DE3335981C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Rückblicksystem mit einem auf das hinter einem Beobachter liegende Beobachtungsfeld gerichteten (objektseitigen) Rückspiegel und einem zwischen dem Rückspiegel und den Augen des Beobachters liegenden optischen Abbildungssystem nach Art eines Keplerschen Fernrohrs, bestehend aus einer dem Rückspiegel in bezug auf die Lichtrichtung nachgeordneten, objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe, einer augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe und einem zwischen dem Rückspiegel und der augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe angeordneten Bildumkehrsystem mit reflektierenden Elementen, wobei die Austrittspupille des optischen Abbildungssystems an der Stelle der Beobachteraugen weit hinter der augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe liegt.

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 verkehrsgefährdend 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. Fehleinschätzungen 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 Beobachtungsfeldes und umgekehrt einen Akkomodationswechsel der Augen erforderlich. Außerdem liegt der übliche Seitenspiegel zu weit seitlich am Rande des Gesichtsfeldes des Beobachters, so daß dieser bei jedem Blickwechsel eine verhältnismäßig große Kopfbewegung machen muß.

Um das Problem des "toten Winkels" zu lösen, wurden noch keine überzeugenden Lösungen gefunden.

In der US-PS 40 33 678 ist ein Rückblicksystem beschrieben, das im wesentlichen aus zwei Zylinderhohlspiegeln besteht. Dieses vom Prinzip her anamorphotische System entspricht im horizontalen Strahlengang einem bildumkehrenden Keplerfernrohr und im vertikalen Strahlengang nur einer zweifachen Abwinklung durch zwei Planspiegel. Um eine Objektverzerrung bei der Abbildung zu vermeiden, darf der horizontale, einem Keplerfernrohr entsprechende Strahlengang keine Vergrößerung oder Verkleinerung aufweisen. Eine Gesichtsfelderweiterung durch Verkleinerung des Netzhautbildes, wie mit gewölbten Fahrzeugseitenspiegeln erzielbar, läßt sich mit diesem bekannten System daher nicht erreichen. Nachteilig an diesem System ist ferner, daß eine Kante des beobachternahen Zylinderspiegels immer auf den Kopf des Beobachters gerichtet ist und somit für eine Anwendung in Fahrzeugen eine zu große Verletzungsgefahr hervorruft, die auch durch eine Verkleidung kaum zu beseitigen ist.

Aus der DE-PS 8 63 717 ist ein optisches Rückblicksystem mit einem auf das hinter einem Beobachter liegende Beobachtungsfeld gerichteten (objektseitigen) Rückspiegel und einem zwischen dem Rückspiegel und den Augen des Beobachters liegenden optischen Abbildungssystem nach Art eines Keplerschen Fernrohrs bekannt. Dieses optische Abbildungssystem hat den Nachteil, daß der Beobachter seine Augenpupille sehr genau mit der Austrittspupille des Fernrohrs zur Deckung bringen muß, um den abbildenden Strahlengang erfassen zu können. Da dies in einem fahrenden Fahrzeug wegen der Federbewegung sehr schwierig ist, benötigt dieses Abbildungssystem optische oder mechanische Richtmarken, damit der Beobachter schnell die richtige Lage zum Fernrohr finden kann. Der erwähnte Nachteil beruht auf der für die vorgesehene Anwendung zu kleinen Austrittspupille, die durch die räumliche Zuordnung der einzelnen Teile des optischen Systems zu dem Beobachter bedingt ist. Der als Okular dienende sammelnde Hohlspiegel bildet die Berandung des Linsenumkehrsystems als Blendenzwischenbild etwa 2,5mal verkleinert in die Austrittspupille ab. Diese kleine Austrittspupille läßt nur eine einäugige Beobachtung zu und erfordert eine in einem bewegten Fahrzeug kaum erzielbare, genaue Positionierung des Beobachterauges.

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.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die hinter der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv) für die beiden Beobachteraugen räumlich getrennten Teilstrahlengänge mit optischen Mitteln unabhängig voneinander im Sinne einer Erweiterung des horizontalen Gesichtsfeldes ausrichtbar sind und daß die beide Teilstrahlengänge enthaltende Austrittspupille des Abbildungssystems für beidäugiges Sehen einen horizontalen Durchmesser hat, der größer als der Augenabstand eines Beobachters ist.

