DE3335981A1

DE3335981A1 - Optisches rueckblicksystem

Info

Publication number: DE3335981A1
Application number: DE19833335981
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Phys. 6556 Wöllstein Schröder
Original assignee: Jos Schneider Optische Werke GmbH
Current assignee: Jos Schneider Optische Werke GmbH
Priority date: 1983-10-04
Filing date: 1983-10-04
Publication date: 1985-04-18
Also published as: DE3335981C2

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Rückblicksystem mit einem auf das hinter dem Beobachter liegende Beobachtungsfeld gerichteten objektseitigen Rückblickspiegel.
Rückblickspiegel sind z.B. in Form von Seiten- und Innenspiegel bei Fahrzeugen allgemein bekannt. Sie stellen in den bisher üblichen Ausgestaltungen aber immer einen Kompromiß zwischen der Größe der Abmessungen des jeweiligen Spiegels und dem erreichten Gesichtsfeldwinkel dar. Entweder hat das Gesichtsfeld die wünschenswerte Größe, um den sogenannten "toten Winkel" zu vermeiden mit der Folge, daß die Spiegelabmessungen verkehrsgefährdnd groß sind und gerade im Falle des seitlich angebrachten Außenspiegels den Windwiderstand zu stark erhöhen, oder der Spiegel hat akzeptable Abmessungen mit der Folge, daß das Gesichtsfeld zu klein ist und der Spiegel aus diesem Grunde nicht in befriedigendem Maße zur Verkehrssicherheit beitragen kann.
Durch die Einführung leicht gewölbter Spiegel konnte der objektseitige Gesichtsfeldwinkel vergrößert werden, jedoch werden dadurch Einzelheiten des vergrößerten Gesichtsfeldes aus dem hinter dem Beobachter liegenden Beobachtungsfeld, also z.B. nachfolgende Fahrzeuge, kleiner abgebildet, als es ihrer tatsächlichen Entfernung entspricht, und sie scheinen deshalb weiter entfernt zu sein, was wiederum einen Kompromiß erfordert, nämlich ein kleineres virtuelles Bild von einem größeren Bereich aus dem hinter dem Beobachter liegenden Beobachtungsfeld. Fehlereinschätzungen der tatsächlichen Entfernung sind dabei nicht ausgeschlossen.
Das von einem Rückblickspiegel in endlicher Entfernung entworfene Zwischenbild, das durch das Auge des Beobachters erst noch auf dessen Netzhaut abgebildet werden muß, macht zudem bei jedem Blickwechsel des Beobachters von dem vor ihm liegenden Beobachtungsfeld auf den Rückblickspiegel zur Kontrolle des von dem Rückblickspiegel abgebildeten Bereichs des hinter ihm liegenden Beobachtungsfelaes und umgekehrt einen Akkomodationswechsel der Augen erforae -lich. Außerdem liegt der übliche Seitenspiegel zu wei seitlich am Rande des Gesichtsfeldes des Beobachters, so daß dieser bei jedem Blickwechsel eine verhältnismäßig große Kopfbewegung machen muß. das Problem des "toten Winkels" zu lösen, wurde auch vorgeschlagen, den am weitesten außen liegenden Teil des seitlich angeordneten Außenspiegels etwas abzuwinkeln, wodurch Teile des im toten Winkel" liegenden 3eobachtungsfeldes dargestellt bzw. abgebildet werden. Ein ganz entscheidender Mangel dieser Lösung besteht darin, daß die von beiden Beobachteraugen aufgenommenen Teilbilder des Zusatzgesichtsfeldes keine oder nur ungenügende uberdeckung aufweisen. Der Beobachter nimmt zwei Teilbilder wahr, die nicht aneinander anschließen bzw. ineinander übergehen, was eine Verwirrung des Beobachters bewirken kann. Die Notwendigkeit der Bildüberdeckung hat ganz wesentlich zu den Abmessungen der heute üblichen Seiten-oder Außenspiegel beigiragen.
Nachteilig an großen Seitenspiegeln ist auch die aus der Enge von Parkplätzen und Garagen resultierende, häufige, unbeabsichtigte Verstellung der Seitenspiegel, die ot nicht sofort bemerkt wird und dadurch verkehrsgefährden wirkt.
Es sind optische Systeme zur Auswahl von Teilen des einen Beobachter umgebenden Beobachtungsfeldes in Form der Periskope bekannt, mit deren Hilfe bekanntermaßen durch Umlenkung bzw. Knickung des Strahlengangs des aus einem zu beobachtenden Objektfeld kommenden Lichts mit Hilfe von Prismen oder auch Spiegeln der Beobachter aus einer bestimmten (horizontalen) Ebene heraus das in einer anderen (horizontalen) Ebene liegende Beobachtungs- oder Objektfeld beobachten kann. Durch Veränderung der periskopischen Länge ist die Beobachtung von in verschiedenen (horizontalen) Ebenen liegenden Objektfeldern aus einer bestimmten (horizontalen) Ebene heraus möglich. Durch Drehen des Periskops kann eine Rundumbeobachtung erfolgen. Aufgrund der bei derartigen Systemen üblichen Okularbeobachtung beanspruchen sie das gesamte Gesichtsfeld des Beobachters zur Beobachtung eines Teilbereichs des gesamten Beobachtungsfeldes. Sie sind deshalb für den hier verfolgten Zweck, der darin besteht, unter ständiger Beobachtung des vor dem Beobachter liegenden Beobachtungsfeldes sporadisch und kurzzeitig auch das hinter dem Beobachter liegende Beobachtungsfeld in einem wünschenswert großen Bereich zu kontrollieren, nicht geeignet.
Ferner sind optische Systeme bekannt, die seitlich und hinter einem Beobachter liegende Beobachtungsfeldbereiche auf einer Mattscheibe abbilden, die sich innerhalb des Gesichtsfeldes des Beobachters, d.h. innerhalb des von ihm mit unbewegten Augen übersehbaren Teils des Raums, oder innerhalb seines Blickfeldes, sein durch Augenbewegung erweitertes Sehfeld, befindet. Diese Systeme haben jedoch mehrere Nachteile. Einerseits ist das Mattscheibenbild mehr oder weniger unscharf und damit detailarm und andererseits wird das Mattscheibenbild undeutlich oder sogar unsichtbar, sobald von der Beobachterseite Störlicht auf die Mattscheibe auftrifft.
Außerdem ist auch hier der bei jedem Blickwechsel des Beobachters von dem vor ihm liegenden Beobachtungsfeld auf die Mattscheibe und umgekehrt notwendige Akkomodationswechsel der Augen störend.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein optisches Rückblicksystem zu schaffen, das am Rande des Gesichtsfeldes eines nach vorn blickenden Beobachters eine bildliche Wahrnehmung in einer Weise ermöglicht, die dem Blick in einen bei Fahrzeugen üblichen Rückblickspiegel entspricht, demgegenüber jedoch einige Vorteile aufweist.
Unter Verwendung eines verhältnismäßig kleinen, objektseitig liegenden Rückblickspiegels soll das neue optische Rückblicksystem einen einem wünschenswert großen Gesichtsfeldwinkel entsprechenden Bereich des hinter dem Beobachter liegenden Beobachtungsfeldes in den Gesichtsfeldbereich des nach vorn blickenden Beobachters an einer Stelle abbilden, die, ohne den Blick nach vorn zu stören, keine oder nur eine sehr geringe Kopfbewegung des Beobachters beim Blickwechsel von dem vor ihm liegenden Beobachtungsfeld in das Rückblicksystem und umgekehrt notwendig macht. Auch soll beim Blickwechsel kein Akkomodationswechsel der Beobachteraugen erforderlich sein. Das neue Rückblicksystem soll eine sehr weit hinter der augenseitigen Wirkungsgruppe liegende, für vorzugsweise beidäugiges Sehen ausreichend große Austrittspupille am Ort der Beobachteraugen haben, um dem Beobachter ein bequemes Sehen bei ausreichender Bildüberdeckung der von beiden Beobachteraugen gesehenen Teilbilder zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß zwischen dem objektseitig liegenden Rückblickspiegel und den Augen des Beobachters ein optisches Abbildungssystem nach der Art eines Keplerschen Fernrohrs, bestehend aus einer dem Rückblickspiegel in Bezug auf die Lichtrichtung nachgeordneten, objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe, einer augenseitigen positiven optischen 'Xirkungsgruppe und einem zwischen dem Rückblickspiegel und der augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe angeordneten Bildumkehrsystem, angeordnet ist, wobei die Austrittspupille des optischen Abbildungssystems an der Stelle der Beobachteraugen weit hinter der augenseitigen positiven optischen .*iirkungsgruppe liegt und einen horizontalen Durchmesser hat, der etwas größer als der Augenabstand des Beobachters ist für beidäugiges Sehen.
Mit diesem neuen Rückblicksystem läßt sich der vom Beobachter bei beidäugigem Sehen erfaßte, besonders interessierende horizontale, objektseitige (d.h. auf das hinter ihm liegende Beobachtungsfeld gerichtete) Gesichtsfeldwinkel merklich vergrößern. Er kann in Bezug auf einen üblichen Rückblickspiegel, z.B. bei PKW's, einen gleich großen bis doppelt so großen Wert annehmen, oder es kann in Umkehrung dieses Sachverhalts die notwendige Fläche des Rückblickspiegels im Vergleich zu der eines üblichen Rückblickspiegels erheblich reduziert werden (etwa ein Viertel sein).
Die Verwendung eines Abbildungssystems nach der Art eines Keplerschen Fernrohrs hat den Vorteil, daß die aus dem Unendlichen kommenden, von dem Rückblickspiegel reflektierten Lichtstrahlen als afokale Bündel in die objektseitige positive optische Wirkungsgruppe (Objektiv) einfallen, welche in der Zwischenbildebene ein reelles Bild entwirft. Die Lichtstrahlen gelangen von der reellen Zwischenbildebene zu der augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe und verlassen diese wieder als afokale Bündel. Alles, was sich in der Zwischenbildebene befindet, erscheint so den Beobachteraugen scharf und im Unendlichen liegend, so daß beim Blickwechsel des Beobachters von dem vor ihm liegenden Beobachtungsfeld in das erfindungsgemaße optische Rückblicksystem ein Akkomodationswechsel der Augen nicht erforderlich ist; der Beobachter kann das Bild also entspannt betrachten.
In einem ausreichend großen Bereich hinter der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv) sind die Teilstrahlengänge für die beiden Beobachteraugen räumlich getrennt. Dies kann erfindungsgemäß in sehr vorteilhafter Weise zu einer weiteren Steigerung des horizontalen Gesichtsfeldes dadurch genutzt werden, daß die Teilstrahlengänge für die beiden Beobachteraugen mit optischen Mitteln unabhäqffig voneinander im Sinne einer Erweiterung des horizontalen Gesichtsfeldes ausrichtbar sind.
Das Bildumkehrsystem des optischen Abbildungssystems kann mindestens zwei reflektierende Flachen zur Erveugung eines aufrechten Mildes au-Wze sen. Da ein Keplersches Fernrohr ohne Bildumkehrsystem bekanntermaßen ein kopfstehendes, seitenverkehrtes Bild entwirft, ist die Aufrichtung des Bildes durch zwei reflektierende Flächen im zwischen dem objektseitigen Rückblickspiegel und der augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe befindlichen Bildumkehrsystem vorteilhaft. Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen optischen Rückblicksystems bei Fahrzeugen wird das so erhaltene aufrechte, seitenverkehrte Bild, das dem Blick in einen üblichen Rückspiegel entspricht, bevorzugt werden.
Es sind aber auch Anwendungsmöglichkeiten denkbar, bei denen nicht nur ein aufrechtes sondern auch ein seitenrichtiges Bild erwünscht ist. In einem solchen Fall kann das Rückblicksystem eine ungerade Anzahl reflektierender Flächen,die größer als zwei ist, zur Erzeugung eie aufrechten, seitenrichtigen Bildes aufweisen.
Das Bildumkehrsystem kann ein Spiegelumkehrsystem sein oder aus einer Kombination von Reflexionsprismen und Spiegeln bestehen oder es kann ein reines Prismenumkehrsystem sein.
Die in Lichtrichtung auf die objektseitige positive optische Wirkungsgruppe (Objektiv 2) folgende reflektierende Fläche des Bildumkehrsystems ist vorzugsweise aufgeteilt,und die beiden Teilflächen sind derart zueinander neigbar, daß die im Bereich dieser beiden Teilflächen räumlich getrennten Teilstrahlengänge für die beiden Beobachteraugen unabhängig voneinander im Sinne einer Erweiterung des horizontalen Gesichtsfeldes unter Wahrung einer Mindestbildüberdeckung der Teilbilder von etwa einem Viertel des von beiden Augen horizontal erfaßten Gesichtsfeldwinkels ausrichtbar sind.
Bei allen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Rückblicksytems, bei denen hinter der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv) als Teil des Bildumkehrsystems ein vorzugsweise waagerechte Strahlrichtungsänderungen bewirkender Spiegel angeordnet ist (al bei Spiegelumkehrsystemen und kombinierten Umkehrsystemen) wird dieser Spiegel zweckmäßigerweise in zwei Teilspiegel, die gegeneinander neigbar sind, für die getrennte Richtungsänderung der Teilstrahlengange aufgeteilt.
Diese unabhängige Ausrichtung der Teilstrahlengänge ermöglicht die Erweiterung des horizontalen Gesichtsfeldes, bis eine Mindestbildüberdeckung der Teilbilder für die beiden Beobachteraugen erreicht ist. Vorteilhafterweise werden die Bilder der gegen die Lichtrichtung in den Bereich der Aperturblende der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv) abgebildet gedachten Augen des Beobachters durch die unabhängige Teilstrahlengangbeeinflussung einander angenähert.
Die objektseitige positive optische Wirkungsgruppe (Objektiv) kann dadurch wesentlich besser genutzt werden.
Als Folge der unterschiedlichen Ausrichtung der beiden Teilstrahlengänge erhält die Austrittspupille des Systems die Form zweier waagrecht gegeneinander verschobener Kreisflächen, die sich teilweise überdecken. Diese sehr sonstige Ausgestaltung der Austrittspupille ermöglicht vergleichsweise große Kopfbewegungen des Beobachters bei der Benutzung des Rückblicksystems, ohne das BeobachtungsIei aus den Augen zu verlieren.
In einer Ausführungsform der Erfindung besteht das Bildumkehrsystem aus einem der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv) nachgeordneten Reflexionsspiegel, der dann bevorzugt als geteilter Spiegel ausgeführt sein kann, und einem diesem im Strahlengang folgenden 900-Prisma. Dabei haben der Rückblickspiegel und der Reflexionsspiegel zur optischen Achse der obnektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv) vorzugsweise einen spiegelbildlich etwa gleichen horizontalen Neigungswinkel.
Außerdem können der Rückblickspiegel und der Reflexionsspiegel um eine waag@rechte Achse kippbar sein und um etwa den gleichen vertikalen Neigungswinkel gekippt sein.
Der Reflexionsspiegel des Bildumkehrsystems ist vor der Zwischenbildebene des optischen Abbildungssystems angeordnet.
Das Bildumkehrsystem kann auch ein reines Prismenumkehrsystem sein und aus einem 900-Prisma zur Aufrichtung des Bildes oder aus einem Dachkantprisma bestehen. Das Prismen umkehrsystem hat meist aufgrund der Streckung des Straülanganges den Vorteil, daß die Reflexionen in Bereichen geringerer Gesamtstrahlenquerschnitte erfolgen können.
Allerdings gestaltet sich dann die oben beschriebene, sehr vorteilhafte, getrennte Richtungsänderung der auf die objektscitige positive optische Wirkungsgruppe (Objektiv) folgenden Teilstrahlengänge schwierig. Deshalb wird ein kombiniertes System aus einem Reflexionsspiegel mit nachfolgendem Prisma als die ginstigste Ausgestaltung anzusehen sein, indem sie beide Vorteile zumindest ial einem Kompromiß vereinigen kann.
In einer besonderen Ausgestaltung ist ein der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv) nachgeordnetes Reflexions-Dachkant-Prisma zur Änderung der Seitenorientierung des Bildes durch ein nur eine Spiegelfläche enthaltendes Reflexionsprisma ohne sonstige Störung des Strahlenganges auswechselbar. So kann bedarfsweise ein seitenrichtiges oder ein seitenverkehrtes Bild erhalten werden.
Auf der Eintrittsfläche des Reflexionsprismas kann vorteilhaft eine Rasterteilung und/oder eine Rahmenlinie vorgesehen sein; das erleichtert dem Beobachter die Abschätzung von Entfernungen.
Vorzugsweise kann die Fassung der objektseitigen positiue-.a optischen Wirkungsgruppe (Objektiv) als Aperturblende wirken.
Bedarfsweise kann aber auch vor oder hinter der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv) eine Aperturblende vorgesehen sein.
Vorzugsweise liegen die Eintrittspupille und die Aperturblende des optischen Abbildungssystems zwischen dem objektseitigen Rückblickspiegel und dem bildseitigen Brennpunkt der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv).
Die Vergrößerung des optischen Abbildungssystems kann in dem Bereich 0,4< V c1,3 liegen.
Durch die entsprechende Wahl der Vergrößerung des optischen Abbildungssystems kann die Aufweitung des horizontalen, objektseitigen Gesichtsfeldwinkels entscheidend bestimmt werden, bzw. es kann eine Anpassung an die Flächengröße des Rückblickspiegels und eventuell an seine Krümmung vorgenommen werden.
Der horizontale Durchmesser der augenseitigen positiu0r optischen Wirkungsgruppe ist vorzugsweise mindestens so groß wie der des objektseitigen Rückblickspiegels. Indem eine augenseitige positive optische Wirkungsgruppe mit einer großen horizontalen Abmessung vorgesehen wird, läßt sich der erfaßbare horizontale, objektseitige Gesichtsfeldwinkel nochmals steigern, bzw. es kann in vorteilhafter Weise die Steigerung des horizontalen, objektseitigen Gesichtsfeldwinkels anteibteise auf die Vergrößerungswirkung des optischen Abbildungssystems die zuvor beschriebene Teilspiegelwirkung hinter dem Objektiv und die augenseitige positive optische Wirkungsgruppe verteilt werden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Strahlengang des Abbildungssystems durch das der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv) nachgeordnete Bildumkehrsystem um einen Winkel bis 1800 gefaltet und vorzugsweise parallel zu den einfallenden Strahlen auf die augenseitige positive optische Wirkungsgruppe gerichtet.
