig. 5 vermindert ast-.
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In praxi wird man die Rasterteilung natürlich sehr viel feiner wählen,
evtl. auch feinere Schritte des Ablenkwinkels in radialer Richtung.
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Ohne Feldlinse (resnellinse) über dem iikroprismenraster sollten die
tangentialen Pyramidenseiten so zusätzlich geneigt werden, daß von den entgegengesetzt
gleich ablenkenden Elementen jeweils symmetrische Bereiche der Austrittspupille
des Objektivs ins Okular abgebildet werden.
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Eine stärkere Lupenvergrößerung des Koinzidenzschärfeindikators vergrößert
die Biliversetzung und steigert damit dessen Genauigkeit in demselben Maße. integrierte
Eine in die Einstellscheibe okularseitig "Aufsetzlupe", die die Indikatorfläche
überdeckt, verbessert also die Einstellgenauigkeit um den Faktor des Brechungsindices
des Einstellscheibenmaterials. Realisiert wird eine solche Aufsetzlupe durch eine
sphärische, bei Schnittbildindikatoren auch zylindrische Ausbuchtung der Einstellscheibe,
deren Krümmungsmittelpunkt in der Einstellebene liegt bzw. bei der die Zylinder-achse
mit der Schnittgeraden des Schnittbildindikators identisch ist. Fig. 75 zeigt im
Schnitt eine derartige integrierte Aufsetzlupe für den Schnittbildindikator.
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Zur Herstellung: Die Prüfung, ob die noch nicht fest miteinander verbundenen,
einzelnen Ablenkprismen eines Schnittbildindikators gemäß der Erfindung tatsächlich
eine gemeinsame Schnittgerade aufweisen, kann durch eine sChr scharfe Schneide erfolgen,
die längs der Schnittgeraden in der verlangten Höhe aUf allen brechenden Flächen
voll aufliegen muß. Andernfalls müssen die Ablenkprismen gegeneinander verschoben
werden, bis diese Bedingung erfüllt ist.
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Soll der Schnittbildindikator, evtl. zusammen mit Teilen der oder
der ganzen Einstellscheibe gepreßt, gespritzt, gewalzt o.ä. werden, so können die
entsprechenden Formwerkzeuge nach der obigen Methode geprüft werden.
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Mikroprismenraster gemäß der Erfindung können prinzipiell wie herkömmliche
unter Berücksichtigung der verschiedenen Neigungswinkel durch keilartiges Fräsen
längs der Basislinien hergestellt werden.
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Damit die Schnittgerade des Schnittbildindikators mit kontinuierlichem
Verlauf des Ablenkwinkels hinreichend fein ist, werden die brechenden Seitenflächen
von der stehenbleibenden Schnittgeraden durch Schwenken des Schleifwerkzeugs um
sie bei einer Bewegung längs der Schnittgeraden weggeschliffen, so daß eine massive
Dachform stehenbleibt. Dies gilt für die direkte Herstellung eines solchen. Schrittbildindikators
oder die des entsprecüenden liormwerkzeug für die indirekte Herstellung durch Pressen,
Spritzen, Walzen o.ä.
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Der in Fig. 2 dargestellte Schnittbildindikator ist dann auf die letztere,
indirekte Art hergestellt worden.
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