Mit diesem 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). Insbesondere wird ein optisches Rückblicksystem geschaffen, 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 Vorteile aufweist. Unter Verwendung eines verhältnismäßig kleinen, objektseitig liegenden Rückblickspiegels kann das neue optische Rückblicksystem einen einem 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 vorne 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. Das Rückblicksystem ermöglicht ein bequemes, beidäugiges Sehen bei ausreichender Bildüberdeckung der von beiden Beobachteraugen gesehenen Teilbilder, und die Positionierung der Beobachteraugen ist ohne optische oder mechanische Richtmarken leicht möglich. Die Vorteile des beidäugigen Sehens werden in der Weise genutzt, daß in die beiden Augen des Beobachters horizontal verschieden weit zeichnende, sich aber ausreichend überdeckende Teilbilder abgebildet werden, die vom Beobachter als ein zusammenhängendes Bild wahrgenommen werden. Das beidäugige Sehen wird dabei durch eine Austrittspupille ermöglicht, deren Durchmesser in horizontaler Richtung größer als der Augenabstand des Beobachters ist.

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 erfindungsgemäße 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 unabhängig voneinander im Sinne einer Erweiterung des horizontalen Gesichtsfeldes ausrichtbar sind.

Vorzugsweise besteht das Bildumkehrsystem aus einem der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv) nachgeordneten Reflexionsspiegel und einem diesem im Strahlengang folgenden 90°-Prisma, wobei die in Lichtrichtung auf die objektseitige positive optische Wirkungsgruppe (Objektiv) folgende reflektierende Fläche des Bildumkehrsystems aufgeteilt ist und die beiden Teilflächen zueinander neigbar sind. Dabei haben der Rückblickspiegel und der Reflexionsspiegel zur optischen Achse der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv) vorteilhaft einen spiegelbildlich etwa gleichen horizontalen Neigungswinkel.

Bei allen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Rückblicksystems, bei denen hinter der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv) als Teil des Bildumkehrsystems ein vorzugsweise waagerechte Strahlrichtungsänderungen bewirkender Spiegel angeordnet ist (bei Spiegelumkehrsystemen und kombinierten Umkehrsystemen), wird dieser Spiegel also zweckmäßigerweise in zwei Teilspiegel, die gegeneinander neigbar sind, für die getrennte Richtungsänderung der Teilstrahlengänge aufgeteilt. Die beiden Teilspiegel sind derart gegeneinander 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. 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 Teilstrahlengangsbeeinflussung 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 waagerecht gegeneinander verschobener Kreisflächen, die sich teilweise überdecken. Diese sehr günstige Ausgestaltung der Austrittspupille ermöglicht vergleichsweise große Kopfbewegungen des Beobachters bei der Benutzung des Rückblicksystems, ohne das Beobachtungsfeld aus den Augen zu verlieren.

Vorzugsweise sind ferner der Rückblickspiegel und der Reflexionsspiegel um eine waagerechte Achse kippbar und um etwa den gleichen vertikalen Neigungswinkel gekippt.

Der Reflexionsspiegel des Bildumkehrsystems ist zweckmäßig vor der Zwischenbildebene des optischen Abbildungssystems angeordnet.

Vorteilhaft kann die Fassung der objektseitigen positiven 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 im Sinne einer Fernrohrvergrößerung kann in dem Bereich

0,4 < V < 1,3

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 positiven 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 anteilsweise auf die Vergrößerungswirkung des optischen Abbildungssystems, die zuvor beschriebene Teilspiegelwirkung hinter dem Objektiv und die augenseitige positive optische Wirkungsgruppe verteilt werden.

Vorzugsweise liegt die optische Achse des Systems zwischen dem objektseitigen Rückblickspiegel und den Beobachteraugen im wesentlichen (mit Ausnahme des Verlaufs im Bildumkehrsystem) in einer vertikalen Ebene.

Der horizontale Durchmesser der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv) ist vorteilhaft größer als ihr vertikaler Durchmesser.

Zweckmäßigerweise besteht die augenseitige positive Wirkungsgruppe aus einem im Vergleich zur Brennweite der Okulare handelsüblicher Fernrohre langbrennweitigen Hohlspiegel.

