DE291634C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Es sind stereoskopische Betrachtungsapparate bekannt, bei denen das eine Teilbild von einem Auge unmittelbar beobachtet wird, während die Strahlen des zweiten Teilbildes erst nach mehrfacher Reflexion an einstellbaren Spiegeln oder Prismen in das andere Auge gelangen. Der von solchen Apparaten erzeugte plastische Eindruck ist aber verhältnismäßig gering, da die Übereinanderlagerung

ίο der beiden Bilder wegen der Verschiedenheit der optischen Weglängen nicht in einer Ebene geschieht. Es sind ferner schon Apparate entworfen worden, bei denen in ähnlichen Fällen eine teilweise Reduktion der Lichtwege durch Spiegelung an Prismen erreicht wird. Gemäß der Erfindung wird die infolge der Reflexion eintretende Verlängerung der optischen Weglänge des meridionalen Teiles des einfallenden Lichtbündels mittels totaler Reflexion an zwei Prismen, von denen das eine drehbar ist, aufgehoben.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar veranschaulichen Fig. ι schematisch den Gang der durch ein Prisma hindurchgehenden Randstrahlen eines Teilbildes, Fig. 2 schematisch die Kombination zweier Prismen, während Fig. 3 einen wagerechten Schnitt durch den gesamten' Apparat zeigt.

Bedeuten in Fig. 1 U₁ und a₂ die Einfallwinkel der Randstrahlen S₁ und S₂ an der Seite PN des den Spitzen winkel φ einschließenden gleichschenkligen Dreiecks MPN mit der»total reflektierenden Grundkante k, ferner P₁ und ß₂ die zugehörigen Brechungswinkel und h die senkrechte Entfernung zwischen dem Eckpunkt M und der Seite PN, dann ist die reduzierte Weglänge

w,—

H ßi-tg ßi

h.

tg C₂-tg Ci₁

Bei gegebenen Einfallwinkeln der Randstrahlen ist wegen der durch das Brechungsgesetz bedingten Abhängigkeit zwischen α und β und der Beziehung h = k cos ^ die reduzierte

Weglänge nur abhängig vom Brechungsexponenten, der Größe des Prismas und dem Winker an der Spitze.

Die gleiche Bedingung gilt für ein zweites, mit dem ersten entsprechend Fig. 2 kombiniertes Prisma TQR, das um seinen Schwerpunkts drehbar gelagert zu denken ist. Verlängert man den *bei F in das Prisma TQR eintretenden Strahl durch das Prisma hindurch bis zum Schnittpunkt G mit der Ebene der Fläche PM des zweiten Prismas MPN, so ist die Bedingung zu erfüllen, daß die Strecke FG gerade so groß ist wie die Summe der zu reduzierenden Weglängen A C und D F' und der Luftstrecke CD, damit der Weg durch die Prismen gleichwertig ist dein Weg für das freiblickende Auge. Schließen die benachbarten Kanten PN und RQ der beiden Prismen den Winkel ö ein, dann sind die Einfallwinkel am zweiten Prisma Ci₁-O bzw. a.₂-ö;

werden die zugehörigen Brechungswinkel mit ß₃ und ß₄ bezeichnet, so muß bei Gleichheit der beiden Strahlenwege folgende Gleichung bestehen:

ig a₂ - ig A₁

CD +DF'-

(a₂-S)- ig (Ci₁-O)

Unter Berücksichtigung dieser Gleichung ergeben sich aus den Beziehungen zwischen dem Brechungsexponenten und dem brechenden Winkel, ferner zwischen der Größe des Prismas und dem brechenden Winkel, endlich aus der Gleichheit der freien und reduzierten • Weglänge die Abmessungen der Einzelteile des Stereoskops, welches in seiner Gesamtanordnung aus Fig. 3 ersichtlich ist. Es ist dabei der die Prismen P₁, p₂ enthaltende Kasten K mit drei Öffnungen A, B, C versehen, von denen A und B als Schauöffnungen für den Beobachter dienen, während C den betrachteten Bildern zugewendet ist und durch Blenden d in der Größe verändert werden kann. Hinter der Schauöffnung B ist das eine Prisma p_x fest angeordnet, während das zweite Prisma p₂ um die zu den beiden reflektierenden Flächen A₁ und U₂ parallele und zweckmäßig durch den Schwerpunkt S des Prismas gehende Achse drehbar gelagert· ist. Die Stellung des Prismas p_x ist verschieden, je nachdem ein normal stereoskopisches oder ein pseudostereoskopisches Bild betrachtet wird, da die Strahlenwege für beide Fälle verschieden sind.

