DE310183C - - Google Patents

Description

Es ist bekannt, daß Gegenstände, die sich in der Tiefe durchsichtiger Gewässer befinden, und deren Sichtbarkeit für das Auge durch den Glanz der Wasseroberfläche beeinträchtigt wird, deutlicher sichtbar werden, wenn man sie durch vor das Auge gehaltene Turmalinplatten oder Nicoische Prismen betrachtet.

Diese Hilfsmittel wirken als Aiialysatoren

ίο in der Weise, daß sie das vom Wasserspiegel ausgestrahlte polarisierte Glanzlicht vernichten und dem Auge nur die gewöhnlichen, . nichtpolarisierten Lichtstrahlen zuführen, nachdem sie diese ihrerseits durch Doppel-

¹S brechung teilweise oder ganz polarisiert haben. Dadurch kommen auch die von unter Wasser befindlichen Gegenständen ausgesendeten gewöhnlichen Lichtstrahlen im Auge zur Wahrnehmung, während sie beim einfachen Sehen infolge des überwiegenden Lichteindrucks des vom Wasserspiegel ausgehenden polarisierten Glanzreflexes zu geringe Lichtstärke besitzen, um wahrgenommen zu werden. Die Benutzung von Turmalinen hierfür ist vor. längerer Zeit zuerst von Arago angegeben. Bei diesen Feststellungen ist es bisher verblieben, ohne daß sie die Technik nach der angegebenen Richtung hin befruchtet hätten. Begründet ist dies in den Nachteilen, die jenen polarisierenden, als Analysatoren verwendbaren Mitteln anhaften.

Turmaline sind meist nur in dunkelgrüner Färbung für optische Zwecke verwendbar, da sie gerade in dieser Färbung am leichtesten in hinreichender Größe und brauchbarer Beschaffenheit erhältlich sind. Es ist schwierig, aus Kristallen dieser Art Platten zu schleifen, die zwecks guter Lichtdurchlässigkeit dünn genug sind, weil sie im Innern viele kleine Risse und Sprüng'e besitzen, die beim Schleifen ein Zerbröckeln des Materials bedingen. Für Nicoische Prismen aus doppelbrechendem. Kalkspat sind brauchbare, hinreichend große Kristalle, wie sie sich für Fernrohrzwecke eignen, auch nur schwer und zu hohen Preisen erhältlich. Die aus zwei Kalkspatprismen zusammengesetzten Nicols haben rautenförmigen Querschnitt und eine verhältnismäßig große Dicke, wodurch Gesichtsfeld und Lichtstärke wesentlich beeinträchtigt werden. Alle diese '■ Gründe standen bisher der technischen Ausnutzung jener Mittel für Fernrohre hindernd entgegen. . ■ '

Es ist inzwischen auch versucht worden, photographische Objektive mit Nicoischen Prismen, Turmalinplatten oder anderen Polarisationskörpern, derart zu kombinieren, daß letztere vor, in oder hinter dem Linsensystem drehbar angebracht werden, um die beim Photographieren störenden Glanzlichter zu vermindern. Nach Ausweis der deutschen Patentschrift 42281 Z. 18 bis 20 ist dabei für jene Polarisationskörper Voraussetzung, daß die auffallenden Lichtstrahlen beide Körper, sowohl den Polarisationskörper, als auch das Objektiv, durchdringen müssen. Es handelt sich auch hier also lediglich um durchsichtige Polarisatoren mit der .eingangs angegebenen Wirkung. Die lichtschwächende Eigenschaft j ener Polari-

sationskörper wird in jener Palentschrift im ; übrigen zutreffend hervorgehoben. Soweit '. die bisher gegebenen technischen Möglich- i keiten für das Ausschließen des störenden polarisierten Glanzlichts reflektierender Flächen, z. B. des Wasserspiegels, aus Fernrohren und anderen Instrumenten, besonders solchen der Marine.