Die augenseitige positive optische Wirkungsgruppe enthält vorzugsweise eine Spiegelfläche, durch die der Strahlengang nochmals gefaltet und auf die 3eo':' 3:-augen gerichtet wird. Diese erfindungsgemäße dsppe~t Faltung des Strahlengangs verkürzt in vorteilhafter Wei se die Baulänge des Rückblicksystems und erlaubt infolge des sich ergebenden Abstandes zwischen der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe und den Beobachteraugen die Verwendung eines langbrennweitigen Hohlspiegels als augenseitige positive Wirkungsgruppe.
Bei Ausführungsformen der Erfindung, die h^uptsnchlich oder ausschließlich die Erweiterung des horizontalen Gesichtfeldes bezwecken, ist die augenseitige positive optische Wirkungsgruppe vom Beobachter aus gesehen vorzugsweise über und hinter dem Bildumkehrsystem und der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv) angeordnet. Abweichungen von dieser Bauform treten bei Lösungen auf, bei denen das vertikale Gesichtsfeld größer als das horizontale Gesichtsfeld sein muß.
Der objektseitige Rückblicks iegel ist vom Beobachter aus gesehen zumindest teilweise inneren der Beobachterkabine befindliche Teile des Rückblicksystems verdeckt.
Ein direkt sichtbarer Bildeindruck von dem Rückblickspiegel zeigt ein Bild der schwarzen Außenwandung des Schutzgehäuses der im Innern der Kabine befindlicher Teile des Rückblicksystems.
Der horizontale Durchmesser der objektseitigen positi-ren Wirkungsgruppe (Objektiv) kann größer sein als ihr vertikaler Durchmesser. Dies erlaubt es, den aus dem Bildumkehrsystem austretenden Strahlengang in einem geringeren Abstand über den einfallenden Strahlengang gefaltet zu führen. Die dadurch bedingte Anordnung der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe in einem entsprechend geringen Abstand über der objektseitigen positiven Wirkungsgruppe (Objektiv) erleichtert die erwähnte Abdeckung des Rückblickspiegels aus der Sicht des Beobachters und kommt einer kompakten Bauweise des Rückblicksystems entgegen.
Die augenseitige positive optische Wirkungsgruppe kann aus einem langbrennweitigen Hohlspiegel bestehen.
Durch die relativ geringe Schrägstellung des Hohlspiegels zu den auftreffenden Strahlen bleiben die Aberrationen bei den sehr kleinen Offnungsverhältnissen der Bündel für die Abbildung einzelner Objektpunkte klein.
Die augenseitige positive optische Wirkungsgruppe kann in einer anderen Ausführungsform auch aus einer rückflächenverspiegelten Linse nach Art eines Manginspiegels bestehen.
In einer weiteren Ausführungsform kann die augenseitige positive optische Wirkungsgruppe aus einer Spiegel-Linsen-Gruppe bestehen, wobei der Spiegel mit einem Luftabstand hinter der oder den Linse(n) angeordnet ist.
Die positive Brechkraft der augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe ist im letzteren Fall dann auf den (Hohl-) Spiegel und die Linse(n) verteilt. Da bei dem erfindungsgemäßen gefalteten Strahlengang die Strahlen im Falle einer aus Spiegel und Linse(n) bestehenden augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe die Linse(n) zweimal durchlaufen, braucht in diesem Fall die die Spiegelbrechkraft ergänzende Linsenbrechkraft nur halb so groß zu sein wie die einer Linse, die in einem nicht gefalteten Strahlengang durchlaufen wird.
Der Hohlspiegel der augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe kann ein sphärischer oder ein asphärischer Hohlspiegel sein.
Vorzugsweise aber enthält mindestens eine der optischen Wirkungsgruppen eine asphärische Fläche.
Der objektseitige Rückblickspiegel kann als Oberflächen- oder Rückflächenspiegel ausgebildet sein. Er ist vorzugsweise ein Planspiegel, wobei der als Planspiegel ausgeführte Rückblickspiegel in dem vom Beobachter aus gesehen außen liegenden Randbereich als Zylinderwölbspiegel mit im Horizontalschnitt zum Rande hin zunehmender Krümmung ausgebildet sein kann.
In einer Ausführungsform mit einem Planspiegel als objektseitigem Rückblickspiegels wird zur Erweiterung des horizontalen Gesichtsfeldes der außen liegende Randbereich des Planspiegels in einem Zylinderwölbspiegel mit in Horizontalschnitt zum Rande hin zunehmender Krümmung ausgebildet. In vertikaler Richtung weist dieser Spiegel also grundsätzlich keine Krümmung auf.
Der uebergang vom Planflächenbereich in den zylindrischen Bereich wird mit stetiger Tangente im Horizontalschnitt ausgebildet.
Gegenüber einer Konstruktion mit abgewinkeltem Randbereich tritt bei dieser Formgebung nicht das Problem mangelnder Überdeckung der Teilbilder hinsichtlich beider Beobachteraugen auf.
Bei Anwendung eines wie oben beschrieben ausgebildeten Planspiegels mit Zylinderspiegel-Randbereich nimmt die horizontale Größe der Bildwahrnehmung im Randbereich zwar stark ab, d.h. das Bild wird schlanker, es kann aber andererseits ein zusätzlicher objektseitiger Gesichtsfeldwinkel von bis zu 900 gewonnen werden.
Der objektseitige Rückblickspiegel kann aber auch als Wölbspiegel mit virtuellem Zwischenbild ausgebildet sein, wobei dann das nachgeordnete, in seiner Grundstellung afokale Abbildungssystem durch Nahdistanzfokussierung auf das virtuelle Zwischenbild des Wölbspiegels scharf einstellbar ist. Es ist dabei dann wie bei den üblichen Wölbspiegeln bisher auch ein Kompromiß zu finden zwischen den Tatsachen, daß der objektseitige Gesichtsfeldwinkel um so größer wird, je stärker die Krümmung des Wölbspiegels ist, dafür aber das Netzhautbildum so kleiner wird und damit die im Gesichtsfeldwinkel erscheinenden Objekte entfernter erscheinen'als sie gelegen sind.
Es ist ein entscheidender Vorteil des erfindungsgemäßen Rückblicksystems, daß bei einer mäßigen Verkleinerung des Netzhautbildes, wie sie beim Wölbspiegel zur Steigerung des objektseitigen Gesichtsfeldes üblich ist, eine Steigerung des augenseitigen Gesichtsfeldes möglich is durch großzügige Bemessung der letzten optisch wirlrsæ-e Fläche des Systems, also der augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe.
Der objektseitige Rückblickspiegel kann als sphärischer oder asphärischer Wölbspiegel ausgebildet sein, wobei beim asphärischen Wölbspiegel dessen Krümmung im horizontalen Schnitt am Rande etwas zunimmt. Damit läßt sich noch eine zusätzliche Aufweitung des horizontalen objektseitigen Gesichtsfeldwinkel erreichen.
In einer Ausführungsform des als asphärischer Wölbspiegel ausgebildeten objektseitigen Rückblickspiegels folgt im Horizontalschnitt dessen Krümmung in seinem Hauptbereich einer Kugelfläche und im vom Beobachter aus gesehen außen gelegenen Randbereich z.B. einer Hyperbel. Der uebergang vom Kugelflächenbereich in den hyperbolischen (asphärischen) Randbereich verläuft vorteilhafterweise mit stetiger horizontaler Tangente. Gegenüber einer Konstruktion mit abgewinkeltem Randbereich tritt bei dieser Spiegel-Formgebung nicht das Problem mangelnder Uberdeekung der Teilbilder hinsichtlich beider Beobachteraugen auf.
Bei Anwendung eines wie oben beschrieben ausgebildeten asphärischen Wölbspiegels als objektseitigem Rückblickspiegel nimmt die horizontale Größe der Bildwahrnehmung im Randbereich zwar stark ab, d.h. das Bild wird schlanker, es kann aber andererseits ein zusätzlicher objektseitiger Gesichtsfeldwinkel von bis zu 90° gewonnen werden.
Durch die Verwendung eines Wölbspiegels anstelle eines Planspiegels als objektseitiger Rückblickspiegel wird bedingt durch die notwendige Nachfokussierung der Abstand zwischen der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv) und der augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe größer. Dies kann für die konstruktive Gestaltung des Systems vorteilhaft sein. Durch Wahl des Abstandes zwischen Wölbspiegel und Objektiv wird die Kombinationsbrennweite von Wölbspiegel und Objektiv kleiner, gleich oder größer als die Objektivbrennweite, wodurch ein Einfluß auf die Gesamtvergrößerung gegeben ist.
Ein ähnlicher wie der oben beschriebene Kompromiß zwischen Vergrößerung des Gesichtsfeldwinkels und Verkleinerung des Netzhautbildes läßt sich auch erreichen, wenn der objektseitige Rückblickspiegel als (sammelnder) Hohlspiegel mit reellem Zwischenbild ausgebildet ist und das nachgeordnete, in seiner Grundstellung afokale Abbildungssystem eine Vergrößerung (Vc 1) mit verkleinernder Wirkung aufweist und durch Fokussierung auf das als virtuelles Objekt dienende, an sich reelle Zwischenbild des Hohlspiegels so scharf einstellbar ist, daß eine akkommodationsfreie Beobachtung mögl: ist. Dabei kann der als Hohlspiegel ausgeführte Rückblickspiegel in dem vom Beobachter aus gesehen außen liegenden Randbereich im Horizontalschnitt mit zum Rande hin abnehmender Krümmung, die über den Wert Null hinaus in eine Wölbspiegelkrümmung umschlagen kann, ausgebildet sein.
In einer Ausführungsform mit einem asphärischen Hohlspiegel als objektseitigem Rückspiegel wird zur Erweiterung des horizontalen Gesichtsfeldes der außen liegende Randbereich des Hohlspiegels im Horizontalschnitt mit zum Rande hin abnehmender Krümmung, die über den Wert Null in eine Wölbspiegelkrummung umschlagen kann, ausgebildet. In vertikaler Richtung bleibt bei diesem Spiegel die Krümmung konstant.
Der uebergang vom Hohlspiegelbereich in den asphärischen Bereich wird mit stetiger Tangente im Horizontalschnitt ausgebildet. Gegenüber einer Konstruktion mit abgewinkeltem Randbereich tritt bei dieser Formgebung nicht das Problem mangelnder Uberdeckung der Teilbilder hinsichtlich beider Beobachteraugen auf.
Bei Anwendung eines wie oben beschrieben ausgebildetem Hohlspiegels mit asphärischem Randbereich nimmt die horizontale Größe der Bildwahrnehmung im Randbereich zwar stark ab, d.h. das Bild wird schlanker, es kann aber andererseits ein zusätzlicher objektseitiger Gesichtsfeldwinkel von bis zum 90° gewonnen werden.
Durch die Verwendung eines Hohlspiegels anstelle eines Planspiegels als objektseitiger Rückblickspiegel wird bdngt durch die notwendige Nachfokussierung der Abstand zwischen Objektiv und der augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe kleinen Nach bisherigen Erfahrungen wirkt dies nachteilig. Durch Wahl des Abstandes zwischen Hohlspiegel und Objektiv wird die Kombinationsbrennweite von Hohlspiegel und Objektiv größer, gleich oder kleiner als die Objektivbrennweite, wodurch ein Einfluß auf die Gesam@vergrößerung gegeben ist.
Die Einstellung des Abbildungssystems auf ein Objekt in endlicher Entfernung erfolgt durch Vergrößern des Abstandes zwischen der objektseitigen und der augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe.
In der Nähe der Zwischenbildebene des Abbildungssystems, vor oder hinter ihr, kann eine sammelnde oder zerstreuende Feldlinse angeordnet sein, dies insbesondere dann, wenn die Summe der Brennweiten der objektseitigen und der augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe nicht soviel kleiner ist als der Abstand zwischen der augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe und der Austrittspupille, wie durch die Vergrößerung des Abbildungssystems gegeben.
Die Feldlinse, die bekanntlich nur unwesentliche Wirkung auf Bildgröße und Bildlage hat, gestattet wirkungsvoll Einflußnahme auf den Blenden-Pupillen-AbbildungsstX gang. In der hier beschriebenen Anwendung der Feldlinse wird durch geeignete Brechkraft der Feldlinse der im Bereich des Objektivs engste Gesamt-Strahlenbündel-Querschnitt in den Bereich der Beobachteraugen abgebildet.
Die Feldlinse ist dann eine zerstreuende, wenn die Summe der Brennweiten der objektseitigen und der augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe kleiner ist als das Produkt aus dem Abstand zwischen der augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe und der Austrittspupille (der Ebene der Beobachteraugen) und der Vergrößerung des Abbildungssystems.
Die Feldlinse ist dann eine sammelnde, wenn die Summe der Brennweiten der objektseitigen und der augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe größer ist als das Produkt aus dem Abstand zwischen der augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe und der Austrittspupille (der Ebene der Beobachteraugen) und der Vergrößerung des Abbildungssystems.
Da bei einem Abbildungssystem nach der Art des Keplerschen Fernrohrs in der Zwischenbildebene ein reelles Bild ezeugt wird und alles, was in der Zwischenbildebene lIe=:, dem Beobachterauge scharf und im Unendlichen liegend erscheint, kann bei dem erfindungsgemäßen Rückblicksystem in vorteilhafter Weise in der Zwischenbildebene eine Gitterteilung, die die Entfernungseinschätzung erleichtert, und/oder eine Rahmenlinie angebracht sein, die eine optimale Richtungseinstellung des Rückblicksystems erleichtert.
Die objektseitige positive optische Wir1cungsgruppe (Objektiv) des Abbildungssystems ist vorzugsweise eine farbkorrigierte, sammelnde Wirkungsgruppe; sie kann in einer bevorzugten Ausführungsform als vierlinsiger Tessar- oder Xenartyp ausgebildet sein mit den Korrekturmöglichkeiten für den hier auftretenden Bildwinkel.
Das System reflektierender Flächen zur Erzeugung der gewünschten Bildorientierung (des Bildumkehrsystems) ist vorzugsweise zusammen mit dem objektseitigen Rückblickspiegel so justierbar, daß für den Beobachter ein aufrechtes Bild entsteht.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist eine mechanische oder elektro-motorische Kopplung der Justierbewegungen mindestens zweier Spiegelflächen vorgesehen e'er Art, daß bei Änderung der Richtung der optischen Aclrsn hinter dem Rückblicksystem automatisch ein aufrechtes Bild resultiert.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist das gesamte Bildumkehrsystem zwischen der objektseitigen und der augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe angeordnet.
Vorteilhaft kann dann der auf den objektseitigen Rückblickspiegel folgende Teil des Systems als Baugruppe ausgebildet und mit Hilfe eines Kugelgelenks justierbar sein. Es ist also um Drehachsen drehbar, so daß eine Richtungseinstellung für verschiedene Beobachtungspositionen möglich ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der objektseitige Rückblickspiegel und der folgende, als Baugruppe ausgebildete Teil des Systems mechanisch oder elektro-motorisch derart zueinander justierbar, daß für verschiedene Beobachterpositionen jeweils ein aufrechtes Bild entsteht.
Der horizontale Gesichtsfeldwinkel des erfindungsgemäßen Rückblicksystems ist beiden bisher beschriebenen Ausfüh rungsformen größer als der vertikale Gesichtsfeldwinicel.
Es gibt Anwendungsgebiete für ein optisches Rückblicksystem, bei denen nicht allein eine Erweiterung des horizontalen objektseitigen Gesichtsfeldwinkels sondern auch ein wesentlich größerer vertikaler objektseitiger Gesichtsfeldwinkel benötigt wird, z.B. bei Omnibusse und IR)I's. Um diese merklich schwierige Aufgabe zu lösen, ist es notwendig, in Bezug auf zuvor beschriebene Ausführungsformen Umstellungen in der Reihenfolge von in der Anzahl und Funktion übereinstimmenden Bauelementen vorzunehmen.
Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist deshalb die erste reflektierende Fläche des Bildumkehrsystems im Strahlengang zwischen dem Rückblickspiegel und der objektseitigen positiven Wirkungsgruppe (Objektiv) angeordnet und hat zur optischen Achse derselben einen spiegelbildlich etwa gleichen vertikalen Neigungswinkel wie der Rückblickspiegel; die weiteren reflektierenden Flächen des Bildumkehrsystems sind zwischen der objektseitigen und der augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe angeordnet.
Vorzugsweise sind auch die nach der objektseitigen ucsitiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv) angeordne;e: reflektierenden Flächen als Reflexionsspiegel ausgebildet, so daß zur zusätzlichen Erweiterung des horizontalen Gesichtsfeldwinkels, wie oben beschrieben, der auf die objektseitige positive optische Wirkungsgruppe (Objektiv) folgende Reflexionsspiegel als geteilter Spiegel ausgebildet sein kann.
Die Teile des Systems sind in dieser Ausführungsform vorzugsweise auf zwei Baugruppen aufgeteilt, von denen die erste den Rückblickspiegel, den ersten Reflexionsspiegel, die objektseitige positive optische Wirkungsgruppe (Objektiv) und den auf diese folgenden Reflexionsspiegel umfaßt und die zweite den dritten Reflexionsspiegel und die augenseitige positive optische Wirkungsgruppe umfaßt, wobei beide Baugruppen vorteilhafterweise justierbar sind.