Vorzugsweise ist der objektseitige Rückblickspiegel ein (sammelnder) Hohlspiegel mit reellem Zwischenbild und weist das nachgeordnete, in seiner Grundstellung afokale Abbildungssystem eine Vergrößerung (V < 1) mit verkleinernder Wirkung auf und ist durch Fokussierung auf das als virtuelles Objekt dienende, an sich reelle Zwischenbild des Hohlspiegels so einstellbar, daß eine akkommodationsfreie Beobachtung möglich ist. Dabei kann der 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 Wölbspiegelkrümmung umschlagen kann, ausgebildet. In vertikaler Richtung bleibt bei diesem Spiegel die Krümmung konstant.

Der Übergang 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 Überdeckung der Teilbilder hinsichtlich beider Beobachteraugen auf.

Bei Anwendung eines wie oben beschriebenen ausgebildeten 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 zu 90° gewonnen werden.

Durch die Verwendung eines Hohlspiegels anstelle eines Planspiegels als objektseitiger Rückblickspiegel wird bedingt durch die notwendige Nachfokussierung der Abstand zwischen Objektiv und der augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe kleiner. 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 Gesamtvergrößerung 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 wirkungsvolle Einflußnahme auf den Blenden-Pupillen-Abbildungsstrahlengang. 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.

Der horizontale Gesichtsfeldwinkel des erfindungsgemäßen Rückblicksystems ist vorzugsweise größer als der vertikale Gesichtsfeldwinkel.

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 Omnibussen und LKW'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.

Es können deshalb die nach der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv) angeordneten reflektierenden Flächen als Reflexionsspiegel ausgebildet sein, so daß zur zusätzlichen Erweiterung des horizontalen Gesichtsfeldwinkels 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 35° bis 40° erreicht werden.

Die Bildüberdeckung der von beiden Beobachteraugen gesehenen Teilbilder ist bei allen Ausführungsformen vorzugsweise größer als ein Viertel des von beiden Augen horizontal erfaßten Gesichtsfeldwinkels.

Das erfindungsgemäße Rückblicksystem wird zweckmäßigerweise so angeordnet, daß die Beobachtungsrichtung seitlich nach hinten gerichtet ist.

Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rückblicksystems mit zwischen dem Rückblickspiegel und der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv) angeordnetem erstem Reflexionsspiegel des Bildumkehrsystems 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.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen gefalteten Strahlengang eines Rückblicksystems einschließlich eines Bildumkehrsystems in einem Vertikalschnitt, der in der Blickrichtung des Beobachters liegt, im Maßstab 1 : 5 zu einer konkreten Ausführungsform.

Fig. 2 zeigt den gefalteten Strahlengang einer Ausführungsform eines 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 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 gefalteten 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 eine vergleichende Darstellung der unterschiedlichen Größen der objektseitigen Gesichtsfeldwinkel von herkömmlichem Planspiegel, bekanntem Wölbspiegel und dem erfindungsgemäßen optischen Rückblicksystem mit Planspiegel.

Fig. 12 zeigt einen abgewickelten Strahlengang eines gesamten erfindungsgemäßen Rückblicksystems im Horizontalschnitt ohne Bildumkehrsystem im Maßstab 1 : 5 zu einer konkreten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 13 zeigt einen abgewickelten Strahlengang eines gesamten erfindungsgemäßen Rückblicksystems in einem Vertikalschnitt ohne Bildumkehrsystem ebenfalls im Maßstab 1 : 5.

Fig. 14 zeigt einen abgewickelten Strahlengang gemäß Fig. 12 mit den tatsächlichen Maßangaben einer konkreten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 15 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 Rückblicksystem verwendeten Abbildungssystems.

Fig. 16a zeigt in einer Prinzipdarstellung den Strahlengang an einem (sammelnden) Hohlspiegel.

Fig. 16b zeigt in einer Prinzipdarstellung den Strahlengang eines Keplerschen Fernrohres in Grundstellung.

Fig. 17 zeigt in einer Prinzipdarstellung den Strahlengang einer Kombination von Hohlspiegel und optischem Abbildungssystem nach der Art eines Keplerschen Fernrohres nach der Erfindung mit Nachfokussierung des Fernrohres für akkomodationsfreies Sehen.

Fig. 18 zeigt eine Prinzipdarstellung gemäß Fig. 16, jedoch ohne Nachfokussierung des Fernrohres für akkomodationsfreies Sehen.

Fig. 19 zeigt in einer Prinzipdarstellung die Abbildung eines (reellen) Zwischenbildes als Objekt durch eine positive Wirkungsgruppe in ein virtuelles Zwischenbild.