Bei dieser bisher gegebenen technischen

ίο Sachlage besteht gegenwärtig aber ein durch . den Krieg gesteigertes Bedürfnis danach, die unter Wasser gefahrbringend angewendeten Kampfmittel usw. in der nächsten Umgebung ; des Beobachters rechtzeitig zwecks Ausführung von Gegenmaßnahmen entdecken zu können, z. B. Unterseeboote, heraneilende Torpedos, Minen, Unterwassersperren, Wracks. Nebenbei würden dafür eingerichtete Ferngläser auch in Friedenszeiten⁴ dazu geeignet sein, rechtzeitig vor Klippen, ^[ Eisbergen oder treibenden Wracks zu :

warnen. . '^! |

Vorbedingung für alle diese Zwecke ist j

größtmöglichste Lichtstärke der Instrumente.

Die vorliegende Erfindung trägt diesen Aufgaben Rechnung. Sie benutzt nicht unmittelbar zum Durchsehen dienende Medien, wie Turmaline oder Nicoische Prismen, um Lichtstrahlen, die bereits polarisiert in das Beobachtungssystem eintreten', auszuschalten. Sie überträgt vielmehr die bei Polarisationsapparaten an sich bekannte Einrichtung, . wonach bereits polarisiert einfallende Lichtstrahlen durch spiegelnde Flächen vernichtet werden, auf die Inneneinrichtung von Prismenfernrohren.

Die Erfindung besteht im wesentlichen in folgendem:

Im Innern eines einfachen oder eines Doppelfernrohrs ist ein Prisma besonderer Art eingebaut. Die durch das Objektiv eintretenden Lichtstrahlen treffen auf eine dazu senkrecht stehende Prismenfläche auf, deren Rückseite mit schwarzem, poliertem Belag hinterlegt sein kann, und so gerichtet ist, daß sie mit dem einfallenden Strahlenbündel einen Winkel bildet, der annähernd gleich dem Polarisationswinkel bei der Reflexion in Glas an Luft ist. Dieser Winkel ist komplement zu dem Polarisationswinkel φ; bei der Reflektion an Glas in Luft ist (tg φ = η). Die Strahlen gelangen von dieser ersten auf eine zweite Fläche desselben Prismas, die bei gleicher Neigung zur Wagerechten zu der ersten so gerichtet ist, daß die Strahlen mit dem Komplementwinkel zu dem ersten Einfallwinkel auf treffen, um danach von der zweiten Prisme'nfläche weiterreflektiert zu werden. Ein solches Prisma wirkt gegen polarisiertes Licht als Analysator.

Fig. ι zeigt die beispielsweise schematische Einrichtung der Erfindung und läßt den Strahlengang in der linken und getrennt davon in der rechten Hälfte eines Doppelfernrohrs erkennen.

a, b, c, d und a¹, b¹, c¹, d¹ sind durchsichtige Glasprismen, die längs der optischen Achse durchschnitten dargestellt sind. Beide Prismen sind so im Fernrohr befestigt, daß die durch die Objektive 0, o¹ einfallenden Bildstrahlen e, f und e¹, f¹ annähernd unter dem spezifischen Polarisationswinkel auf die total reflektierenden Prismenflächen a, b und α¹, i»¹ auffallen. Wenn dies im wesentlichen auch nur für die mittelsten Bildstrahlen zutrifft, so ist es doch unbenommen, durch geringfügige Bewegung des Fernrohrs alle gewünschten Bildstellen' unter diesem Einfallwinkel zu betrachten. Im Bedarfsfalle können die Prismen a, b, c, d und a¹, b¹, c¹, d¹ auch um eine wagerechte Achse schwenkbar zu genauerem Einstellen der Flächen a, b und a¹, b¹ eingerichtet werden. Die von den beiden Flächen a, b und a¹, b¹ weiterreflektierten Lichtstrahlen f, g und f¹, g¹ gelangen auf die zweiten partiell reflektierenden Prismenflächen b, c und b¹, c¹ desselben Prismas. Von diesen werden sie mit Anaiysatorwirkung weiterreflektiert. Diejenigen Lichtstrahlen, die bereits vor dem Eintreten in die Objektive 0, o¹ polarisiert waren, z.B. diejenigen, die bisher das lästige, blendende Glanzlicht des Wasserspiegels im Bilde hervorriefen, werden nahezu vollkommen vernichtet. Dagegen werden die in die Objektive 0, o¹ eintretenden gewöhnlichen Lichtstrahlen nach Polarisation von den Prismenflächen b, c und b¹, c¹ weiterreflektiert. Diese Strahlen g, h und g¹, h¹ gelangen danach in bekannter Weise entgegengesetzt zu ihrer Herkunftsrichtung zu je einem zweiten Paar Prismen p und p¹, die gegen die Prismen a, b, c, d und a¹, b¹, c¹, d¹ um 90⁰ versetzt angeordnet sind. Aus diesen zweiten Prismen gelangen die Bildstrahlen in bekannter Weise zu den Okularen I und P. Wichtig für den angegebenen Strahlengang ist also, daß lediglich die partiell reflektierenden Flächen b, c und b¹, c¹ als Analysator wirken.