Der vertikale Gesichtsfeldwinkel kann bei dieser Ausführungsform der Erfindung größer als der horizontale Gesichtsfeldwinkel sein; es können sowohl horizontal als auch vertikal objektseitige Gesichtsfeldwinkel von 350 bis 400 erreicht werden.
Die Bildüberdeckung der von beiden Beobachteraugen gesehenen Teilbilder ist bei allen Ausführungsformen czugsweise größer als ein Viertel des von beiden Augen horizontal erfaßten Gesichtsfeldwinkels.
Das erfindungsgeinäße Rückblicksystem kann so angeordnet sein, daß die Beobachtungsrichtung seitlich nach hinten gerichtet ist.
Bei der Anwendung einer der Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Rückblicksystems mit ausschließlich horizontaler Gesichtsfelderweiterung, bei denen, wie beschrieben, alle auf den Rückblickspiegel folgenden Teile des Systems als Baugruppe zusammengefaßt sein können, in einem Fahrzeug ist der objektseitige Rückblickspiegel vorzugsweise ein seitlich außen am Fahrzeug angebrachter Rückblickspiegel (Außenspiegel); der folgende Teil des Systems kann in vorteilhafter Weise in der zwischen Frontscheibe und Seitenscheibe gebildeten Ecke über dem Karosserieblech bzw. Teilen des Armaturenbretts im Blickfeld des Beobachters auf der Fahrer-und/oder Beifahrerseite angeordnet sein; im Strahlengang zwischen objektseitigem Rückblick- (Außen-) Spiegel und der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv) befindet sich die planparallele Seitenscheibe.
So ist die objektseitige positive optische Wirkungsgruppe (Objektiv) durch die planparallele Seitenscheibe gegen Verschmutzung geschützt. Durch die günstige Anordnung des dem objektseitigen Rückblickspiegel nachgeordneten Teil des Systems insbesondere der augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe in der zwischen Front-und Seitenscheibe gebildeten Ecke im Innern des Fahrzeugs,rückt das zu beobachtende Bild weiter in das Blickfeld des Beobachters, so daß dieser beim Blickwechsel von dem vor ihm liegenden Beobachtungsfeld in das erfindungsgemäße Rückblicksystem eine geringere Kopfbewegung machen muß. Zusammen mit dem deutlich gesteigerten horizontalen Gesichtsfeldwinkel des erfindungsgemäßen Rückblicksystems ist dies geeignet, die Unfallhäufigkeit bei Uberholvorgängen zu senken.
Das erfindungsgemäße Rückblicksystem kann ohne wesentliche Umbauten auch in vorhandene Fahrzeuge eingebaut werden, weil der nahezu afokale Strahlengang zwischen dem objektseitigen Rückblick- oder Außenspiegel und der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv) ohne Ausbildung störender optischer Aberrationen durch eine üblicherweise planparallele Seitenscheibe einer Fahrzeugkabine geführt werden liann.
Ein Helligkeitsproblem wird bei der erfindungsgemäßen Art des Strahlenganges bei Anwendung der heute üblichen Entspiegelung der optischen Oberflächen im Gegensatz zu einem Mattscheibensystem nicht auftreten.
Da der erfindungsgemäß mehrfach gei'altete Strahlengang eine kurze und kompakte Baugröße des erfindungsgemäßen Rückblicksystems ermöglicht, entsteht im allgemeinen auch kein Raumproblem.
Der seitlich am Fahrzeug angeordnete objektseitige Rückblickspiegel kann eine bis auf 1/4 der Spiegelfläche herkömmlicher Außenspiegel reduzierte Spiegel fläche aufweisen, was den Bemühungen der Fahrzeugbauer um Verringerung des Windwiderstandes sehr entgegenkommt.
Der außerhalb der Fahrzeugkabine angebrachte Rückblickspiegel und der folgende als Baugruppe ausgebildete Teil des Systems sind vorzugsweise vom Innern der Fahrzeugkabine aus mechanisch oder motorisch derart zueinander justierbar, daß für verschiedene Beobachtercositionen jeweils ein aufrechtes Bild entsteht.
Bei Anwendung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rückblicksystems mit erweitertem vertikalen objektseitigen Gesichtsfeldwinkel, bei der das System, wie dargelegt, in zwei Baugruppen aufgeteilt sein kann, in einem Fahrzeug (insbesondere Omnibus oder LKW) ist die erste Baugruppe seitlich außerhalb der Fahrzeugkabine angebracht und zum Schutz gegen Verschmutzung in einem Gehäuse, das zur Seitenscheibe hin offen ist, eingekapselt; die zweite Baugruppe ist in der zwischen Frontscheibe und Seitenscheibe gebildeten Ecke über dem Karosserieblech bzw. Teilen des Armaturenbretts im Blickfeld des Beobachters auf der Fahrer- und/oder Beifahrerseite angeordnet.
Das die erste Baugruppe schützende Gehäuse reicht bis an die planparallele Seitenscheibe, die sich im Strahlengang zwischen den beiden Baugruppen befindet, heran und kann an ihr mit einer elastischen Dichtung aufliegen.
Nach einer anderen Ausgestaltung reicht das die erste Baugruppe schützende Gehäuse bis an einen nicht höhenverstellbaren Teil der Seitenscheibe heran, und dieser Teil der Seitenscheibe weist an dieser Stelle ein Locn au.
Das die erste Baugruppe schützende Gehäuse ist zur Verminderung des Windwiderstandes stromlinienförmig ausgebildet.
Das Rückblicksystem kann am Fahrzeug so angeordnet sein, daß die Beobachtungsrichtung über das Dach der Fahrzeugkabine hinweg seitlich nach hinten gerichtet ist.
Hinter der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv) kann ein Neutral- oder Polarisationsfilter einklappbar sein. Damit kann eine Abblendung des Systems zum Schutz vor starkem Scheinwerferlicht nachfolgender Fahrzeuge erreicht werden.
Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rückblicksystems mit zwischen dem Rückblickspiegel und der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv) angeordnetem ersten Reflexionsspiegel des Bilduiehrsystems kann an einem Fahrzeug bei Verminderung des vertikalen Gesichtsfeldes und entsprechender Verkleinerung vertikaler Bauteilabmessungen auch den Innenspiegel ersetzen; der Rückblickspiegel ist dann außerhalb und oberhalb der Fahrzeugkabine angeordnet; alle übrigen Teile befinden sich im Innern der Fahrzeugkabine.
Das erfindungsgemäße Rückblicksystem kann also als Ersatz für Seiten- und Innenspiegel für handelsübliche Fahrzeuge wie PKW, LKW, Lokomotiven, Baufahrzeuge und auch bei Flugzeugen und Raumfahrzeugen angewandt werden. Denkbar ist aber auch eine Verwendung in stationären Anlagen, bei denen ein Beobachter außer dem vor ihm liegenden Beobachtungsfeld auch das hinter ihm liegende zu kontrollieren hat.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der anhängenden Zeichnung.
Fig. 1 zeigt einen gefalteten Strahlengang eines gesamten erfindungsgemäßen Rückblicksystems einschließlich eines Bildumkehrsystems in einem Vertikalschnitt, der in der Blickrichtung des Beobachters liegt, im Maßstab 1 : 5 zu einer konkreten Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 2 zeigt den gefalteten Strahlengang nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rückblicksystems mit einem aus Reflexionsspiegel und Reflexionsprisma kombinierten Bildumkehrsystem im Vertikalschnitt.
Fig. 3 zeigt den gefalteten Strahlengang nach Fig. 2 im Horizontalschnitt.
Fig. 4 zeigt schematisch die Anordnung der Teile des erfindungsgemäßen Rückblicksystems nach Fig. 2 und 3 in einem Kraftfahrzeug.
Fig. 5 zeigt in einer Prinzipdarstellung des Strahlengangs die besondere, das objektseitige, horizontale Gesichtsfeld wesentlich steigernde Aufteilung der ersten reflektierenden Fläche (Spiegel) des Bildumkehrsystems.
Fig. 6 zeigt den Vertikalschnitt durch den gefalteten Strahlengang eines erfindungsgemäßen Rückblicksystems mit einer gemäß Fig. 5 aufgeteilten ersten reflektierenden Fläche des Bildumkehrsystems und einem der Bildaufrichtung dienenden Prisma mit zwei weiteren reflektierenden Flächen.
Fig. 7 zeigt den Horizontalschnitt durch den gefaiteer Strahlengang gemäß Fig. 6.
Fig. 8 zeigt den gefalteten Strahlengang nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung im Vertikalschnitt.
Fig. 9 zeigt den gefalteten Strahlengang nach Fig. 8 im Horizontalschnitt.
Fig. 10 zeigt eine beispielhafte Anordnung eines erfindungsgemäßen Rückblicksystems zwischen Seitenfenster und Lenkrad eines Fahrzeugs.
Fig. 11 zeigt den Horizontalschnitt durch einen erfindungsgemäßen Wölbspiegel mit asphärischem Randbereich, wie er für das erfindungsgemäße Rückblicksystem zur Anwendung kommen kann.
Fig. 12 zeigt eine vergleichende Darstellung der unterschiedlichen Größen der objektseitigen Gesichtsfeldwinkel von herkömmlichem Planspiegel, bekanntem Wölbspiegel, dem erfindungsgemäßen optischen Rückblicksystem (mit Planspiegel) und dem erfindungsgemäßen optischen Rückblicksystem mit dem erfindungsgemäßen asphärischen Wölbspiegel.
Fig. 13 zeigt einen abgewickelten Strahlengang eines gesamten eftindungsgemäßen Rückblicksystems im Horizontalschnitt ohne Bildumkehrsystem im iflaßstab 1 : 5 zu einer konkreten Ausnührungsform der Erfindung.
Fig. 14 zeigt einen abgewickelten Strahlengang eines gesamten erfindungsgemäßen Rückblicksystems in einem Vertikalschnitt ohne Bildumkehrsystem ebenfalls im Maßstab 1 : 5.
Fig. 15 zeigt einen abgewickelten Strahlengang gemäß Fig. 13 mit den tatsächlichen T'aßangaben einer konkreten Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 16 zeigt in einer Prinzipdarstellung die Abbildung der Objektivberandung in die Ebene der Beobachteraugen bei der Anordnung einer Feldlinse in der Zwischenbildebene (bzw. in deren Nähe) des in dem erfindungsgemäßen Rückblicksystems 7erwendeten Abbildungssystems.
Fig. 17a zeigt in einer Prinzipdarstellung den Strahlengang an einem (zerstreuenden) Wölbspiegel.
Fig. 17b zeigt in einer Prinzipdarstellung den Strahlengang eines Keplerschen Fernrohres in Grundstellung.
Fig. 18 zeigt in einer Prinzipdarstellung den Strahlengang einer Kombination von Wölbspiegel und optischem Abbildungssystem nach der Art eines Keplerschen Fernrohres nach der Erfindung mit Nachfokussierung des Fernrohres für akkomodationsfreies Sehen.
Fig. 19 zeigt eine Prinzipdarstellung gemäß Fig. 17, jedoch chne Nachfokussierung des Fernrohres für akkommodationsfreies Sehen.
Fig. 20 zeigt in einer Prinzipdarstellung die Abbildung eines (reellen) Zwischenbildes als Objekt durch eine positive Wirkungsgruppe in ein virtuelles Zwischenbild.
Fig. 21 bis 24 zeigen jeweils einen abgewickelten Strrisrgang eines gesamten erfindungsgemäßen Rücblicsystems mit Variationen bei der Anordnung der Aperturblende des Objektivs und bei der Anordnung einer Feldlinse im Abbildungssystem.
Fig. 25 bis 28 zeigen eine weitergebildete Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rückblicksystems mit der neben einer horizontalen auch eine vertikale objektseitige Gesichtsfelderweiterung erreicht wird und wie sie insbesondere für Omnisbusse und LKW's benötigt wird.
Fig. 25 zeigt den Vertikalschnitt und Fig. 26 den Horizontalschnitt durch den Strahlengang dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rückblicksys tems.
Fig. 27 zeigt den Horizontalschnitt und Fig. 28 den Vertikalschnitt eines abgewickelten Strahlenganges der letztgenannten Ausführungsform der Erfindung.
Die Wirkung des erfindungsgemäßen Rückblicksystes beruht auf dem Prinzip des Keplerschen Fernrohres, das bekanntermaßen aus einer objektseitigen positiven, d.h. sammelnden Wirkungsgruppe (Linsen, Spiegel), dem Objektiv, und einer augenseitigen positiven (sammelnden) Wirkungsgruppe besteht, wobei der hintere Brennpunkt der einen Wirkungsgruppe mit dem vorderen Brennpunkt der anderen Wirkungsgruppe zusammenfällt. Die von einem fernen Gegenstand kommenden afokalen Strahlenbündel treten in das Objektiv, also in die objektseitige positive Wirkungsgruppe1 ein und werden auf deren hinteren Brennpunkt hin vereinigt.
Da die augenseitige positive Wirkungsgruppe an derselben Stelle ihren vorderen Brennpunkt hat, verlassen die von dem gemeinsamen Brennpunkt kommenden Strahlenbündel die augenseitige positive Wirkungsgruppe wieder als afokale Bündel, um so zu den Augen des Beobachters zu gelangen.
Der Beobachter sieht so das Objekt durch das Fernrohr weiterhin im Unendlichen, aber unter einem anderen Winkel als ohne Fernrohr; dieser Winkel ist abhängig von der Vergrößerung V des Fernrohres, die gleich dem Verhältder Brennweite der objektseitigen Wirkungsgruppe (des Objektivs) zur Brennweite der augenseitigen Wir..^ gruppe ist.
Von dem Objektiv, dessen Fassung die Aperturberandungdes Systems bestimmt, wird also im Abstand seines hinteren Brennpunkts, in der sogenannten Zwischenbildebene, ein reelles Zwischenbild entworfen, das durch die augenseitige Wirkungsgruppe weiter abgebildet wird. Die Aperturberandung eines Fernrohres, gegeben durch die Objektivfassung, wird durch die Feldlinse und die augenseitige Wirkungsgruppe mehr oder weniger weit hinter der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe als Austrittspupille abgebildet. Die Austrittspupille ist der Querschnitt der engsten Einschnürung der austretenden Strahlenbündel; alle Strahlen, die aus dem Fernrohr austreten, gehen durch diese Austrittspupille hindurch; an diese Stelle also soll der Beobachter sein Auge bringen, um die Wirkung des Fernrohrs bestmöglich auszunutzen.
Daß bei dem Keplerschen Fernrohr, das aus zwei positiven (sammelnden) Wirkungsgruppen besteht, in der Zwischenbildebene ein reelles Bild entsteht, hat einen großen Vorteil: Alles was sich in dieser Ebene befindet, erscheint dem Auge scharf und im Unendlichen liegend.
Allerdings entsteht dabei ein kopfstehendes und seiteverkehrtes Bild; deshalb wird zwischen der objektseitigen positiven Wirkungsgruppe und der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe ein Bildumkehrsystem angeordnet.
Fig. 1 zeigt nun den Strahlengang einer Anordnung, die sich das Prinzip des Keplerschen Fernrohres für das Rückblicksystem z.B. in einem Fahrzeug zunutze macht.
Mit 1 ist der seitlich an einem Fahrzeug befestigte Außenspiegel bezeichnet. Hinter der bei 10 angedeuteten Seitenscheibe, durch diese gegen Verschmutzung geschützt, ist innerhalb des Fahrzeugs die objektseitige positive (sammelnde) Wirkungsgruppe, das Objektiv 2, angeordnet. Mit der Ziffer 3 wird auf die Bedeutung der Objektivfassung als Aperturblende hingewiesen, die durch alle nachfolgenden, optisch wirksamen Flächen in die Austrittspupille 6 abgebildet wird.Außenspiegel 1 und Objektiv 2 mit Aperturberandung 3 sind derart zueinander angeordnet, daß die von hinten auf den Außenspiegel 1 auftreffenden und von ihm reflektierten Strahlen, nachdem sie die Seitenscheibe 10 passiert haben, in das Objektiv 2 eintreten. Das Objektiv 2 entwirft in der Zwischenbildebene 4 ein Zwischenbild. Weil dieses vom Objektiv 2 entworfene Zwischenbild ein kopfstehendes ud seiten«!erkehrtes Bild ist, ist im Bereich der Zwischenbildebene 4 ein Bildumkehrsystem 7, 8, 9 angeordnet, das bei Verwendung von Prismen unter Ausnutzung der Totalreflexion das Zwischenbild umkehrt, also sozusagen wieder aufrichtet. Die das Bildumkehrsystem 7, 8, 9 verlassenden Strahlen sind auf die augenseitige positive (sammelnde Wirkungsgruppe 5 gerichtet. Der Ort der engsten Einschnürung der die augenseitige positiv sirkungsgrupne 5 verlassenden Strahlen und damit die Austrittspupille 6 des Systems befinden sich in verhältnismäßig großem Abstand hinter der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5; diese Stelle ist auch der richtige Ort für die Beobachteraugen.
Für eine Abblendung des Systems zum Schutz vor starkem Scheinwerferlicht nachfolgender Fahrzeuge kann hinter dem Objektiv 2 ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Neutral- oder Polarisationsfilter eingeschwenkt werden.
In der Nähe der Zwischenbildebene 4, d.h. vor oder hinter ihr, kann außerdem, wie weiter unten noch erläutert wird, eine Feldlinse angeordnet sein.
Die optische Achse des Rückblicksystems zwischen Außerspiegel 1 und Austrittspupille 6 bzw. Beobachterauge verbleibt bei der Anordnung nach Fig. 1 im wesentlichen, d.h. abgesehen von ihrem Verlauf in den Prismen des Bildumkehrsystems, in einer vertikalen Ebene; sie wird durch die Linie des mittleren Strahles angegeben.
Nach der Darstellung in Fig. 1 ist das Bildumkehrsystem 7, 8, 9 ein Prismenumkehrsystem. Es besteht aus einem ersten Reflexionsprisma 7, 8, das gemäß Fig. 1 als Dachkantprisma ausgebildet sein kann, und einem zweiten Reflexionsprisma 9, das nach Fig. 1 ein 900-Prisma ist.
Die eine der beiden einen Winkel von 90° bildenden Flächen des zweiten Reflexionsprismas 9 ist mit der Fläche des ersten Reflexionsprismas 7, 8, an der die an der Reflexionsfläche des ersten Reflexionsprismas 7, 8 reflektierten Strahlen austreten, fest verbunden (verkittet). Die Reflexionsflächen der beiden Reflexionsprismen 7, 8 und 9 stehen im rechten Winkel zueinander, und unter der Voraussetuung, daß der Brechungsindex der Prismen unter Berücksichtigung des Einfallwinkels hoch genug gewählt ist, entsteht an jeder Reflexionsfläche der Prismen 7, 8 und 9 eine Totalreflexion. Die in .