Fig. 20 bis 23 zeigen jeweils einen abgewickelten Strahlengang eines gesamten erfindungsgemäßen Rückblicksystems mit Variationen bei der Anordnung der Aperturblende des Objektivs und bei der Anordnung einer Feldlinse im Abbildungssystem.

Die Wirkung des erfindungsgemäßen Rückblicksystems 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 Wirkungsgruppe, 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 Verhältnis der Brennweite der objektseitigen Wirkungsgruppe (des Objektivs) zur Brennweite der augenseitigen Wirkungsgruppe ist.

Von dem Objektiv, dessen Fassung die Aperturberandung des 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 seitenverkehrtes 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 und seitenverkehrtes 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 positive Wirkungsgruppe 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 Außenspiegel 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 90°-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 Voraussetzung, 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 das Umkehrsystem 7, 8, 9 einfallenden Strahlen werden also dreimal durch Totalreflexion umgelenkt, wodurch sich 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 kleinere 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 180° geknickt und parallel verschoben. Einfalls- und Ausfallsstrahl des Umkehrsystems 7, 8, 9 verlaufen also in entgegengesetzter Richtung parallel zueinander, und zwar liegt 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 und Seitenscheibe gebildeten Ecke über dem Karosserieblech bzw. Teilen des Armaturenbretts 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 Rückblicksystems.

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 Schrägstellung 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 Prismenumkehrsystem 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 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 erzeugtr wird. In einer besonderen Ausführungsform kann die Seitenorientierung des Bildes durch Auswechseln eines dem Objektiv 2 nachgeordneten Dachkant-Reflexionsprismas (des Bildumkehrsystems) gegen ein 90°-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 in Seitenansicht, Fig. 3 zeigt denselben gefalteten Strahlengang in Draufsicht; für gleiche Teile werden dieselben Bezugszeichen wie oben verwendet.

Nach dieser Ausführungsform 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. Wie 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 90° 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 180° gefaltet und parallelverschoben auf die augenseitige positive Wirkungsgruppe 5, z. B. einen Hohlspiegel, gelenkt, von welcher sie in Richtung auf die Beobachteraugen 6 reflektiert werden. Auch in dieser Ausführungsform befindet sich zwischen dem Rückblickspiegel 1 und dem Objektiv 2, 3 die planparallele Seitenscheibe 10 des Fahrzeugs, die einen Schutz des Objektivs 2 gegen Verschmutzung bietet.

Bei dieser Ausführungsform ergibt sich also durch das aus Reflexionsspiegel 7′ und Reflexionsprisma 8, 9 in Form eines 90°-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 verhältnismäßig 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 90°-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 Reflexionsprismas 8, 9 in einer waagerechten Ebene und zwischen dem 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 im Bildumkehrsystem kein Dachkantprisma sondern ein 90°-Prisma zur Anwendung kommt, hat fertigungstechnische 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 Abbildungssystems 2 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 für den Beobachter zu erleichtern.

Die Fig. 5 bis 7 zeigen eine sehr vorteilhafte Ausbildung solcher 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 Rückblicksystems die Teilstrahlengänge für die beiden Beobachteraugen 6 räumlich getrennt. Dies wird erfindungsgemäß 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 Rückblicksystems als Teil des Umkehrsystems und vorzugsweise waagerechte Strahlenrichtungsänderungen bewirkende, angeordnete Spiegel 7′ in zwei Teilspiegel 7 a und 7 b aufgeteilt. In Fig. 5 ist diese für die angestrebte Steigerung des objektseitigen, horizontalen Gesichtsfeldwinkels entscheidende Aufteilung des Spiegels in die Teilspiegel 7 a und 7 b ohne die der Bildaufrichtung dienenden reflektierenden Flächen 8 und 9 dargestellt.

Im Bereich der Teilspiegel 7 a und 7 b 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 7 a und 7 b 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 7 a und 7 b zur Beeinflussung der horizontalen Ausrichtung der Teilstrahlengänge 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 Beobachteraugen im Bereich des Objektivs 2 aufeinander zu legen. Der horizontale Gesichtsfeldwinkel würde dadurch zwar sehr stark gesteigert werden, jedoch würde die Überdeckung 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 7 a und 7 b nur so weit gegeneinander zu neigen, daß eine Mindestüberdeckung der Teilbilder erhalten bleibt.