Für Handfernrohre, insbesondere Doppelfernrohre, werden durch die erforderlichen handlichen Abmessungen gewisse Grenzen in bezug auf Lichtstärke und auf Wahrnehmbarkeit lichtschwacher Bilder gezogen. Weit über diese Grenzen hinaus kann die Wahrnehmbarkeit bei größeren, fest montierten derartigen Instrumenten gesteigert werden, die z. B. auf Deck oder im Mastkorb von Schiffen standfest angebracht sind.

Wenn auch zugegeben ist, daß mit der

eigenartigen Reflexion in der Prismeneinrichtung* der Erfindung erhebliche Lichtverluste verbunden sind, so kann dem doch dadurch entgegengetreten werden, daß man die Wasserschichten unter der Wasseroberfläche mit Scheinwerfern, gegebenenfalls auch bei Tage, absucht. Das Scheinwerf er-. licht erhellt die unter Wasser befindlichen ■ Gegenstände derart, daß sie dann jedenfalls sicher mit Ferngläsern nach vorliegender Erfindung wahrzunehmen sind. Die Scheinwerfer können dabei entweder vom Schiff ' aus auf den Wasserspiegel gerichtet werden, oder unter Wasser durch Schiffsluken die nächsten Wasserschichten unter Hin- und Herschwenken ableuchten. In ersterem Falle wird das starke, für das unbewaffnete Auge äußerst störende Glanzlicht auf der Wasseroberfläche durch die Wirkungsweise der Erfindung· beseitigt. Bei günstiger Beleuchtung in direktem Sonnenlichte werden ohnehin Gegenstände unter Wasser bei nicht zu großer Tiefe auch ohne Scheinwerferbeleuchtung hinreichend sichtbar.

2.5 Außer für die bereits angeführten Zwecke kann die Erfindung bei sinngemäßer Anpassungan die gegebenen optischen Einrichtungen der S ehr ohr systeme von Unterseerbooten für diese Verwendung finden. Hier beseitigt sie in willkommener Weise ebenfalls die störenden Lichtreflexe der spiegelnden Wasseroberfläche.

Claims (2)

P ATENT-Ansprüche:

1. Fernrohr, gekennzeichnet durch eine spiegelnde Fläche zwischen Objektiv und Okular, an der die Strahlen im wesentlichen unter dem' Polarisationswinkel reflektiert werden.

2. Fernrohr nach Anspruch 1, mit einem zwischen Objektiv und Okular eingeschalteten rechtwinkligen Prisma, dessen Hypotenusenfläche von dem in der Objektivachse verlaufenden Strahle, zweimal wesentlich senkrecht durchsetzt wird, und an dessen Kathetenflächen dieser Strahl· im Innern des Prismas je einmal reflektiert wird, dadurch gekennzeichnet, . daß die Prismenwinkel an der Hypotenusenfläche. wesentlich gleich dem .Polarisationswinkel für die Substanz, aus der das Prisma besteht, und seinem Komplementwinkel sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

in heu ueichsdiiuckerei.