Umkehrsystem 7, 8, 9 einfallenden Strahlen werde also dreimal durch Totalreflexion umgelenkt, wodurch siol eine Umkehrung oder Aufrichtung des Zwischenbildes ergibt. Durch die Wahl von hochbrechendem Glas für die Reflexionsprismen kann nicht nur der hohe Reflexionsgrad der Totalreflexion ausgenutzt werden; durch die damit verbundene Streckung des Strahlenganges können die Prismen im Bereich kleineren Gesamtbündelquerschnitts angeordnet werden und dadurch reinere Abmessungen erhalten.
Da die Reflexionsflächen der beiden Reflexionsprismen 7, 8 und 9, wie bereits erwähnt, im rechten Winkel zueinander stehen, wird außerdem der Strahlengang um 1800 geknickt und parallel verschoben. Einfalls- und Ausfallsstrahl des Umkehrsystems 7, 8, 9 verlaufen also in entgegengesetzter Richtung parallel zueinander, und zwar liegt nach der Erfindung der austretende Strahlengang über dem eintretenden Strahlengang. Wegen dieser Umkehrung des Strahlengangs kann und muß die augenseitige positive Wirkungsgruppe 5 vom Beobachter aus gesehen hinter dem Bildumkehrsystem 7, 8, 9 und über dem Objektiv 2, also in der Nähe der Seitenscheibe 10 oder auch der Frontscheibe (je nach Bauart des Fahrzeugs) etwa in der zwischen Frontscheibe ud Seitenscheibe gebildeten Ecke über dem Karosserieblech bzw. Teilen des Armaturenbret liegen, wie dies aus den Fig. 4 und 10 nochmals besonders deutlich wird. Die augenseitige positive Wirkungsgruppe 5 ist vorzugsweise als Hohlspiegel ausgebildet; es kann dies ein sphärischer oder asphärischer Hohlspiegel sein; sie kann aber auch aus einer sammelnden Spiegel- und sammelnden Linsengruppe bestehen. Der Hohlspiegel 5 bzw. die augenseitige positive Wirkungsgruppe 5 reflektiert die von dem Bildumkehrsystem 7, 8, 9 kommenden Strahlen; der Strahlengang wird also nochmals umgelenkt und erreicht so die am Beobachtungsort liegende Austrittspupille 6 des erfindungsgemäßen optischen Rückblicksystems. Durch die beschriebene Umlenkung oder Faltung des Strahlenganges ergibt sich nicht nur die gewünschte Aufrichtung des Bildes, sondern es verkürzt sich auch in vorteilhafter Weise die erforderliche Baulänge des Rückbli cksys tems.
Ein weiterer Vorteil dieser Faltung des Strahlenganges ist darin zu sehen, daß die augenseitige sammelnde Wirkungsgruppe 5 als langbrennweitiger Hohlspiegel ausgebildet werden kann. Durch die relativ geringe Schräzstellung des Hohlspiegels 5 zu den auftreffenden Strahlen bleiben die Aberrationen bei den hier sehr kleinen Öffnungsverhältnissen der Bündel für die Abbildung einzelner Objektpunkte klein.
Die augenseitige positive Wirkungsgruppe 5 kann aber als sammelndes System, wie bereits angedeutet, sehr unterschiedlich ausgebildet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht sie, wie gesagt, nur aus einem sammelnden Hohlspiegel, in einer anderen Ausführungsform kann sie als rückflächenverspiegelte Linse nach Art eines Manginspiegels ausgebildet sein, und in einer weiteren Ausführungsform kann sie aus Spiegel und Linse(n) mit einem Luftabstand zwischen diesen bestehen, wobei die positive Brechkraft dieser sammelnden Spiegel-und Linsengruppe auf Spiegel und Linse(n) verteilt sein kann. Selbstverständlich liegt dabei der Spiegel vom Beobachter aus gesehen hinter der oder den Linse(n). Da die Strahlen bei Verwendung einer solchen Spiegel- und Linsengruppe als augenseitige positive Wirkungsgruppe 5 in einer Anordnung gemäß Fig. 1 die Linse(n) zweimal durchlaufen, braucht in diesem Fall die die Spiegelbrechkraft ergänzende Linsenbrechkraft nur halb so groß zu sein wie bei einer Linse, die in einem nicht gefalteten Strahlengang durchlaufen wird.
Gemäß Fig. 1 ist das Bildumkehrsystem als Prismen kehrsystem 7, 8, 9 mit drei (total) reflektierenden Flächen ausgebildet. Dadurch entsteht das dem Fahrzeugführer vom Blick in den üblichen Rückspiegel gewohnte aufrechte, seitenverkehrte Bild, so daß bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Rückblicksystems in Fahrzeugen ein solches Umkehrsystem mit drei reflektierenden Flächen sicherlich bevorzugt werden wird. Es sind aber auch andere Anwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Rückblicksystems denkbar, bei denen ein aufrechtes und seitenrichtiges Bild wünschenswert sein kann. In einem solchen Fall muß eine der Seitenvertauschung dienende reflektierende Fläche entfallen oder eine weitere hinzugefügt werden, damit ein seitenrichtiges Bild erzeugt wird. In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann die Seitenorientierung des Bildes durch Auswechseln eines dem Objektiv 2 nachgeordneten Dachkant-Reflexionsprisma (des Bildumkehrsystems) gegen ein 900-Prisma ohne sonstige Störung des Strahlenganges geändert werden.
Statt eines aus Reflexionsprismen bestehenden Prismenumkehrsystems, das unter der Voraussetzung, daß die Brechungsindizes hoch genug gewählt sind, den Vorteil des hohen Reflexionsgrades der Totalreflexion hat, kann auch ein Spiegelumkehrsystem zur Anwendung kommen.
Jede der reflektierenden Flächen des Prismenumkehrsystems wäre dann durch entsprechend orientierte Planspiegel zu ersetzen. Bei Verwendung derartiger Planspiegel entfällt die meist günstige Streckung des Strahlenganges.
Außerdem kann ein Bildumkehrsystem auch aus einer Kombination von Reflexionsspiegeln und Reflexionsprismen bestehen.
Fig. 2 zeigt den gefalteten Strahlengang nach einer von einem solchen kombinierten Bildumkehrsystem Gebrauch machenden Ausführungsform der Erfindung in Seitenansicht, Fig. 3 zeigt denselben gefalteten Strahlengang in Draufsicht; für gleiche Teile werden dieselben Bezugszeichen wie oben verwendet.
Nach dieser Ausführungsform der Erfindung besteht das Bildumkehrsystem 7, 8, 9 aus der Kombination eines Reflexionsspiegels 7' und eines Reflexionsprismas mit den zueinander im rechten Winkel stehenden Reflexionsflächen 8 und 9. Dem als Planspiegel ausgebildeten Außen- oder Rückblickspiegel 1 ist auch hier das Objektiv 2 mit der Aperturblende 3 nachgeordnet. tiie besonders deutlich aus Fig. 3 zu erkennen ist, ist dem Strahlengang folgend hinter dem Objektiv 2 der Reflexionsspiegel 7' angeordnet. Der horizontale Neigungswinkel des Rückblickspiegels 1 und des Reflexionsspiegels 7' in Bezug auf das Objektiv 2 bzw. die optische Achse ist nahezu spiegelbildlich gleich, außerdem sind beide Spiegel 1, 7' um eine waagerechte Achse kippbar, und auch der durch diese Kippung um eine waagerechte Achse entstehende vertikale Neigungswinkel ist bei beiden Spiegeln 1, 7' fast gleich. Das Objektiv 2 entwirft mit den schräg auf den Rückblickspiegel 1 aus dem Unendlichen auftreffenden und von diesem in Richtung auf das Objektiv 2 reflektierten Strahlen ein kopfstehendes, seitenverkehrtes, an sich reelles Zwischenbild hinter dem Reflexionsspiegel 7'. Der Reflexionsspiegel 7' wandelt dieses an sich reelle Zwischenbild als virtuelles Objekt in ein seitenrichtiges,aber immer noch kopfstehendes Zwischenbild in der Zwischenbildebene 4 um. Die von dem Reflexionsspiegel 7' reflektierten Strahlen treten danach in das nachgeordnete Reflexionsprisma mit seinen beiden einen Winkel von 900 bildenden Reflexionsflächen 8, 9 ein. Durch die zweimalige Totalreflexion im Reflexionsprisma 8, 9 wird, wie oben bereits beschrieben, das Bild aufgerichtet,und der Strahlengang wird um 1800 gefaltet und parallelverschoben auf die augenseitige positive ,Jirlrungsgruppe 5, z.B.einenHohlspiegel, gelenkt, von welcher sie in Richtung auf die Beobachteraugen 6 reflektiert werden. Auch in dieser Ausführungsform befindet sich zwischen dem RiicXblicl:s»ie-el 1 und dem..
Objektiv 2, 3 die planparallele SeitenQcheibe 10 des Fahrzeugs, die einen Schutz des Objektivs 2 gegen Verschmutzung bietet.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ergibt sich also durch das aus Reflexionsspiegel 7' und Reflexionsprisma 8, 9 in Form eines 900-Prismas kombinierte Bildumkehrsystem für den Beobachter ein aufrechtes und seitenrichtiges Bild, dabei treten nur minimale Abbildungsfehler auf.
Aus Fig. 4 ist die Anordnung der wichtigsten Teile eines Rückblicksystems nach Fig. 2 und 3 in der zwischen Seiten- und Frontfenster gebildeten Ecke eines Kraftfahrzeugs auf der Fahrerseite zu ersehen. Der außen am Fahrzeug angebrachte Rückblickspiegel 1 ist zwar ne-^-hältnismäßig lang,aber nicht sehr hoch, so daß er nur eine geringe Widerstandsfläche bietet; außerdem steht er aufgrund seines horizontalen Neigungs- oder Anstellwinkels relativ günstig im Wind. Innerhalb des Fahrzeugs in der zwischen Seiten- und Frontscheibe gebildeten Ecke befinden sich im Strahlengang hinter der Seitenscheibe zunächst das Objektiv 2 mit Aperturblende 3 und dem Strahlengang folgend dahinter der Reflexionsspiegel 7' des Bildumkehrsystems 7', 8, 9, der in Bezug zur optischen Achse des Objektivs 2 den spiegelbildlich etwa gleichen Neigungswinkel hat wie der Außenspiegel 1. Vom Beobachter aus gesehen vor dem Objektiv 2 und dem Reflexionsspiegel 7' befindet sich das Reflexionsprisma 8, 9 in Form eines 900-Prismas und hinter diesem und über dem Objektiv 2 und dem Reflexionsspiegel 7' die augenseitige positive Wirkungsgruppe 5, z.B. ein Hohlspiegel.
Aus Fig. 4 ist auch besonders gut erkennbar, daß der Strahlengang nach dieser Ausführungsform nicht in nur einer horizontalen oder vertikalen Ebene verläuft. Der weitere Strahlengang der schräg auf den Außenspiegel 1 auftreffenden Lichtstrahlen verläuft zwischen Außenspiegel 1 und der ersten Reflexionsfläche 8 des Reflelsprismas 8, 9 in einer waagerechten Ebene und zwischen zur Reflexionsspiegel 7' und der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5 und den Beobachteraugen in einer vertikalen Ebene, wobei die Schnittgerade dieser Ebenen die optische Achse zwischen dem Reflexionsspiegel 7' und der ersten Reflexionsfläche 8 des Reflexionsprismas 8, 9 ist.
Die Tatsache, daß in dieser Ausführungsform. der Erfindung im Bildumkehrsystem kein Dachkantprisma sondern ein 0°-Prisma zur Anwendung kommt,hat fertigtingstechnische Vorteile.
Die in Fig. 4 in den Strahlengang vor dem Außenspiegel 1 gelegte Schnittfläche 13 macht deutlich, wie ein vergleichsweise großes horizontales Gesichtsfeld realisiert werden kann. Da in dieser Ausführungsform das reelle Zwischenbild 4 des Abbildungssystems2 bis 5 nach Art eines Keplerschen Fernrohres in die erste Durchtrittsfläche des Reflexionsprismas 8, 9 gelegt werden kann, wird in vorteilhafter Weise auf diese Durchtrittsfläche eine Rastereinteilung und/oder eine Rahmenlinie angebracht, um die Entfernungseinschätzungen fiir den Beobachter zu erleichtern.
Die Fig. 5 bis 7 zeigen eine sehr vorteilhafte weitere bildung solcher erfindungsgemäßer Rückblicksysteme, die ein Spiegelumkehrsystem oder ein wie oben in Bezug auf die Fig. 2 und 3 beschriebenes kombiniertes Bildumkehrsystem enthalten. Wie bereits aus Fig. 3 zu erkennen ist, sind in einem ausreichend großen Bereich hinter dem Objektiv 2 des erfindungsgemäßen Rückblicksystems die Teilstrahlengänge für die beiden Beobachteraugen 6 räumlich getrennt. Dies wird durch die erfindungsgemäße Weiterbildung in sehr vorteilhafter Weise zu einer erheblichen Steigerung des horizontalen Gesichtsfeldes genutzt, indem die Teilstrahlengänge für die beiden Beobachteraugen 6 mit optischen Mitteln unabhängig voneinander im Sinne einer Erweiterung des horizontalen Gesichtsfeldes ausgerichtet sind. Wie aus der Prinzipdarstellung eines Horizontalschnittes des Strahlenganges in Fig. 5 zu ersehen ist, wird dazu der hinter dem Objektiv 2 eines erfindungsgemäßen Rückblicksystems als Teil des Umkehrsystems und vorzugsweise waagerechte Strahlenrichtungsänderungen bewirkende, angeordnete Spiegel 7' in zwei Teilspiegel 7a und 7b aufgeteilt. In Fig. 5 ist diese für die angestrebte Steigerung des objektseitigen, horizontalen Gesichtsfeldwinkels entscheidende Aufteilung des Spiegels in die Teilspiegel 7a und 7b ohne die der BildauIrico dienenden reflektierenden Flächen 8 und 9 dargestellt.
Im Bereich der Teilspiegel 7a und 7b sind, wie bereits gesagt, die Teilstrahlengänge für die beiden Beobachteraugen 6 räumlich getrennt, d.h. jeder der beiden Teilstrahlengänge kann durch die unterschiedliche Ausrichtung der beiden Teilspiegel 7a und 7b getrennt vom jeweils anderen Strahlengang ausgerichtet werden. Diese unabhängige Ausrichtung der Teilstrahlengänge ermöglicht die Erweiterung des horizontalen Gesichtsfeldes bis eine Mindestbildüberdeckung der Teilbilder für die beiden Beobachteraugen erreicht ist.
In besonders vorteilhafter Weise werden die beiden Teilspiegel 7a und 7b zur Beeinflussung der horizontalen Ausrichtung der Teilstrahlengange so gegeneinander um wenige Winkelgrade geneigt, daß die Bilder der gegen die Lichtrichtung in den Bereich der durch die Fassung des Objektivs 2 gegebenen Aperturblende 3 abgebildet gedachten Beobachteraugen durch die unabhängige Teilstrahlengangbeeinflussung einander angenähert werden.
Das Objektiv 2 kann dadurch wesentlich besser genutzt werden.
Man könnte daran denken, die Bilder der BeobachteraugP. im Bereich des Objektivs 2 aufeinander zu legen. Der horizontale Gesichtsfeldwinkel würde dadurch zwar sehr stark gesteigert werden, jedoch würde die Uberdeckung der Teilbilder für beide Beobachteraugen 6 auf Null reduziert werden, wodurch die beiden Teilbilder in horizontaler Richtung vom Beobachter nicht mehr einander zugeordnet werden könnten. Außerdem würde das stereoskopische Sehen dadurch unmöglich wird.
Es ist deshalb besser, die Teilspiegel 7a und 7b nur so weit gegeneinander zu neigen, daß eine Mindestüberdeckung der Teilbilder erhalten bleibt.
Gemäß Fig. 5 beispielsweise sind die beiden Teilspiegel 7a und 7b je um 30 gegenüber einer gleichgerichteten (insgesamt planen) Ausgangsposition gedreht worden, wodurch 30 % Bildüberdeckung der beiden Teilbilder verbleiben. Die Größe dieser Bildüberdeckung ermöglicht dem Beobachter noch eine mühelose Zuordnung der Teilbilder für beide Beobachteraugen und kann noch mindestens bis auf 25 % vermindert werden.
Als Folge der unterschiedlichen Ausrichtung der beiden Teilstrahlengänge erhält die Austrittspupille bei c die Form zweier waagerecht gegeneinander verschobener Kreisflächen, die sich nur teilweise überdecken.
Diese sehr günstige Ausgestaltung der Austrittspupille ermöglicht vergleichsweise große Kopfbewegungen des Beobachters bei der Benutzung des Rückblick2stems, ohne das Beobachtungsfeld aus den Augen zu verlieren.
In Fig. 6 ist der Vertikaischnitt des in Fig. 5 angegebenen Strahlenganges mit zusätzlicher Faltung er die der Bildaufrichtung dienenden reflektierenden Flächen 8 und 9 sowie über die positive, augenseitige Wirkungsgruppe 5 dargestellt.
In Fig. 7 ist der Horizontalschnitt des Strahlenganges nach Fig. 6 dargestellt. Das Objektiv 2 mit der durch die Objektivberandung gegebenen Aperturblende 3 ist als vierlinsige, sammelnde Wirkungsgruppe nach dem Prinzip des bekannten Tessar- oder Xenar-Typs ausgebildet und wie schon gemäß Fig. 1 hinter der Seitenscheibe 10 innerhalb eines Fahrzeugs angeordnet. Die Korrekturmöglichkeiten dieses ObjektivtyDs entsprechen dem hier vorliegenden Bildwinkel. Deutlich ist der z.B. gegenüber Fig. 3 gesteigerte Gesichtsfeldwinkel von hier 42,5° zu erkennen.
Fig. 8 zeigt den Vertikalschnitt durch den gefalteten Strahlengang einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,und Fig. 9 zeigt den Horizontalschnitt desselben otrahlenganges. In dieser Ausführungsform besteht das 3ildumMehrsystem aus einem Tripelprisma mit den Reflexionsflächen 7, 8 und 9. Auch hier fallen die Lichtstrahlen schräg auf den Außen- oder Rückblick- Spiegel 1 und werden in Richtung auf das Objektiv 2 mit lperturblende 3 reflektiert; das Objektiv 2 entwirft in ier Zwischenbildebene ein seitenverkehrtes, kopfstehendes, reelles Zwischenbild, das nachfolgende Reflexionsprisma 8, 9 richtet das Bild auf, faltet den Strahlengang um 1800 und richtet ihn parallelverschoben auf die augenseitige positive Girkungsgruppe 5, von der sie in Richtung auf die Beobachteraugen 6 reflektiert werden. Diese Ausführungsform liefert also lem Beobachter ein aufrechtstehendes, seitenverkehrtes Bild ines Ausschnitts des hinter ihm liegenden Beobachtungsfeldes, wie er es vom Blick in den bisher üblichen Ruckspiegel gewöhnt ist, jedoch ebenfalls mit einem erheblich erweiterten horizontalen Gesichtsfeldwinkel.
Nach dieser Ausführungsform der Erfindung kann der Strahlengang des Rückblicksystems nach dem Rückblickspiegel 1, d.h. die optische Achse, in einer vertikalen Ebene verlaufen und bleiben.