Gemäß Fig. 5 beispielsweise sind die beiden Teilspiegel 7 a und 7 b je um 3° 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 6 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 Rückblicksystems, ohne das Beobachtungsfeld aus den Augen zu verlieren.

In Fig. 6 ist der Vertikalschnitt des in Fig. 5 angegebenen Strahlenganges mit zusätzlicher Faltung über 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 Objektivtyps 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 Strahlenganges. In dieser Ausführungsform besteht das Bildumkehrsystem aus einem Tripelprisma mit den Reflexionsflächen 7, 8 und 9. Auch hier fallen die Lichtstrahlen schräg auf den Außen- oder Rückblickspiegel 1 und werden in Richtung auf das Objektiv 2 mit Aperturblende 3 reflektiert; das Objektiv 2 entwirft in der Zwischenbildebene ein seitenverkehrtes, kopfstehendes, reelles Zwischenbild, das nachfolgende Reflexionsprisma 8, 9 richtet das Bild auf, faltet den Strahlengang um 180° und richtet ihn parallelverschoben auf die augenseitige positive Wirkungsgruppe 5, von der sie in Richtung auf die Beobachteraugen 6 reflektiert werden. Diese Ausführungsform liefert also dem Beobachter ein aufrechtstehendes, seitenverkehrtes Bild eines Ausschnitts des hinter ihm liegenden Beobachtungsfeldes, wie er es vom Blick in den bisher üblichen Rückspiegel 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 Rückblickspiegel sein, weil dadurch infolge des Nachfokussierens der Abstand zwischen 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 Öffnungen 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 befindet, 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. Fahrzeugführers 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 Überholvorgängen 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 Rückblicksystems ist vorzugsweise als Baugruppe z. B. mit einem Kugelgelenk um Drehachsen justierbar. Der Außenspiegel 1 und die folgende Baugruppe 2, 3; 7, 8, 9; 5 des Rückblicksystems können vom Innern des Fahrzeugs mechanisch oder 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 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 Spiegels gewählt wird, desto größer wird der objektseitig erfaßbare Gesichtsfeldwinkel, was allerdings mit dem Nachteil 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.

Bei der Verwendung eines Planspiegels als Außenspiegel 1 treten die von diesem reflektierten Strahlen als afokale Bündel in das Objektiv ein, und das von letzterem in der Zwischenbildebene entworfene Zwischenbild erscheint dem Beobachter scharf und im Unendlichen liege.

Ein entscheidender Vorteil des erfindungsgemäßen Rückblicksystems besteht darin, daß bei einer mäßigen Verkleinerung des Netzhautbildes 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 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 erreicht werden können. Die angegebenen Winkel stellen jeweils die repräsentative Größenordnung dar.

Fig. 12 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. 12 zeigt denselben abgewickelten Strahlengang im Vertikalschnitt. Die strichpunktierte Mittellinie in den Fig. 12 und 13 stellt die optische Achse dar. Die Bündel des Abbildungsstrahlenganges für die Randpunkte des Objektfeldes sind im wesentlichen durch die gezeichneten Strahlenlinien dargestellt, die man sich nur verengt in der Zwischenbildebene 4 vorstellen muß.

Auch in den Fig. 12 und 13 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 f₁ 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 liegt ebenfalls in der Zwischenbildebene 4; ihr Abstand zur Zwischenbildebene 4 ist also gleich ihrer Brennweite f₃, ihr Abstand zum Objektiv 2 gleich der Summe der Brennweiten f₁ + f₃. 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 7 a und 7 b 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 4 ein reelles Zwischenbild entwirft. Die Lichtstrahlen durchlaufen das in den Fig. 12 und 13 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 dem Prinzip des Keplerschen Fernrohres wirkenden optischen Systems und der Brennweiten f₁ und f₃ der beiden dieses optische System bildenden positiven Wirkungsgruppen 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 objektseitiger Gesichtsfeldwinkel w erfaßt werden kann. Gleichzeitig wird im Blendenabbildungsstrahlengang des optischen Systems mittels der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5 der Augenabstand des Beobachters bzw. die Austrittspupille 6 in einem Bereich nahe dem Objektiv 2 als Eintrittspupille verkleinert abgebildet. Infolge dieser Einschnürung des gesamten Strahlenbündels kann die Spiegelfläche des Außenspiegels 1 des erfindungsgemäßen Rückblicksystems bis etwa auf ¼ 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. 12 ist außerdem die sehr großzügige Überdeckung der Teilbilder in der Zwischenbildebene 4 für die Beobachteraugen erkennbar.