Für die Abmessungen eines Ausführungsbeispieles des Stereoskops als Beobachtungsgegenstand ist ein gewöhnliches Pseudodoppelbild angenommen mit einer Teilbildbreite von 9 cm, also einer Gesamtbreite von 18 cm. Das Bild befinde sich in einer Entfernung von 30 cm von den Augen, deren Pupillendistanz 64 mm parallel zur Bildebene sei. Das Bild ist um 2,2 cm nach der Seite des durch die Öffnung B durch die Prismen brückenden Auges verschoben, damit der Strahlengang zwischen Bild und Stereoskop symmetrisch verläuft. Es sollen ferner folgende Abmessungen für die Prismen vorliegen, deren brechender Winkel 80 ° und Brechungsquotient 1,65 sei: Für das feste Prisma P₁ eine Länge von 2,8 cm für die Basis A₁, für das drehbare Prisma p₂ von 3,8 cm für die Basis k₂. Der senkrechte Abstand 5/ (Fig. 2) des Schwer- und Drehpunktes 5 des Prismas p₂ von der die Seite PM des festen Prismas enthaltenden Ebene beträgt 2,5 cm, die Entfernung JP 1,1 cm, die Entfernung A P der Prismenkante P von dem Sehstrahl ebenfalls i,i cm. Um die der Betrachtung zugrunde gelegten Sehstrahlen zu den Mitten der beiden Teilbilder zur Deckung zu bringen, ist eine derartige Drehung des Prismas p₂ erforderlich, daß der Winkel δ = 6° 24' ist.

Unter dieser Annahme ergibt sich für den Sehstrahl vom Auge ins Prisma P₁ der Einfallwinkel α = o° 23'; es ist dann

AC reduziert = 1,30 cm
CD ganz = 0,45 -
DF reduziert =1,75 -

Gesamtbetrag= 3,50 cm reduziert.

Der Abstand des Punktes F von der Augenwand des Stereoskdpes ergibt sich zu 3,42 cm; es ist daher die freie Weglänge für das zweite, durch die Öffnung A blickende Auge mit Rücksicht auf die oben gemachte Annahme, daß der Strahlenverlauf zwischen Bild und Apparat symmetrisch, also γ=20-α ist,

Es sind mithin die Strahlen wege beider Sehstrahlen völlig gleich.

Durch die Reduktion der optischen Weglänge durch die Prismen wird noch der wesentliche Vorteil erzielt, daß das Stereoskop ohne weiteres mit anderen optischen Instrumenten, wie Lupe, astronomisches oder terrestrisches Fernrohr, kombiniert werden kann, ohne daß die körperliche Wirkung des Stereoskopbildes verschlechtert wird. Die Kombination des Stereoskops mit einem Fernglas kann etwa in der Weise erfolgen, daß vor den beiden Augenöffnungen des Stereoskops zwei identische Okulare, hinter der dem Bild zugekehrten Öffnung ein verschiebbares Objektiv angeordnet wird. Auch können in den Apparat in die Strahlengänge Prismen oder Kombinationen von Prismen und Linsen eingebaut sein, so daß ein vergrößertes, stereoskopisches Sehen von in der Ferne befindlichen Stereobildern möglich ist. Ein solches stereoskopisches Fernglas eignet sich besonders für die Betrachtung von Projektionsstereobildern.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Stereoskop, bei welchem die Strahlen des einen Teilbildes unmittelbar in das eine Auge, die des anderen erst nach zweimaliger Reflexion in zwei gleichschenkeligen Prismen in das zweite Auge gelangen,

   dadurch gekennzeichnet, daß das dem Auge ^: daß die durch die zweimalige Reflexion

   zunächst stehende Prisma fest, das andere für das eine Auge entstehende Verlänge-

   verstellbar ist, und daß die Größe und : rung der optischen Weglänge der meri-

   die gegenseitige Stellung dieser beiden Pris- dionalen Strahlen durch die in den Pris-

   men sowie ihre brechenden Winkel und men eintretende Brechung wieder voll-

   der Brechungsquotient so bemessen sind, ; ständig aufgehoben ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.

   BERLIN. GEDRUCKT IN DER RElCHSDKUCKEIiEl.