Von besonderem Vorteil kann bei dieser Ausführungsform der Einsatz eines Wölbspiegels als Ruckblickspiegel sein, weil dadurch infolge des Nachfokussierens der Abstandasrischen Objektiv und augenseitiger positiver Wirkungsgruppe größer wird. Der Strahlengang zwischen Rückblickspiegel (1) und Objektiv (2) wird bei dieser Ausführungsform und Anwendung in einem PKW nicht durch die Seitenscheibe sondern speziell vorgesehene oeffnungen im Karosserieblech geführt, so daß einerseits Verschmutzungen der Seitenscheibe keine Rolle mehr spielen und andererseits die stromlinienförmige Verkleidung des Rückblickspiegels direkt mit dem Karosserieblech verbunden werden kann. Die Öffnung im Karosserieblech wird durch eine planparallele Glasplatte, die sich im Strahlengang vor dem Rückspiegel befindet1 zum Schutz vor Verschmutzungen abgedichtet. Diese Schutzscheibe kann leicht gereinigt werden.
Fig. 10 zeigt besonders anschaulich die günstige Anordnungsmöglichkeit eines erfindungsgemäßen optischen Rückblicksystems innerhalb einer Fahrzeugkabine. Vom Beobachter bzw. Fahrzeugführer aus gesehen befindet sich die augenseitige positive Wirkungsgruppe 5 in der Nähe der Seitenscheibe 10 oder der Frontscheibe 11 (je nach Bauart des Fahrzeugs) etwa in der zwischen Frontscheibe 11 und Seitenscheibe 10 gebildeten Ecke über dem Karosserieblech bzw. Teilen des Armaturenbrettes, also weiter innerhalb des Gesichtsfeldes des Beobachters bzw. Fahrzeug führers als ein bisher üblicher Außenspiegel. Es wird so aus Fig. 10 deutlich, daß der Beobachter bei dem erfindungsgemäßen Rückblicksystem kleinere Kopfbewegungen als bei einem üblichen Außenspiegel ausführen muß, um den für ihn wichtigen seitlichen Objektfeldbereich zu erfassen. Diese geringere Kopfbewegung und der durch die Erfindung deutlich vergrößerte horizontale Gesichtsfeldwinkel sind geeignet, die Unfallhäufigkeit bei Überholvorgangen zu senken.
Wie bei gleichzeitiger Berücksichtigung der Fig. 1 bis 3 und 5 bis 9 erkenntlich ist, liegt das Bildumkehrsystem 7, 8, 9 (Prismen- oder Spiegelumkehrsystem) vom Beobachter aus gesehen vor und unter der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5.
Der auf den Außenspiegel 1 folgende Teil 2, 3; 7, 8, 9; 5 des erfindungsgemäßen Ruckblicksystems ist vorzugaweise als Baugruppe z.B. mit einem Kugelgelenk um Drehachsen justierbar. In einer besonders günstigen Ausführungsform der Erfindung können der Außenspiegel 1 und die folgende Baugruppe 2, 3;7,8, 9; 5 des Rückblicksystems vom Innern des Fahrzeugs mechanisch oder vorzugsweise motorisch so im Verhältnis zueinander justiert werden, daß für verschiedene Beobachterpositionen jeweils ein aufrechtes Bild entsteht. Eine Nachführung der augenseitigen positiven Achse auf die Position der Beobachteraugen geschieht in vertikaler Richtung durch Kippen der einen Spiegel enthaltenden augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5 um eine horizontale Achse.
Enthält die augenseitige positive Wirkungsgruppe 5 keinen Spiegel, so muß der letzte Spiegel im Strahlengang justiert werden, also ggfs. das Reflexionsprisma 9 des Prismenumkehrsystems oder die letzte Spiegelfläche (Planspiegel) eines Spiegelumkehrsystems.
Das erfindungsgemäße Rückblicksystem kann in der Fahrzeugkabine an der Fahrer- und/oder Beifahrerseite angebracht sein; es kann auch so angeordnet sein, daß die Beobachtungsrichtung über das Dach der Fahrzeugkabine hinweg seitlich nach hinten gerichtet ist.
Der Außenspiegel 1 kann ein Planspiegel, ein Wölbspiegel oder ein Hohlspiegel sein. Die Wahl der Spiegelkrümmung hängt, wie sich schon aus den Ausführungen in der Beschrei bungseinleitung ergibt, davon ab, welcher Kompromiß zwischen Gesichtsfeldgröße und der Größe des Netzhautbildes im Vergleich zur normalen Wahrnehmung akzeptiert wird. Mit anderen Worten, je stärker die Krümmung des Wölbspiegels gewählt wird, desto größer wird der objektseitig erfaßbare Gesichtsfeldwinkel, was allerdings mit dem Nahteil verbunden ist, daß die Einzelheiten des Netzhautbildes kleiner werden und damit die im Gesichtsfeld erscheinenden Objekte entfernter erscheinen, als sie tatsächlich gelegen sind.
Dieser Sachverhalt muß also bei dem erfindungsgemäßen Rückblicksystem ebenso berücksichtigt werden wie bei den an Fahrzeugen bereits üblichen Wölbspiegeln allgemein.
Der dem Beobachtungsfeld zugewandte (objektseitige) Außenspiegel 1 kann vorzugsweise als asphärigcher Wölbspiegel in der Weise ausgebildet sein, daß z.B. gemäß Fig. 11 die Krümmung im horizontalen Schnitt am Rande etwas zunimmt; damit kann eine zusätzliche Aufweitung des horizontalen Gesichtsfeldes bewirkt werden.
Während bei der Verwendung eines Planspiegels als Außenspiegel 1 die von diesem reflektierten Strahlen als afokale Bündel in das Objektiv eintreten und das von letzterem in der Zwischenbildebene entworfene Zwischenbild dem Beobachter scharf und im Unendlichen liegend erscheint, wird bei der Verwendung eines sphärischen oder asphärischen Wölbspiegels als Außenspiegel 1 von diesem ein virtuelles Zwischenbild mit endlichem Bildabstand entworfen. Bei auf Unendlich eingestelltem, nachgeschaltetem Fernrohr würde somit eine Akkomodation des Beobachterauges beim Blick in das Rückblicksystem erzwungen. Dieser Nachteil kann um des vergrößerten Gesichtsfeldes willen durch Nahdistanzfokussierung des Fernrohres, also durch Scharfeinstellung auf das virtuelle Zwischenbild des Wölbspiegels, beseitigt werden.
Ein entscheidender Vorteil des erfindungsgemäßen tiWc.rblicsystems besteht darin, daß bei einer mäßigen Verkleinerung des Netzhautbildes, wie sie beim Wölbspiegel zur Steigerung des objektseitigen Gesichtsfeldes üblich ist, eine Steigerung des augenseitigen Gesichtsfeldes möglich ist durch großzügige Bemessung der im Inneren einer Fahrzeugkabine angeordneten letzten optisch wirksamen Fläche des Systems.
In Fig. 11 ist der Horizontaischnitt durch einen Wölbspiegel mit aspharischem Randbereich dargestellt, wie er nach der Erfindung als Außenspiegel 1 zur Anwendung kommen kann, um den objektseitigen Gesichtsfeldwinkel zusätzlich zu steigern.
Der mit K bezeichnete Bereich ist durch eine Kugelfläche (im dargestellten Beispiel mit dem Radius R = 1200 mm) definiert, und der mit H bezeichnete Randbereich ist beispielhaft durch eine Hyperbel mit folgenden Konstanten 2 y2 - - =1 102 102 in Bezug auf das im unteren Bereich der Fig. 11 einaezeichnete x, y-Koordinatensystem festgelegt. Verschieden Krümmungsradien von R = 1139 mm bis R = 10 mm sind er gezeichnet.
Die Krümmungsradien in allen senkrechten Schnitten sind konstant, im dargestellten Beispiel gleich 1200 mm.
Im Kugelflächenbereich K werden Objekte mit etwa 2/3 ihrer Größe im Vergleich zur Direktbeobachtung gesehen.
In dem mit R bezeichneten Rar.dbereic.: bleibt in vertikaler Richtung die Größe der Bildwahrnehmungen bis zur Rand unverändert; in horizontaler Richtung nimmt die Bildgröße zum Rand hin drastisch ab. Dafür wird in diesem Randbereich H ein zusätzlicher oojektseitlger Gesichtsfeldwinkel von bis zu 900 gewonnen. In Fig. 11 ist der im Randbereich H zunehmende horizontale Gesichtsfeldwinkel durch Einfall- und Ausfallstrahl an Punkten mit verschiedenem Krümmungsradius R auch im Vergleich zur Kugelfläche K verdeutlicht. Wie kennen ist, nehmen Einfall- und Ausfallwinkel mit abnehmenden Krümmungsradius R erheblich zu.
Bei Überholvorgängen erscheint das Bild des überholenden Fahrzeugs zunächst im Spiegelbereich K und wird beim Durchwandern des Randbereichs H in vertikaler Richtztr der Annäherung entsprechend größer und in horizontaler Richtung zum Spiegelrand hin beschleunigt schlanker.
Der äußerste Rand des asphärischen Bereichs R dient nur der Wahrnehmung einer Bewegung. Die zweifellos auftretenden. astigmatischen Abbildungsfehler in diesem Bereich sind deshalb von untergeordneter Bedeutung.
Der dbergang vom Kugelflächenbereich m zum asphärischen Bereich H ist durch Stetigkeit der Tangentenrichtung und Stetigkeitder Krümmung nicht als scharfe Grenze erkennbar.
Gegenüber einer Konstruktion mit abgewinkeltem Randbereich tritt bei dieser Spiegel-Formgebung nicht das Problem mangelnder Überdeckung der Teilbilder hinsichtlich beider Beobachteraugen auf.
In Fig. 12 sind vergleichend die unterschiedlichen Größen der objektseitigen Gesichtsfeldwinkel dargestellt, die beim Blick in einen Planspiegel und einen Wölbspiegel als bekannte Rückblickspiegel eines Kraftfahrzeugs Kfz und beim Blick in ein in ein Kraftfahrzeug Kfz eingebautes erfindungsgemäßes optisches Rückblicksystem mit einem Planspiegel als Außenspiegel und in ein erfindungsgemäßes optisches Rückblicksystem mit eie erfindungsgemäßen asphärischen Wölbspiegel als Außenspiegel erreicht werden können. Die angegebenen Winkel erstellen jeweils die repräsentative Größenordnung dar.
Der Entwicklungsschritt vom einfachen Planspiegel zum Wölbspiegel als Rückblickspiegel brachte bereits eine wesentliche Verbesserung. Die Steigerung des objektseitigen Gesichtsfeldwinkels durch das erfindungsgemäße optische Rückblicksystem im Vergleich zum Wölbspiegel ist noch wesentlich stärker und gewinnt um so mehr an Bedeutung, als eine ausreichende Überdeckung der Teilbilder für die beiden Beobachteraugen gegeben ist, die für eine ungestörte Zuordnung der Teilbilder erforderlich ist.
Der sehr große objektseitige Gesichtsfeldwinkel des optischen Rückblicksystemsmit asphärischem Wölbspiegel darf nicht direkt mit dem des optischen Rückblicksystems mit Planspiegel verglichen werden, weil beim asphärischen Wölbspiegel im Randbereich wie oben dargelegt, zum Rande hin die Bildgröße in horizontaler Richtung beschleunigt abnimmt.
Fig. 13 zeigt das für das erfindungsgemäße optische Rückblicksystem gewählte Abbildungsprinzip des Keplerschen Fernrohres als abgewickelten Strahlengang des gesamten Rückblicksystems im Horizontalschnitt ohne die Spiegel-(Reflexions-)Fläche des Bildumkehrsystems. Fig. 14 zeigt denselben abgewickelten Strahlengang im Vertikalschnitt. Die strichpunktierte Mittellinie in den Fig. 13 und 14 stellt die optische Achse dar. Die Bündel des Abbildungsstrahlenganges für die Randpunkte des Objektfeldes sind im wesentlichen durch die gezeichneten Strahlenliniendargestellt, die man sich nur verengt in der Zwischenbildebene 4 vorstellen muß.
Auch in den Fig. 13 und 14 ist der Außenspiegel mit 1 bezeichnet; er wird zunächst als Planspiegel angenommen.
Ihm nachgeordnet und auf ihn ausgerichtet ist das Objektiv 2 mit Aperturberandung 3 als erste positive (sammelnde) Wirkungsgruppe 2 des Keplerschen Abbildungssystems. Im Abstand der Brennweite fl des Objektivs 2 befindet sich hinter diesem die Zwischenbildebene 4, in der das Objektiv 2 ein reelles Zwischenbild des über den Außenspiegel 1 erfaßten Gesichtsfeldes entwirft. Der Brennpunkt der augenseitigen, zweiten positiven (sammelnden) Wirkungsgruppe 5 lle-> ebenfalls in der Zwischenbildebene 4; ihr Abstand zur Zwischenbildebene 4 ist also gleich ihrer Brennweite i, ihr Abstand zum JSektiv 2 gleich der Summe der Brennweiten f1 + f. Die gegebenenfalls vorhandene Feldlinse und die langbrennweitige, augenseitige positive Wirkungsgruppe 5 bilden die Objektivfassung als Aperturblende 3 im Abstand e als Austrittspupille 6 mit verhältnismäßig großem Durchmesser für beidäugiges Sehen ab, d.h. die am Ort der Beobachteraugen liegende Austrittspupille 6 hat einen Durchmesser, der etwas größer als der Augenabstand eines Beobachters ist.
Bei der unterschiedlichen Umlenkung der Teilstrahlengänge für die beiden Beobachteraugen durch die beiden Teilspiegel 7a und 7b eines Bildumkehrsystems gemäß Fig. 5 bis 7 erhält die Austrittspupille die sehr günstige Form zweier seitlich gegeneinander verschobener Kreisflächen, die teilweise überdeckt sind.
Die von dem hinter dem Beobachter liegenden Objektfeld kommenden Lichtstrahlen treffen auf den Außenspiegel 1, werden von diesem reflektiert und als afokale Bündel durch die üblicherweise planparallele Seitenscheibe 10 einer Fahrzeugkabine auf das Objektiv 2 mit Aperturberandung 3 gelenkt, welches in der Zwischenbildebene -ein reelles Zwischenbild entwirft. Die Lichtstralllen durchlaufen das in den Fig. 13 und 14 nicht dargestellte Bildumkehrsystem und laufen danach divergierend auf die augenseitige positive Wirkungsgruppe 5, um diese wieder als afokale Bündel zu verlassen und direkt in die Austrittspupille 6 und damit in die Beobachteraugen zu gelangen. Der Beobachter erhält so den Eindruck eines scharfen, im Unendlichen liegenden Bildes des Objekts.
Durch richtige Wahl der Vergrößerung V des nach der..
Prinzip des Keplerschen Fernrohres wirkenden optischen Systems und der Brennweiten f1 und f3 der beiden dieses optische System bildenden positiven Wirkungsgruppen 2 2 und 5 erhält man einerseits die gewünschte große Bildweite a3', die gleich dem Abstand e zwischen der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5 und der Austrittspupille 6 ist, und andererseits einen gegenüber dem augenseitigen Gesichtsfeldwinkel w' vergrößerten objektseitigen Gesichtsfeldwinkel w, so daß also mit einem vorgegebenen augenseitigen Gesichtsfeldwinkel w' über das optische System ein größerer objektsei tiger Gesichtsfeldwinkel w erfaßt werden kann. Gleichzeitig wird im Blendenabbildungsstrahlengang des optischer.
Systems mittels der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5 der Augenabstand des Beobachters bzw. die Austrittspupille 6 in einem Bereich nahe dem -jektiv 2 als Eintrittspupille verkleinert abgebi'deL.
Infolge dieser Einschnürung des gesamten Strahlenbündels kann die Spiegelfläche des Außenspiegels 1 des erfindungsgemäßen Rückblicksystems bis etwa auf 1/4 der Spiegelfläche eines herkömmlichen Außenspiegels reduziert werden. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß der Außenspiegel 1 des erfindungsgemäßen Rückblicksystems mit Absenkung des Luftwiderstandsbeiwerts einen geringeren Windwiderstand bewirkt als herkömmliche Außenspiegel und auch sonst weniger störend ist. etwa bei beengten Parkverhältnissen eine unbeabsichtigte Verstellung unwahrscheinlicher wird.
In Fig. 13 ist außerdem die sehr großzügige Überdeckung der Teilbilder in der Zwischenbildebene 4 für die Beobachteraugen erkennbar.
Ein Vergleich zwischen Fig. 13 und Fig. 14 zeigt deutlich den Unterschied zwischen dem großen horizontalen und dem vergleichsweise geringeren vertikalen Gesichtsfeldwinkel.
Im folgenden wird anhand von Fig. 15 ein Zahlenbeispiel für die /Jahl und richtige Bemessung der wichtigsten Größen bei Verwendung eines Planspiegels als Außenspiegel 1 gegeben.
Der geforderte Abstand e der Austrittspupille 5 (3eobachteaugen) zur augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5 sei e = 500 mm; der Durchmesser d2 der Austrittspupille 6 soll etwa gleich dem Augenabstand des Beobachters sein, und zwar d2 = 60 mm; der augenseitige Gesichtsfeldwinkel wf sei w' = 23°; die Vergrößerung V des Fernrohres wird mit V = 2/3 gewählt.
Der objektseitige Gesichtsfeldwinkel w läßt sich aus dem augenseitigen Gesichtsfeldwinkel w' berechnen, indem man diesen mit dem Kehrwert der Fernrohrvergrößerung, welcher nach einem optischen Gesetz gleich dem Abbildungsmaßstab/431 der Baugruppe ist, multipliziert: ß 3' = 1/V = 3/2 23° # 3 w =ß3' # w' = w'/V = = 34,5° 2 Diese Berechnung gilt für die Anwendung eines Plansc als Außenspiegel 1. Bei Verwendung eines Wölbspiegels wird durch dessen Wirkung, wie bereits oben dargelegt, der objektseitige Gesichtsfeldwinkel nochmals vergrößert.
Außerdem ist hier die unabhängige Richtungsbeeinflussung der Teilstrahlengänge für die beiden Beobachteraugen durch die hinter dem Objektiv angeordneten Teilspiegel 7a und 7b des Bildumkehrsrstems gemäß Fig. 5 bis 7 unberücksichtigt geblieben.
Der Durchmesser d1 der Eintrittspupille, d.h. der wirksame Durchmesser des Objektivs 2, läßt sich aus dem Durchmesser d2 der Austrittspupille 6 berechnen, indem man diesen mit der Fernrohrvergrößerung V multipliziert: d1 = V d = 2 60 = 40 mm = Es ergibt sich somit ein auffälig kleiner Objektivdurchmesser d1, wie auch in Fig. 13 schon erkennen ist. Die Objektivberandung wird bei diesem Beispiel direkt in die bei den Beobachteraugen liegende Austrittspupille 6; d2 abgebildet. Und der vergleichsweise kleine Strahlenbündelquerschnitt vor dem Objektiv 2 ermöglicht den bereits erwähnten, in Bezug auf herkömmliche Seitenspiegel kleinen rechteckigen Außenspiegel.
Die Objektweite der Baugruppe wird mit a3, die Bildweita mit a3' bezeichnet, der Abbildungsmaßstab ist die Brennweite der objektseitigen positiven Wirkungsgruppe (Objektiv) 2 ist f1, die Brennweite der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5 ist f3.
Nach den optischen Gesetzen ffjr Fernrohre gilt a3 = - (f1 + f3) a3, = e ß3' = a3'/a3 = 1/V V = - f1/f3

e # V 500 # (-2/3)

f1 = = = 133,33 mm

1/V-1 -3/2-2/2

e # V 500#(-2/3)

f3 = = = 200 mm

V-1 -2/3-3/3

Das Objektiv 2 ist vorzugsweise eine farbkorrigierte sammelnde Wirkungsgruppe, die beispielsweise ein vierlinsiger Tessar- oder Xenartyp sein kann. Das Objektiv 2 ist in einer praktischen Ausführungsform der Erfindung korrigierbar; durch die Größe der Aperturblende 3,gegeben durch die freie Öffnung des Objektivs 2,kann die Größe der Austrittspupille 6, die ja die Abbildung der Aperturblende ist, bestimmt werden.
Die obige Berechnung der wirksamen Öffnung (des Durchmessers d1) des Objektivs 2 wurde für den einfachsten Fall eines Keplerschen Fernrohres angestellt, bei dem sich in üblicher Weise die Zwischenbildebene 4 im bildseitigen Brennpunkt des Objektivs 2 (der objektseitigen positiven Wirkungsgruppe 2) und zugleich im objektseitigen Brennpunkt der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5/dbuerfcMgdeetUhrt ohne Berücksichtigung eines Bildumkehrsystems. Bei einer praktischen Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Bildumkehrsystem 7, 8, 9 in Form eines Prismen- oder Spiegelumkehrsystems zur Anwendung kommt, müssen die wirksame Öffnung des Objektivs 2 und die vignettierende Umrandung des Prismen- oder Spiegelumkehrsystems 7, P, 9 aufeinander abgestimmt sein.
Wenn die Summe der Brennweiten f1 + f3 der beiden pos -tiven Wirkungsgruppen 2, 5 nicht soviel kleiner ist als der Abstand e zwischen der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5 und der Austrittspupille 6, wie durch die Fernrohrvergrößerung V gegeben ist, kann erfindungsgemäß in der Nähe der Zwischenbildebene 4 (vor oder hinter ihr) eine sammelnde oder zerstreuende Feldlinse angeordnet sein, um die Blendenabbildung optimal zu gestalten. Zweckmaßigerveise wird eine zerstreuende (negative) Feldlinse dann eingesetzt, wenn die Summe der Brennweiten f1 @ 9 f3 kleiner ist wie das das Produkt der Vergrößerung V und des Abstandes e; eine sammelnde (positive) Feldlinse ist dann notwendig, wenn die Summe der Brennweiten f1 + f3 größer ist als das Produkt der Vergrößerung V und des Abstandes e. Für den Fall ohne Feldlinse gilt: /V/ = f1 + f3/e oder f1 + f3 = /V/ . e Durch die geeignete Festlegung der Brechkraft der Feldlinse wird erreicht, daß das Bild der Austrittspupille 6 durch Abbildung nach vorn in die Nähe des Objektivs 2 verlegt wird, oder, als Umkehrung, daß die durch die Objektivberandung gegebene Aperturblende oder wircsa:re Öffnung des Objektivs 2 in die Austrittspupille 6 a Ort der Beobachteraugen abgebildet wird.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 16, die in einer Prinzipdarstellung die Abbildung der Objektivberandung in die Ebene der Beobachteraugen bei der Anordnung einer Feldlinse 12 in der Zwischenbildebene 4 (bzw. in deren Nähe) des Abbildungssystems oder Fernrohrs 2, 5 wiedergibt, die Berechnung der Brennweite f2 der Feldlinse 12 gegeben.
In Fig. 16 ist das Objektiv wiederum mit 2 und die augenseitige positive Wirkungsgruppe mit 5 bezeichnet.
In der Zwischenbildebene 4 dieses Abbildungssystems nach Art eines Keplerschen Fernrohres ist eine Feldlinse 12 angeordnet. Die Brennweite des Objektivs 2 ist auch in dieser Darstellung f die der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5 ist f Der Abstand der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5 zur Ebene der Beobachteraugen ist e und soll gleich der Bildweite a13 der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5 sein. Für die Abbildung der Objektisberandung durch die Feldlinse 12 ist bei deren Anordnung in der Zwischenbildebene 4 die Objektweite -a2 der Feldlinse 12 gleich der Objektivbrennweite f1.
Die Feldlinse 12 entwirft von der Objektivberandung ein virtuelles Zwischenbild, die Bildweite der Feldlinse ist -at2, und dieses Zwischenbild A wird von der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5 in A in der Ebene der Beobachteraugen 6 abgebildet. Die Objektweite der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5 ist -a3 und gleich der Summe aus ihrer Brennweite f3 und der Bildweite -a'2 der Feldlinse 12.
Nach dem oben Gesagten gilt also a2 = f1 (a) -a'2 + f3 = -a3 (b) a'3 = e (c) 1/a'2 = 1/a2 + 1/f2 (d) 1/a'3 = 1/a3 + 1/f3 (e) Für die Brechkraft der Feldlinse 12 folgt daraus: Ein Sonderfall ist gegeben, wenn 1/f2 = 0 wird, d.h. keine Feldlinse 12 erforderlich ist.
Formelumstellungen führen zu f1 + f3 f1 = = /VFernrohr/ (g) e f3 Diese 3edingung in Worten ausgedrückt besagt, daß dann auf eine Feldlinse verzichtet werden kann, wenn die Summe aus der Objektivbrennweite f1 und der Brennweite f3 der augenseitigen positiven Wirlcungsgruppe 5 sich so zum Abstand e zwischen der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5 und der Ebene der Beobachteraugen 6 verhält, wie die Objektivbrennweite f1 zur Brennweite f der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5. Es ist dies also derbemits oben angesprochene Sonderfall, daß nämlich die Summe der Brennweiten + @ f3 der beiden positiven Wirkungsgruppen 2, 5 gerade soviel kleiner ist als der Abstand e zwischen der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5 und der Ebene der Beobachteraugen o wie durch die Fernrohrvergrößerung V gegeben, nämlich f1 + f3 = /VFernrohr/ # e.
3 Fernrohr Die Festlegung des Gesichtsfeldwinkels ist abhängi der Brennweite des Außenspiegels 1 und der Fernrchrvergrößerung V des nachgeordneten optischen Systems 2 bis 5 des erfindungsgemäßen optischen Rückblicksystems und stellt, wie bereits ausgeführt, jeweils einen Kompromiß dar zwischen dem maximal erreichbaren Gesichtsfeldwinkell und der eher nachteiligen Verkleinerung des TTetzhautbildes im Vergleich zur Direktbeobachtung.
Ein solcher Kompromiß kann ereicht werden durch einer das Gesichtsfeld erweiternden, zerstre@ende@ lbspiegel als Außenspiegel 1 und eine um 30 stärkere Fernrohrvergrößerung, aber auch durch einen das Gesichtsfeld mindernden, sammelnden Hohlspiegel als Außenspiegel 1 und eine um so geringere Fernrohrvergrößerung (V<1).
Das nacn der Erfindung verwendete Fernrohr 2 bis 5 stellt in seiner Grundeinstellung ein afokales System dar. Die Lichtstrahlen treten als afokale Bündel in das Objektiv 2 ein und verlassen die augenseitige Wirkungsgruppe 5 wiederum als afokale Bündel; es ist auf ein Objekt im Unendlichen scharf eingestellt.
Ein zerstreuender Außenspiegel 1 (Wölbspiegel) entwirft von einem unendlich fernen Objekt ein aufrechtstehendes, vericleinertes, virtuelles Bild im bildseitigen Brennpunkt des ltlölbspiegels; ein sammelnder Außenspiegel (Hohlspiegel) entwirft von einem unendlich fernen Objekt ein kopfstehendes, verkleinertes, reelles Bild im bildseitigen Brennpunkt des Hohlspiegels. Bei der Anwendung eines sammelnden Außenspiegels 1 (Hohlspiegels) für das erfindungsgemäße Rückblicksystem wird dessen 3rennweite bzw. der Abstand des Objektivs 2 zu diesem lichispiegel so gewählt, daß sich das Objektiv 2 mit der Berandung als Aperturblende innerhalb der Brennweite des Hohlspiegels befindet und deshalb das kopfstehende, verkleinerte, reelle Bild des AuBensniegels 1 (Hohlspiegels) als virtuelles Objekt in die Zwischenbildebene 4 abbildet. Die von einem solchen Außenspiegel 1 kommenden Lichtstrahlen erreichen das Objektiv 2 nicht als afokale Bündel. Durch Vergrößern des Abstandes zwischen Objektiv 2 und augenseitiger Wirkungsgruppe 5 wird auf ein Objekt in endlicher Entfernung eingestellt, also nachfokussiert.
Im folgenden wird die Berechnung der Fernrohrvergrößerung V der Kombination eines Wölbspiegels 1 mit dem ges Fernrohr 2 bis 5 als Abbildungssystem gegeben; es wird dazu Bezug genommen auf die Fig. 17 und 18.
Fig. 17a zeigt in einer Prinzipdarstellung den Strahergang an einem (zerstreuenden) Wölbspiegel 1' mit der negativen Brennweite fO, der ein in endlichem Abstand hinter der Spiegelfläche zu liegen scheinendes, virtuelles Bild entwirft. Der Wölbspiegel 1' ist durch das Symbol einer dünnen Zerstreuungslinse dargestellt.
Fig. 17b zeigt in einer Prinzipdarstellung den Strahlengang eines nach der Erfindung verwendeten optischen Abbildungssystems nach Art eines Keplerschen Fernrohres in Grundstellung mit dem Objeti 2 und der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5, die wie in vorausgehenden Figuren durch das Symbol einer Sammellinse dargestellt sind; die Brennweite des Objektivs 2 ist f1, die der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5 ist f3.
Nach Fig. 17b befindet sich das Fernrohr 2, 5 noch in seiner Grundstellung, in der der Abstand zwischen den beiden positiven Wirkungsgruppen 2, 5 gleich der Summe ihrer Brennweiten fl + f3 ist, der bildseitige Brennpunkt F1, des Objektivs 2 also mit dem objektseitigen Brennpunkt F3 der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5 zusammenfällt und die als afokale Bündel (von einem Planspiegel kommenden) in das Objektiv 2 eintretenden Lichtstrahlen in der Zwischenbildebene 4 im gemeinsamen Brennpunkt F1' = F3 der positiven Wirkungsgruppe 2, ein scharfes, reelles Zwischenbild entwerfen und di augenseitige positive Wirkungsgruppe 5 wieder als afokale Bündel verlassen.
Wenn die Kombination von Wölbspiegel 1' und Fernrohr (optisches Abbildungssystem) 2, 5 wieder afokal sein soil, muß der Abstand zwischen dem Objektiv 2 mit der Brennweite f1 und der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5 mit der Brennweite f3 so vergrößert werden, daß das beim Auftreffen achsparalleler (aus dem Unendlichen kommender) Strahlen auf den Wölbspiegel 1 im bildseitigen Brennpunkt des Wölbspiegels 1' entstehende virtuelle Zwischenbild durch das Objektiv 2 mit der Brennweite f1 in den objektseitigen Brennpunkt F3 der augenseitigen, positiven Wirkungsgruppe 5 abgebildet wird. Dann verlassen die Strahlen die augenseitige positive Wirkungsgruppe 5 in Umkehrung des Abbildungsgesetzes, daß achsparallel einfallende Strahlen im Brennpunkt zusammentreffen, wieder als afokale Bündel. Dies ist in Fig. 18 dargestellt, die in einer Prinzipdarstellung den Strahlengang einer Kombination von Wölbspiegel 1' als Außenspiegel und optischem Abbildungssystem nach Art eines Keplerschen Fernrohres als erfindungsgemäßes Rückblicksystem darstellt, wobei durch Nahdistanzfokussierung des Ferrohres das gesamte System wieder afokal gemacht isf.
Wie aus Fig. 18 zu ersehen ist, ist nunmehr der Xbcça;d zwischen dem Objektiv 2 und der augenseitigen positien Wirkungsgruppe 5 gleich der Summe aus der Bildweite a'1 des Objektivs 2 und der objektseitigen Brennweite fd der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5, also a' +f3.
Der bildseitige Brennpunkt des Objektivs 2 ist in Fig. 18 nicht eingezeichnet; er liegt zwischen dem Objektiv 2 und der Zwischenbildebene 4, die, wie gesagt, durch den objektseitigen Brennpunkt der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5 geht. Bei dem auf das virtuelle Zwischenbild des Wölbspiegels 1' in dessen Brennpunkt im Abstand der Brennweite -fO hinter dem Wölbspiegel 1' eingestellten Fernrohr 2, 5 ist sonach der Abstand zwischen den beiden positiven Wirkungsgruppen 2, 5 mit a'1 + f3 größer als in der Grundstellung des Fernrohrs 2, 5; denn die Bildweite a'1 des Objektivs 2 ist größer als dessen bildseitige Brennweite f1.
Für die Berechnung der Gesamtvergrößerung Vges der Kombination aus Wölbspiegel (oder Hohlspiegel) und Fernrohr werden folgende Bezeichnungen verwendet: fo Brennweite des Wölbspiegels 1' f1 Brennweite des Objektivs 2 soll Kombinationsbrennweite von Wölbspiegel 1' und Objektiv 2 f3 Brennweite der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5 eO 1 Abstand zwischen Wölbspiegel 1' und Objektiv 2 al Objektweite des virtuellen Zwischenbildes des Wölbspiegels 1' vor dem Objektiv 2 1 Bildweite hinter'dem Objektiv 2 ß'1 Abbildungsmaßstab des Objektivs 2 Für die Berechnung werden folgende Beziehungen benötigt: Die Kombinationsbrennweite f0,1 von Wölbspiegel 1' und Objektiv 2 ist gleich dem Produkt aus der Brennweite fo des Wölbspiegels 1' und dem Abbildungsmaßstab '1 des Objektivs 2, also f0,1 = f0#ß'1 (1) Der Abbildungsmaßstab ß'1 des Objektivs 2 ist gleich dem Verhältnis aus Bildweite a'1 und der Objektweite a1 des Objektivs 2, also ß'1 = a'1/a1 (2) Die Objektweite a1 des virtuellen Zwischenbildes des Wölbspiegels 1' vor dem Objektiv 2 ist gleich der Summe aus der Brenrweite f0 des Wölbspiegels 1' und dem Abstand zwischen Wölbspiegel 1' und Objektiv 2; da die Objektweite a1 vor dem Objektiv 2 und die Brennweite f0 hinter dem Wölbspiegel 1' liegen, erhalten beide ein negatives Vorzeichen, also: -a1 = -f0 + e0,1 oder (3) a1 = f0 - e0,1 Der Kehrwert der Bildweite a'1 des Objektivs 2 ist gleich der Summe der Kehrwerte der Objektweite a1 und der Brennweite f1 des Objektivs 2, also 1/a'1 = 1/a1 + 1/f1 (4) Daraus folgt: 1/fo,1 = 1/fo + 1/f1 - eo,1. 1/f0 . f1 (5) Die Gesamtvergrößerung ist @0,1 Vges = - (6) f2 Die notwendige Änderung des Abstandes zwischen dem Objektiv 2 und der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5 zur Nahdistanzfokussierung auf das von dem Wölbspiegel 1' oder einem Hohlspiegel erzeugte Zwiscnenbild ist gleich der Differenz der Bildweite a'1 und der Brennweite f1 des Objektivs 2 (vgl. Fig. 17b und 13), also: i = a'1 - f1 (7).
Es folgt die tabellarische Darstellung der Abhängigkeit der Kombinationsbrennweite fo,1 von Spiegel und Objektiv, der Gesamtvergrößerung Vges sowie der notwendigen Abstands-Änderung L zwischen Objektiv 2 und augenseitiger posititer Wirkungsgruppe 5 vom Abstand eO 1 zwischen dem Spiegel 1' und dem Objektiv 2 am Beispiel eines Wölb-und eines Hohlspiegels 1'.
1. Beispiel: Wölbspiegel (negative Brennweite) Die Brennweiten des Objektivs 2 und der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5 werden mit f1 = 160 mm, f3 = 240 mm die Brennweite des Wölbspiegels wird mit f0 = -1200 mm angenommen.

Abstand Kombinations- Betrag der Ge- Abstands-

e0,1 (mm) brennweite samtvergröße- änderung

f0,1 (mm) rung /Vges/ # (mm)

80 171,4 0,714 22,9

160 160 0,667 21,3

240 150 0,625 20,0

Aus diesen Ergebnissen lassen sich folgende Schlüsse ziehen: - Bei einem Abstand e0,1 des Wölbspiegels 1' vom Objektiv 2, der kleiner ist als die Objektivbrennweite f1, wird die Kombinationsbrennweite f0,1 größer als im Fall Wölbspiegel (mit einem Planspiegel), und auch die Ge@@m vergrößerung Vges wird stärker.
- Bei einem Abstand e0,1 des Wölbspiegels 1' vom Objektiv 2, der gleich der Objektivbrennweite f1 ist, bleibt die Kombinationsbrennweite f0,1 genau so groß wie die Objektivbrennweite 1, und damit bleibt auch die Gesamtvergrößerung Vges genau so groß wie im Fall ohne Wölbspiegel.
- Bei einem Abstand e0,1 des Wölbspiegels 1' vom Objektiv 2, der größer ist als die Objektivbrennweite f1 wird die Kombinationsbrennweite f0, 1 kleiner als die Objektivbrennweite f1,und damit wird auch die Gesamtvergrößerung kleiner als im Fall ohne Wölbspiegel.
2. Beispiel: Hohlspiegel (positive Brennweite) Wieder werden die Brennweiten des Objektivs 2 und der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5 mit f1 = 160 mm, 3 = 240 mm angenommen, die Brennweite des Hohlspiegels sei fo = + 1200 mm.

Abstand Kombinations- Betrag der Ge- Abstands-

eO 1 (mm) brennweite samtvergröße-

1 (mm) rung /Vges/ @

80 150 0,625 -20,0

160 160 0,667 -21,3

240 171,4 0,714 -22,9

Wie ein Vergleich der beiden Tabellen ohne weiteres erkennen läßt, kehren sich die Verhältnisse bei einem (sammelnden) Hohlspiegel gegenüber denen bei einem (zerstreuenden) Wölbspiegel gleicher Brennweite gerade um.
Sowohl im Fall des zerstreuenden Wölbspiegels als auch des sammelnden Hohlspiegels vor dem Objektiv 2 bleibt der gekrümmte Spiegel ohne Wirkung auf die Gesamtvergrößerung Vges' wenn er im vorderen (d.h. objektseitigen) Brennpunkt des Objektivs 2 angeordnet ist und dabei das Fernrohr 2, 5 für akkomodationsfreies Sehen um # nachfokussiert wird.
Außerdem ist festzustellen, daß ein nah vor dem Objektiv 2 (eO 1 = 80 mm) angebrachter zerstreuender Wölbspiegel die gleiche Wirkung auf die Gesamtvergrößerung Vges hat wie ein weiter weg vor dem Objektiv 2 (eO 1 = 240 mm) angebrachter sammelnder Hohlspiegel.
Diese Kombinationsmöglichkeiten von einem zerstreuenden oder einem sammelnden, gekrümmten Spiegel mit de in der Grundstellung afokalen Restsystem (Abbildungssystem nach Art des Kepler'schen Fernrohres) des erfindungsgemäßen Rückblicksystems bieten viele Gestaltungsmöglichkeiten, eventuell zur Anpassung an äußere Gegebenheiten des Anwendungsfalles.
Es folgt die Berechnung der äauivalenten Fernrohrverä größerung ges der Kombination von üölb5piegel 1' oder Hohlspiegel und Fernrohr 2, 5 ohne Nachfokussierung des Fernrohrs für akkomodationsfreies Sehen unter Bezugnahme auf Fig. 19 und Verwendung der gleichen Bezeichnungen und Bezugszeichen.
Das in A von dem Wölbspiegel 1' entworfene, virtuelle Zwischenbild wird von dem nachgeschalteten Fernrohr 2, 5 mit dem Abbildungsmaßstab /9 Fernrohr = V Fernrohr in das virtuelle Zwischenbild bei A' abgebildet. Dieses virtuelle Zwischenbild kann mit mäßiger Akkomodation der Augen des Beobachters von diesem scharf gesehen werden.
Für die Fernrohrvergrößerung dieser Kombination von Wölbspiegel 1' und nachgeschaltetem Fernrohr 2, 5 ist oben für den Fall, daß durch Nachfokussieren wieder ein afokales System entsteht, die Gesamtfernrohrvergrößerung f V = - o,1 (6) 3 hergeleitet worden. enn nicht nachfokussiert wird, das Fernrohr 2, 5 also gemäß Fig. 19 in seiner Grundstellting belassen wird, in der der Abstand zwischen dem Objektiv und der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5 gleich der Summe ihrer Brennweiten f1 + f3 ist und der bildseitige Brennpunkt F1, mit dem objektseitigen Brennpunkt F3 der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5 zusammenfällt F1' = F3, so bildet das Objektiv 2 das virtuelle Zwischenbild A des Wölbspiegels 1 nicht im Brennpunkt F3 der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5 sondern im Abstand bevor dem Brennpunkt F3 als reelles Zwischenbild ab, so daß das System nicht mehr afokal ist, sondern vielmehr die augenseitige positive Wirkungsgruppe 5, wie oben bereits gesagt, ein virtuelles Zwischenbild bei A' entwirft, wobei die Bildweite der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe -a' 3 ist. In vielen Fällen kann dieses virtuelle Zwischenbild bei .' durch mäßiges Akkomodieren als scharfes Bild gesehen werden. Für einen solchen Fall wird die äquivalente Fernrohrvergrößerung Vä = V . F berechnet. ges ges v Die Formel zur Berechnung des Faktors Fv wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 20 hergeleitet, welche in einer Prinzipdarstellung die Abbildung eines reellen Zwischenbildes L als Objekt durch die augenseitige positive Wirkungsgruppe 5 in das virtuelle Zwischenbild L' darstellt. Bei 6 im Abstand e zur augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5 befindet sich das Beobachterauge, F3 ist der objektseitige, F'3 der bildseitige Brennpunkt der positiven Wirkungsgruppe 5, ihre Brennweite ist f3, Im Abstand # zum objektseitigen Brennpunkt F3 innerhalb der Brennweite f3 befindet sich das von dem Objektiv 2 entworfene reelle Zwischenbild L, der Abstandist zu ist damit gleich der auf den objektseitigen Brennpunkt F3 bezogenen Objektweite z3, also # = z3. Die auf die positive Wirkungsgruppe 5 bezogene Objektweite ist -a3; -Z3 und -a3, sind entsprechend die auf den bildseitigen Brennpunkt 3 bzw. auf die positive Wirkungsgruppe 5 bezogene 3ildweite, w ist der objektseitige und w der bildseitige Gesichtsfeldwinkel.
Berechnung des Vergrößerungsfaktors Fv: tan w' Fv = (8) tan w L' tan w' = -z'3 + e - f3 (9) tan w = L (10) z'3 + f3 ß'3 = L'/L = (11) z3 - f3 Nach der Newtonschen Abbildungsformel gilt z3 # z'3 = -f32 (12) Daraus folgt: Für e = f3, d.h. ein Beobachterauge im bildseitigen Brennpunkt F3' der positiven Wirkungsgruppe 5,wird Fv = 1, d.h. es ergibt sich ein telezentrischer Strahlengang.
Für e>f3 gemäß Fig. 20 wird Fv < 1, d.h. das Gesichtsfeld wird vergrößert.
Es folgt ein konkretes Beispiel für die äquivalente Fernrohrvergrößerung Vgesä: Es werden folgende Größen angenommen: Brennweite des Wölbspiegels 1' f0 = -1200 mm Abstand Wölbspiegel 1' zu Objektiv 2 e0,1= 160 mm Brennweite Objektiv 2 f1 = 160 mm Brennweite der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5 f3 = 240 mm.
Nach der oben hergeleiteten Formel (5) ergibt sich dafür eine Kombinationsbrennweite f0,1 von Wölbspiegel 1' und Objektiv 2 von f0,1 = 160 mm Für die Gesamtfernrohrvergrößerung bei Nachfokussierur ergibt sich aus der obigen Formel (6) Vges = -f0,1/f3 = - 2/3 wie bei dem System mit einem Planspiegel 1 vor dem Obieti 2. Die Nachfokussierungsstrecke (d.h. die erforderliche Abstandsänderung zwischen dem Objektiv 2 und der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5, um das System wieder afokal zu machen) läßt sich aus den obigen Formeln (3) und (7) zu = 21,3 mm berechnen.
Wenn nicht nachfokussiert wird, ergibt sic' eine äquivalente Fernrohrvergrößerung Vgesä = Vges # Fv Vgesä = Vges # 0,883 Vgesä =-0,59 Wird bei der Verwendung eines Wölbspiegels (oder H@hlspiegels) 1' als Außenspiegel 1 in Kombination mi+ einem Kepler'schen Fernrohr nach der Erfindung eine Nachfokussierung des Fernrohrs 2, 5 um @ unterlassen, sc wird der erfaßte objektseitige Gesichtsfeldwinkel w um den Faktor 1/Fv vergrößert bei entsprechender Verkleinerung des Netzhautbildes.
Da nach dem Prinzip des Ke-,ler'schen Fernrohrs in der Zwischenbildebene 4 ein reelles 3ila er worden wird und alles, was sich in dieser Ebene befindet, dem Auge scharf und im Unendlichen liegend erscheint, können bei dem erfindungsgemäßen Rückblicksystem in vorteilhafter Weise in der Zwischenbildebene 4 eine Rahmenlinie, die eine optimale Richtungseinstellung des Rückblicksystems erleichtert, und/oder eine Gitterteilung angebracht werden, die eine Entfernungseinschätzung in Bezug auf die im erfaßten Gesichtswinkel erkennbaren Einzelobjekte, z.B. sich annähernde Fahrzeuge, ermöglicht.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Rückblicksystems besteht darin, daß es ohne wesentliche Umbaute auch in vorhandene Fahrzeuge eingebaut werden kann, wei der nahezu afokale Strahlengang zwischen dem obje.':tseitigen Außenspiegel 1 des Systems und dem Objekt ohne Ausbildung störender optischer Aberrationen durch eine üblicherweise planparallele Seitenscheibe einer Fahrzeugkabine geführt werden kann. Es ist geeignet als Ersatz für Seiten- und auch Innenspiegel an handelsüblichen Fahrzeugen, wie PKW, LKW, Lokomotiven, Baufahrzeugen, es kann bei Flugzeugen und Raumfahrzeugen angewandt werden. Ebenso sind aber Anwendungsmöglichkeinen an stationären Anlagen, bei denen ein Beobachter neben dem vor ihm liegenden Beobachtungsfeld auch das hinter ihm liegende mit zu übe»achen hat.
Ein Helligkeitsproblem wird bei der erfindungsgemäßen Art des Strahlenganges bei Anwendung der heute üblichen Entspiegelungen der optischen Oberflächen im Gegensatz zu einem Mattscheibensystem nicht auftreten.
Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt in der optimierenden Abstimmung der Brechkräfte aufeinander, der Wahl der Abstände zwischen den einzelnen optischen Wirkungsgruppen, der Wahl der zur richtigen Bildorientierung notwendigen Reflexionsprismen und Spiegel und einer optimalen Faltung des Strahlenganges in der Weise, daß der in einer Fahrzeugkabine zu diesem Zweck zur Verfi-^ang stehende Platz ausreichend ist, und daß die brechenden und reflektierenden optischen Flächen so eingesetzt werden, daß eine optimale Bildqualität von der Systems anlage her möglich ist.
Die Fig. 21 bis 24 zeigen jeweils den Horizontalschnitt eInes abgewickelten Strahlenganges eines gesamten erfindungsgemäßen Rückblicksystems mit Variationen bei der Anordnung der Aperturblende 3, des Objektivs 2 und bei der Anordnung einer Feldlinse 12 in oder in der Nähe der Zwischenbildebene 4, sei unterschiedlichen Brennweiten f1 des Objektivs 2.
Als vorteilhaft wird ein Strahlenverlauf mit möglichst kleinen Querschnitten zwischen dem Außen- oder Rückspiegel 1 und der Zwischenbildebene 4 im Hinblick auf die Abmessungen der Baugruppen angesehen.
Nach Fig. 21 wird das durch die verhältnismäßig große Eintrittspupille des Objektivs 2 eintretende Strahlenbündel durch eine hinter dem Objektiv 2 befindliche Aperturblende 3 begrenzt. In der Ebene der Beobachteraugen 6 wird so nach die Öffnung der Aperturblende 3 vergrößert abgebildet.
Nach Fig. 21 soll die Sumneder Brennweiten f1 + f5 der beiden sammelnden Wirkungsgruppen 2, 5 des Abbildun2ssystems gerade soviel kleiner sein als der Abstand e zwischen der augenseitigen sammelnden Wirkungsgruppe 5 und der Ebene der Beobachteraugen 6 wie durch die Fernrohrvergrößerung V gegeben, so daß eine Feldlinse in der Zwischenbildebene 4 nicht erforderlich ist.
Nach Fig. 22 hat die Fassung des Objektivs gleichzeitig die Funktion von Aperturberandung 3 und Eintrittspupille.
Sie wird durch das Abbildungssystem in die Ebene der Beobachteraugen 6 in der durch den Augenabstand in etwa bestimmten Größe der Austrittspupille abgebildet. Dieser Strahlengang wird wegen der kleinen Querschnitte zwischen dem Außen- oder Rückspiegel 1 und der Zwischenbildebene 4 als günstig angesehen.
Außerdem soll nach Fig. 22 die Summe der Brennweiten f1 + 3 der beiden sammelnden Wirkungsgruppen 2, 5 kleiner sein als durch das Produkt aus der Fernrohrvergrößerung V und dem Abstand e zwischen der augenseitigen sammelnden Wirkungsgruppe 5 und der Ebene der Beobachteraugen 6 (Austrittspupille) gegeben; deshalb ist in der Zwischenbildebene 4 eine zerstreuende Feldlinse 12 angeordnet.
Nach Fig. 23 ist die Aperturblende 3 vor dem Objek 2 angeordnet. Sie begrenzt das in das Objektiv eintretende Strahlenbündel bereits vor dem Objektiv 2.
Die Summe der Brennweiten f1 + 3 der beiden sammelnden Wirkungsgruppen 2, 5 soll auch hier kleiner sein als das Produkt aus der Fernrohrvergrößerung V und dem Abstand e zwischen der augenseitigen sammelnden Wirkungsgruppe 5 und der Ebene der Beobachteraugen 6 (Austrittspupille ), weshalb wie nach f'4ig. 22 in der Zwischenbildebene 4 eine zerstreuende Feldlinse 12 angeordnet ist.
Nach Fig. 24 fallen wie in Fig. 22 die Eintrittspupille des Objektivs 2 und die Aperturblende 3 nach Lage und Größe zusammen, d.h. eine Begrenzung des durch das Objektiv 2 einfallenden Strahlenbündels erfolgt durch die Fassung des Objektivs.
Die Summe der Brennweiten f1 + 3 der beiden sammelnden Wirkungsgruppen 2, 5 soll in diesem Fall jedoch größer sein als das Produkt aus Fernrohrvergrößerung V und Abstand e zwischen der augenseitigen sammelnden Wirkungsgruppe 5 und der Ebene der Beobachteraugen 6 (Austrittspupille), was durch eine sammelnde Feldlinse 12 in der Zwischenbildebene ausgeglichen wird.
Während bei allen bisher behandelten Ausführungsorrer. der Erfindung das Augenmerk ausschließlich auf die erstrebte Vergrößerung des horizontalen objektseitigen Gesichtsfeldwinkels gerichtet war, wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 25 bis 28 eine weitergebildete Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rückblicksystems beschrieben, die sich von den zuvor beschriebenen durch einen wesentlich größeren vertikalen objektseitigen Gesichtsfeldwinkel unterscheidet, vie er beispielsweise besonders für Omnibusse oder LC,i's benötigt wird. Die Fig. 25 bis 28 zeigen verschiedene Darstellungen des Strahlengangs einer solchen erfindungsgemäßen Ausbildungsform.
Um die merklich schwierige Aufgabe der Vergrößerung des vertikalen objektseitigen Gesichtsfeldwinkels lösen zu können, ist es notwendig, im Vergleich zu den zuvor beschriebenen Ausführungsformen Umstellungen in der Reihenfolge von im übrigen in der Anzahl und in der Funktion übereinstimmenden Bauelementen vorzunehmen.
Fig. 25 zeigt den Vertikalschnitt und Fig. 26 den Horizontalschnitt durch den Strahlengang eines erfindungsgemäßen Rückblicksystems mit wesentlich größerem vertikalen objektseitigen Gesichtsfeldwinkel. Diese Ausführungsform besitzt als Bildumkehrsystem ein reines Spiegelumkehrsystem bestehend aus drei Reflexionsspiegeln 7, 8, 9. Der erste Spiegel 7 des Umkehrsystems ist in Richtung des Strahlengangs nach dem Außen- oder Rückblic½spi egel 1 und noch vor dem Objektiv 2 mit der Aperturberandung 3 angeordnet. Nach dem Passieren des Objektivs 2 treffen die Strahlen auf den Reflexionsspiegel 8 des Umkehrsystems, der vorteilhaft und entsprechend wie oben unter Bezugnahme auf die Fig. ; 5 bis 7 hinsichtlich des Spiegels 7 beschrieben, in zwei Teilspiegel 8a und 8b aufgeteilt sein kann, die um ein geringes Naß gegeneinander geneigt sind. Vom Spiegel 8 bzw. den Teilspiegeln 8a und 8b werden die Strahlen auf den dritten Reflexionsspiegel 9 des Umkehrsystems reflektiert und von diesem auf die augenseitige positive Wirkungsgruppe 5 (vorzugsweise ein Hohlspiegel) gelenkt, von wo sie in die Augen 6 des Beobachters gelangen. Nach dieser Ausführungsform der Erfindung sind der Außenspiegel 1 der erste Spiegel 7 des Bildumkehrsystems, das Objektiv 2 mit der Aperturberandung 3 und der zweite Spiegel 8 bzw. die Teilspiegel 8a und 8b des Bildumkehrsystems außerhalb der Fahrzeugkabine angebracht und zur Vermeidung von Verschmutzung gekapselt. Im Innern der Fahrzeugkabine befinden sich also nur der dritte Spiege -9 des Bildumkehrsystems und die augenseitige positive Wir1-.cungsgruppe 5, vorzugsweise in Form eines Hohlspiegels.
Der Rückblickspiegel 1 und der Spiegel 7 als Teil des Bildumkehrsystems bewirken nur die Aufrichtung (oder eigentlich Umkehrung) des Bildes, die bei dieser Ausführungsform also schon vor dem Objektiv 2 herbeigeführt wird. Es wird also durch einen Teil 7 des Bildumkehrsystems zunächst ein kopfteI'edes 3ild erzeugt, das danach durch das Objektiv 2 in der Zwischenbildebene 4 aufgerichtet wird.
Die Teilspiegel 8a und 8b liegen, wie im Prinzip schon oben unter Bezugnahme auf die Fig. 5 bis 7 beschrieben wurde,in einem Bereich, in dem die Teilstrahlengänge für die beiden Beobachteraugen 6 voneinander getrennt sind. Dadurch kann auch bei dieser Ausführungsform durch eine Neigung der Teilspiegel 8a und 8b gegeneinander um wenige Winkelgrade eine wesentliche Steigerung des horizontalen objektseitigen Gesichtsfeldwinkels bei ausreichender Teilbildüberdeckung erreicht werden.
Zwischen den Spiegeln 8 oder 8a, 8b und 9 entsteht das reelle Zwischenbild in der Nähe der Kabinen-Seitenscheibe (vgl. hierzu auch in Fig. 26 den;aorizontalschnitt des Strahlengangs gemäß Fig. 25). Um zu vermeiden, daß eine Verschmutzung dieser Seitenscheibe den Strahlengang stört, sollte das Gehäuse, das die außerhalb der Fahrzeugkabine angeordnete optische Baugruppe 1, 7, 2, 8 schützt, aber selbstverständlich zur Seitenscheibe hin offen ist, bis an die Seitenscheibe reichen und dort mit einer ringförmigen, elastischen Dichtung aufliegen. Von besonderem Vorteil wäre für diese Ausführungsform der Erfindung ein Seitenscheibenloch in einem nicht höhenverschiebbaren Teil der Seitenscheibe.
Die gewünschte seitenverkehrte Bildorientierung wird durch die Spiegelkombination 8 und 9 bzw. 8a, 8b und 9 des Umkehrsystems erreicht.
Der augenseitig angeordnete rechteckige Hohlspiegel 5 (als augenseitige positive Wirkungsgruppe 5) hat als typische Abmessungen eine waagerechte Kantenlänge von z.B. 150 mm und eine senkrechte Kantenlänge von z.B. 300 mm. Er wird zweckmäßigerweise in der durch Front- und Seitenscheibe gebildeten Ecke auf der Fahrer- und/oder Beifahrerseite angeordnet.
Die außerhalb der Fahrzeugkabine angeordnete Baugruppe 1, 7, 2, 8 läßt sich stromlinienförmig so verkleiden, daß der Windwiderstand geringer ist als bei herkcmmlichen Außen- oder Rückblickspiegeln für Omniibusse und LTCd?s.
Bei der Beurteilung der Abmessungen der außerhalb der Fahrzeugkabine angeordneten Baugruppe 1, 7, 2, 8 ist zu beachten, daß vorteilhafterweise die vertikalen Abmessungen der Teilspiegel 3a und gb wesentlich kleiner sind als die vertikalen Abmessungen des sich im Innern der Fahrzeugkabine befindlichen Spiegels 9 des Umkehrsystems.
Zur weiteren Minderung des Windwiderstandes kann der Rückblickspiegel 1 an der äußeren, oberen Ecke stark abgerundet werden, weil dadurch nur ein unwesentlicher Teil des Gesichtsfeldes abgeschnitten wird.
Das Objektiv 2 ist im Vergleich zu dem augenseitigen Hohlspiegel 5 auch bei dieser Ausführungsform der Erfindung so auffaEnd klein im Durchmesser (vgl. hierzu auch Fig. 27 und 28), weil die Beobachteraugen 6 (oder die Austrittspupille des optischen Abbildungssystems 2, 5) mit Hilfe des Hohlspiegels 5 in den Bereich des Objektivs 2 verkleinert (als Eintrittspupille) aoebildet werden und der Abstand dieser Augenbilder durch die Neigung der Teilspiegel 8a und 8b gegeneinander zusätzlich verkleinert wird.
Bei dieser Ausführungsform werden sowohl horizontal als auch vertikal objektseitige Gesichtsfeldwinkel von 350 bis 400 erreicht, d.h. das Gesichtsfeld kann annähernd quadratisch gemacht werden. vig. 27 zeigt den Horizontalschnitt W4nd g. 28 den Vertikalschnitt eines abgewic.-eltcn Strahlengangs der zuletzt beschriebenen Ausführungsfor:n der Erfindung, wobei auch hier die Spiegelflächen des Bildumkehrsystems weggelassen sind. Aus diesen Fig. 27 und 28 wird besonders beim Vergleich mit den Fig. 13 und 14, die die gleichen Schnittdarstellungen des abgewickelten Strahlenganges eines erfindungsgemäßen Rückblicksystems mit nur horizontaler Gesichtsfelderweiterung wiedergeben, die Erweiterung auch des vertikalen Gesichtsfeldwinkels der zuletzt beschriebenen Ausführungsform deutlich.
Bei einer starken Verminderung des vertikalen Gesichtsfeldes dieser letzten Ausführungsform und entsprecherder Verkleinerung der vertikalen Bauteilabmessungen ist diese Ausführungsform auch geeignet, den bisher bekannten Innenspiegel zu ersetzen. Der Rückblickspiegel 1 würde dabei außerhalb und oberhalb der Kabinendecke angeordnet werden,und alle übrigen Bauteile würden sich im Innern der Fahrzeugkabine befinden. - L e e r s e i t e -

Claims

Optisches Rückblicksystem Patentansprüche.

1. Optisches Rückblicksystem mit einem auf das hinter einem Beobachter liegende Beobachtungsfeld gerichteten (objektseitigen) Rückblickspiegel, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem objektseitig liegenden Rückblickspiegel (1) und den Augen des Beobachters ein optisches Abbildungssystem nach der Art eines Keplerschen Fernrohrs, bestehend aus einer dem Rückblickspiegel (1) in Bezug auf die Lichtrichtung nachgeordneten, obseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv 2), einer augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (5) und einem zwischen dem Rückblickspiegel (1) und der augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (5) angeordneten Bildumkehrsystem (7, 8, 9), angeordnet ist, wobei die Austrittspupille (6) des optischen Abbildungssystems (2, 5) an der Stelle der Beobachteraugen weit hinter der augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (5) liegt und einen horizontalen Durchmesser (d2) hat, der etwas größer als der Augenabstand des Beobachters ist für beidäugiges Sehen.

2. Rückblicksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hinter der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv 2) für die beiden Beobachteraugen (6) räumlich getrennten Teilstrahlengänge mit optischen Mitteln unabhängig voneinander im Sinne einer Erweiterung des horizontalen Gesichtsfeldes ausrichtbar sind.

3. Rückblicksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildumkehrsystem (7, 8, 9) mindestens zwei reflektierende Flächen aufweist zur Erzeugung eines aufrechten Bildes.

4. Rückblicksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildumkehrsystem (7, 8, 9) eine ungerade Anzahl größer als zwei reflektierender Flächen aufweist zur Erzeugung eines aufrechten, seitenrichtigen Bildes.

5. Rückblicksystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildumkehrsystem (7, 8; 9) mindestens drei reflektierende Flächen aufweist zur Erzeugung eines aufrechten, seitenrichtigen Bildes.

6. Rückblicksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildumkehrsystem (7, 8, 9) ein Spiegelumkehrsystem ist.

7. Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildumkehrsystem (7, 8, 9) als Kombination von Reflexionsprismen und Spiegeln ausgebildet ist.

8. Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in Lichtrichtung auf die objektseitige positive optische Wirkungsgruppe (O'C,8?:, 2) folgende reflektierende Fläche (Spiegel 7, 8) des Bildumkehrsystems (7, 8, 9) aufgeteilt ist und die beiden Teilflächen (Teilspiegel 7a, 7b; 8a, 8b) derart gegeneinander neigbar sind, daß die im Bereich dieser beiden Teilflächen (Teilspiegel 7a, 7b; 8a, 8b) räumlich getrennten Teilstrahlengänge für die beiden Beobachteraugen (6) unabhängig voneinander im Sinne einer Erweiterung des horizontalen Gesichtfeldes unter Wahrung einer Mindestbildüberdeckung der Teilbilder von etwa einem Viertel des von beiden Augen horizontal erfaßten Gesichtsfeldwinkels ausrichtbar sind.

9. Rückblicksystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildumkehrsystem aus einem der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv 2) nachgeordneten Reflexionsspiegel (7'; 7a, 7b) und einem diesem im Strahlengang folgenden 90Prisma (8, 9) besteht.

10. Rückblicksystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückblickspiegel (1) und der Reflexionsspiegel (7'; 7a, 7b) zur optischen Achse der objektseitigen positiven @@@@@@@@@ Wirkungsgruppe (Objektivs 2) einen spiegel bildlich etwa gleichen horizontalen Neigungswini<el haben.

11. Rückblicksystem nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückblickspiegel (1) und der Reflexionsspiegel (7; 7a, 7b) um eine waagrechte Achse kippbar sind und um etwa den gleichen vertikalen Neigungswinkel gekippt sind.

12. Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflexionsspiegel (7'; 7a, 7b) des Bildumkehrsystems vor der Zwischenbildebene (4) des optischen Abbildungssystems (2, 5) angeordnet ist.

13. Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildumkehrsystem (7, 8, 9) ein Prismenumkehrsystem ist.

14. Rückblcksystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildumkehrsystem aus einem 900-Prisma (8, 9) zur Aufrichtung des Bildes besteht.

15. Rückblicksystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildumkehrsystem aus einem Dachkantprisma (7 und einem 900-Prisma (9) besteht.

16. Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv 2) nachgeordnetes Reflexionsprisma zur Änderung der Seitenorientierung des Bildes ohne sonstige Störung des Strahlenganges auswechselbar ist.

17. Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Eintrittsfläche des Reflexionsprisma (8) eine Rasterteilung und/oder eine Rahmenlinie vorgesehen ist.

18. Rückblicksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fassung der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv 2) als Aperturblende (3) wirkt.

19. Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß vor oder hinter der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv 2) eine Aperturblende (3) angeordnet ist.

20. Rückblicksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittspupille und uc Aperturblende (3) des optischen Abbildungssystems (2, n) zwischen dem objektseitigen Rückblickspiegel (1) und dem bildseitigen Brennpunkt der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv 2) liegen.

21. Rückblicksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergrößerung (V) des optischen Abbildungssystems (2, 5) in dem Bereich 0,4< V < 1,3 liegt.

22. Rückblicksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der horizontale Durchmesser der augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (5) mindestens so groß ist wie der des objektseitigen Rückblickspiegels (1).

23. Rückblicksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlengang des Abbildungssystems (2, 3, 5) durch das der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv 2) nachgeordnete Bildumkehrsystem (7, 8, 9) um einen Winkel bis 1800 gefaltet und vorzugsweise parallel zu den einfallenden Strahlen auf die augenseitige positive optische Wirkungsgruppe (5) gerichtet ist.

24. Rückblicksystem nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die augenseitige positive optische Wirkungsgruppe (5) eine reflektierende Spiegelfläche enthält, durch die der Strahlengang nochmals gefaltet und auf die Beobachteraugen gerichtet ist.

25. Rückblicksystem nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Achse des Systems zwischen dem objektseitigen Rückblickspiegel (1) und den Beobachteraugen im wesentlichen (mit Ausnahme des Verlaufs im Bildumkehrsystem) in einer vertikalen Ebene liegt.

26. Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die augenseitige positive optische Wirkungsgruppe (5) vom Beobachter aus gesehen über und hinter dem Bildumkehrsystem (7, 8, 9) und der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv 2) angeordnet ist.

27. Rückblicksystem nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der objektseitige Rückblickspiegel (1) vom Beobachter aus gesehen zumindest teilweise durch andere Teile des Rückblicksystems verdeckt ist.

28. Rückblicksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der horizontale Durchmesser der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv 2) größer ist als ihr vertikaler Durchmesser.

29. Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die augenseitige positive optische Wirkungsgruppe (5) aus einem langbrennweitigen Hohlspiegel besteht.

30. Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die augenseitige positive optische Wirkungsgruppe (5) aus einer rückflächenverspiegelten Linse nach Art eines Manginspiegels besteht.

31. Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die augenseitige positive optische Wirkungsgruppe (5) aus einer Spiegel-Linsen-Gruppe besteht, wobei der Spiegel mit einem Luftabstand hinter der oder den Linse(n) angeordnet ist.

32. Rückblicksystem nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die positive Brechkraft der augenseitigen positiven C tischen Wirkungsgruppe (5) auf den (Hohl-) Spiegel und die Linse(n) verteilt ist.

33. Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlspiegel der augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (5) ein sphärischer Hohlspiegel ist.

34. Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlspiegel der augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (5) ein asphärischer Hohlspiegel ist.

35. Rückblicksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der optischen Wirkungsgruppen (1; 2; 5) eine asphärische Fläche enthält.

36. Rückblicksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der objektseitige Rückblickspiegel (1) als Oberflächen- oder Rückflächenspiegel ausgebildet ist.

37. Rückblicksystem nach einem der vorangehenden .ns-:rac dadurch gekennzeichnet, daß der objektseitige Rückbli@@ spiegel (1) ein Planspiegel ist.

3,. Rückblicksystem nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückblickspiegel (1) in dem vom Beobachter aus gesehen außen liegenden Randbereich als Zylinderwölbspiegel mit im Horizontalschnitt zum Rande hin zunehmender Krümmung ausgebildet ist.

5?. Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 38, zadurch gekennzeichnet, daß der objektseitige Rückblickspiegel (1) ein Wölbspiegel mit @irtuellem Zwischenbild ist und daß das nachgeordnete, in eier Grundstellung afokale Abbildungssystem (2, 5) durch Nahdistanzfokussierung auf das virtuelle Zwischenbild des Wölbspiegels scharf einstellbar ist.

40. Rückblicksystem nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß der objektseitige Rückblickspiegel (1) ein sphärischer Wölbspiegel ist.

41. Rückblicksystem nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß der objektseitige Rückblickspiegel (1) ein asphärischer @ölbspiegel ist, dessen Krümmung im horizontalen Schnitt am Rande etwas zunimmt.

42. Rückblicksystem nach Anspruch 41, dadurch gekennze@ daß im Horizontalschnitt die Krümmung des objek@@@@ Rückblickspiegels (1) in dessen Hauptbereich sich Kugelfläche und im vom Beobachter aus gesehen aune: elegenen Randbereich (H) einer Hyperbel folgt.

43. Rückblicksysten nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang vom Kugelflächenbereich (K) in den hyperbolischen (asphärischen) Randbereich (H) steti verläuft.

44. Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß der objektseitige Rückblickspiegel (1) ein (sammelnder) Nohlspiegel mit reelem Zwischenbild ist und daß das nachgeordnete, in seiner Grundstellung afokale .lbbildungssystem (2, 5) eine Vergrößerung (V«c 1) mit verkleinernder Wirkung aufweist und durch Fokussierung auf das als virtuelles Objekt dienende, an sich reelle Zwischenbild des Hohlspiegels (1) so einstellbar ist, daß eine akkommodationsfreie Beobachtung möglich ist.

45. Rückblicksystem nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückblickspiegel (1) in den vom Beobachter aus gesehen außen liegenden Randbereich im Horizontalschnitt mit zum Rande hin abnehn.ender Krümmung, die über den Wert Null hinaus in eine spiegelkrümmung umschlagen kann, ausgebildet ist.

46. Rückblicksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe, der Zwischenbildebene (4) des Abbildungssystems (2, 5) vor oder hinter ihr, eine sammelnde oder zerstreuende Feldlinse (12) angeordnet ist, wenn die Summe der Brennweiten (f + f3) der objektseitigen (2) und der augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (5) nicht soviel kleiner ist als der Abstand (e) zwischen der augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (5) und der Austrittspupille (6), wie durch die Vergrößerung des Abbildungssystems gegeben ist.

47. Rückblicksystem nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldlinse (12) eine zerstreuende ist, wenn die Summe der Brennweiten (f1 + f3) der objektseitigen (2) und der augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (5) kleiner ist als das Produkt (e V) aus dem Abstand (e) zwischen der augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (5) und der Austrittspupille (6) (der Ebene der Beobachteraugen (6)) und der Vergrößerung (V) des Abbildungssystems.

48. Rückblicksystem nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldlinse (12) eine sammelnde ist, wenn die Summe der Brennweiten (f1 + f3) der objektseitigen (2) und der augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (5) größer ist als das Produkt (e V) aus dem Abstand (e) zwischen der augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (5) und der Austrittspupille (6) (der Ebene der Beobachteraugen (6)) und der Vergrößerung (V) des Abbildungssystems.

49. Rückblicksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zwischenbildebene (4) des Abbildungssystems (2, 5) eine Gitterteilung angebracht ist.

50. Rückblicksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zwischenbildebene (4) des Abbildungssystems (2, 5) eine Rahmenlinie angebracht ist.

51. Rückblicksystem nach einem der vorangehenden Ans?rache, dadurch gekennzeichnet, daß die objektseitige positive optische Wirkungsgruppe (Objektiv 2) eine farbkorrigierte sammelnde Wirkungsgruppe ist.

52. Rückblicksystem nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß die objektseitige positive optische Wirkungsgruppe (Objektiv 2) ein optisches System des Tessar- oder Xenar-Typs mit den Korrekturmöglichkeiten für den hier auftretenden Bildwinkel ist.

53. Rückblicksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das System reflektierender Flächen zur Erzeugung der gewünschten Bildorientierung (des Bildumkehrsystems 7, 8, 9) zusammen mit dem objektseitigen Rückblickspiegel (1) so justierbar ist, daß für den Beobachter ein aufrechtes Bild entsteht.

54. Rückblicksystem nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß eine mechanische oder elektro-motorische Kopplung der Justierbewegung mindestens zweier Spiegelflächen vorgesehen ist der Art, daß bei Änderung der Richtung der optischen Achse hinter dem Rückblicksystem automatisch ein aufrechtes Bild resultiert.

55. Rückblicksystem nach einem der vorangehenden Anspriche, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Bildumkehrsystem (7 oder 7a, 7b, 8, 9) zwischen der objektser v positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv 2) und der augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (j) angeordnet ist.

56. Rückblicksystem nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet, daß der auf den objektseitigen Rückblickspiegel (1) folgende Teil des Systems als Baugruppe (2, 3, 7, 8, 9, 5) ausgebildet und mit Hilfe eines Kugelgelenks justierbar ist.

57. Rqckblicksystem nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß der objektseitige Rückblickspiegel (1) und der folgende als Baugruppe (2, 3, 7, 8, 9, 5) ausgebildete Teil des Systems mechanisch oder elektro-motorisch derart zueinander justierbar sind, daß für verschiedene Beobacbterpositionen jeweils ein aufrechtes Bild entsteht.

58. Rückblicksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der horizontale Gesichtsfeldwinkel größer ist als der vertikale Gesichtsfeldwinkel.

59. Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und 16 bis 54, dadurch gekennzeichnet, daß die erste reflektierende Fläche des Bildumkehrssystems (7, 3, 9) als Reflexionsspiegel t7) im Strahlengang zwischen dem Rückblickspiegel (1) und der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv 2) angeordnet ist und zur optischen Achse derselben einen spiegelbildlich etwa gleichen horizontalen Neigungswinkel hat wie der Rückblickspiegel (1) und daß die weiteren reflektierenden Flächen (8, c) des 31'dumkehrsystems (7, 8, 9) zwischen der objektseitigen (2) und der augenseitigen positiven optischen Wirlcungsgruppe (5) angeordnet sind.

60. Rückblicksystem nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, daß auch die nach der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv 2) angeordneten reflektierenden Flächen als Reflexionsspiegel (8, 9) ausgebildet sind und der auf die objektseitige positive optische Wirkungsgruppe (Objektiv 2) folgende Reflexionsspiegel als geteilter Spiegel (8a, 8b) gemäß Anspruch 8 ausgebildet ist.

61. Rückblicksystem nach Anspruch 59 oder 60, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile des Systems auf zwei Baugruppen aufgeteilt sind, von denen die erste den Rückblickspiegel (1), den ersten Reflexionsspiegel (7), die objektseitige positive optische Wirkungsgruppe (Objektiv 2) und den auf diese folgenden Reflexionsspiegel (8; 8a, 8b) umfaßt und die zweite den dritten Reflexionsspiegel (9) und die augenseitige positive optische Wirkungsgruppe (5) umfaßt und daß beide Baugruppen justierbar sind.

62. Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 59 bis 61, dadurch gekennzeichnet, da3 der vertikale Gesichtsfeldwinkel größer ist als der horizontale Gesichtsfeldwinkel.

63. Rückblicksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildüberdeckung der von beiden Beobachteraugen gesehenen Teilbilder größer als ein Viertel des von beiden Augen horizontal erfaßten Gesichtsfeldwinkels ist.

64. Rückblicksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückblicksystem so angeordnet ist, daß die Beobachtungsrichtung m tlich nach hinten gerichtet ist.

65. Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 58, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung des Systems in einem Fahrzeug der objektseitige Rückblickspiegel (1) ein seitlich außen am Fahrzeug angebrachter Rückblickspiegel (Außenspiegel i) ist, der folgende Teil des Systems in der zwischen Frontscheibe (11) und Seitenscheibe (10) gebildeten Ecke über dem Karosserieblech bzw. Teilen des Armaturenbretts im Blickfeld des Beobachters auf der Fahrer- und/oder Beifahrerseite angeordnet ist und sich im Strahlengang zwischen objektseitigem Rückblick- (Außen-) Spiegel (1) und der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv 2) die planparallele Seitenscheibe (10) befindet.

66. Rückblicksystem nach Anspruch 65, dadurch gekennzeichnet, daß der seitlich am Fahrzeug angeordnete objektseitige Rückblickspiegel (1) eine bis auf 1/4 der Spiegelfläche herkömmlicher Außenspiegel reduzierte Spiegelfläche aufweist.

67. Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 56 bis 58 und 63 bis 66, dadurch gekennzeichnet, daß der außerhalb der Fahrzeugkabine angebrachte Rückblickspiegel (1) und der folgende als Baugruppe ausgebildete Teil (2, 3; 7, 8, 9; 5) des Systems vom Innern der Fahrzeugkabine aus mechanisch oder motorisch derart zueinander justie «^: sind, daß für verschiedene Beobachterpositionen iesfei:-ein aufrechtes Bild entsteht.

68. Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 61 bis 64, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung des Systems in einem Fahrzeug (insbesondere Omni-bus oder LKW) die erste Baugruppe (1, 7, 2, e bzw. 8a, 8b) seitlich außerhalb der Fahrzeugkabine angebracht und zum Schutz gegen Verschmutzung in einem Gehäuse, das zur Seitenscheibe hin offen ist, eingekapselt ist und die zweite Baugruppe (9, 5) in der zwischen Frontscheibe und Seitenscheibe gebildeten Ecke über dem Karosserieblech bzw. Teilen des Armaturenbretts im Blickfeld des Beobachters auf der Fahrer- und/oder Beifahrerseite angeordnet ist.

69. Rückblicksystem nach Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet, daß das die erste Baugruppe (1, 7, 2, 8 bzw. 8a, 8b) schützende Gehäuse bis an die planparallele Seitenscheibe, die sich im Strahlengang zwischen den beiden Baugruppen befindet, heranreicht und mit einer elastischen Dichtung an ihr aufliegt.

70. Rückblicksystem nach Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet, daß das die erste Baugruppe (1, 7, 2, 8 bzw. 8a, 8b) schützende Gehäuse bis an einen nicht höhenverstellbaren Teil der Seitenscheibe heranreicht und dieser Teil der Seitenscheibe an dieser Stelle ein Loch aufweist.

71. Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 68 bis 70, dadurch gekennzeichnet, daß das die erste Baugruppe (1, 7, 2, 8 bzw. 8a, 8b) schützende Gehäuse stromlinienförmig ausgebildet ist.

72. Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 65 bis 71, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückblicksystem so angeordnet ist, daß die Beobachtungsrichtung über das Dach der Fahrzeugkabine hinweg seitlich nach hinten gerichtet ist.

73. Rückblicksystem nach Anspruch 59 oder 60, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung des Systems in einem Fahrzeug der Rückblickspiegel (1) außerhalb und oberhalb der Fahrzeugkabine und alle übrigen Teile (7, 2, 8 bzw. 8a, 8b, 9, 5) als Baugruppe im Innern der Fahrzeugkabine angeordnet sind und das System so den herkömmlichen Innenspiegel ersetzt.

74. Rückblicksystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor oder hinter der obeseitigen positiven optischen Wirkungagruppe (Objektiv 2) ein Neutral- oder Polarisationsfilter einschwenkbar ist.