Ein Vergleich zwischen Fig. 12 und Fig. 13 zeigt deutlich den Unterschied zwischen dem großen horizontalen und dem vergleichsweise geringeren vertikalen Gesichtsfeldwinkel.

Im folgenden wird anhand von Fig. 14 ein Zahlenbeispiel für die Wahl und richtige Bemessung der wichtigsten Größen bei Verwendung eines Planspiegels als Außenspiegel 1 gegeben.

Der geforderte Abstand e der Austrittspupille 6 (Beobachteraugen) 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 w′ sei

w′ = 23°;

die Vergrößerung V des Fernrohres wird mit

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 β₃′ der Baugruppe ist. multipliziert:

Die unabhängige Richtungsbeeinflussung der Teilstrahlengänge für die beiden Beobachteraugen durch die hinter dem Objektiv angeordneten Teilspiegel 7 a und 7 b des Bildumkehrsystems gemäß Fig. 5 bis 7 ist hierbei 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:

Es ergibt sich somit ein auffällig kleiner Objektivdurchmesser d₁, wie auch in Fig. 13 schon zu erkennen ist. Die Objektivberandung wird bei diesem Beispiel direkt in die bei den Beobachteraugen liegende Austrittspupille 6; d₂ abgebildet. Und der vergleichsweise kleine Strahlenbündel- querschnitt vor dem Objektiv 2 ermöglicht den bereits erwähnten, in bezug auf herkömmliche Seitenspiegel kleinen rechteckigen Außenspiegel.

Die Objektweite der Baugruppe wird mit a₃, die Bildweite mit a₃′ bezeichnet, der Abbildungsmaßstab ist β₃′, die Brennweite der objektseitigen positiven Wirkungsgruppe (Objektiv) 2 ist f₁, die Brennweite der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5 ist f₃.

Nach den optischen Gesetzen für Fernrohre gilt

a₃= - (f₁ + f₃) ;

a₃′= e ;

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 befindet, durchgeführt 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, 8, 9 aufeinander abgestimmt sein.

Wenn die Summe der Brennweiten f₁ + f₃ der beiden positiven 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. Zweckmäßigerweise wird eine zerstreuende (negative) Feldlinse dann eingesetzt, wenn die Summe der Brennweiten f₁ + 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:

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 wirksame Öffnung des Objektivs 2 in die Austrittspupille 6 am Ort der Beobachteraugen abgebildet wird.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 15, 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. 15 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 f₁, die der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5 ist f₃. Der Abstand der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5 zur Ebene der Beobachteraugen ist e und soll gleich der Bildweite a₃′ der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5 sein. Für die Abbildung der Objektivberandung 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 in A ein virtuelles Zwischenbild, die Bildweite der Feldlinse ist -a′₂, 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)

Für die Brechkraft der Feldlinse 12 folgt daraus:

Ein Sonderfall ist gegeben, wenn

wird, d. h. keine Feldlinse 12 erforderlich ist.

Formelumstellungen führen zu

Diese Bedingung 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 Wirkungsgruppe 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 f₃ der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5. Es ist dies also der bereits oben angesprochene Sonderfall, daß nämlich die Summe der Brennweiten f₁ + 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 6 wie durch die Fernrohrvergrößerung V gegeben, nämlich

f₁ + f₃ = /V _Fernrohr / · e.

Die Festlegung des Gesichtsfeldwinkels ist abhängig von der Brennweite des Außenspiegels 1 und der Fernrohrvergrößerung 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 Gesichtsfeldwinkel und der eher nachteiligen Verkleinerung des Netzhautbildes im Vergleich zur Direktbeobachtung.

Ein solcher Kompromiß kann erreicht werden durch einen das Gesichtsfeld erweiternden, zerstreuenden Wölbspiegel als Außenspiegel 1 und eine um so stärkere Fernrohrvergrößerung, aber auch durch einen das Gesichtsfeld mindernden, sammelnden Hohlspiegel als Außenspiegel 1 und eine um so geringere Fernrohrvergrößerung (V < 1). Das nach 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 zerstreuenderAußenspiegel 1 (Wölbspiegel) entwirft von einem unendlich fernen Objekt ein aufrechtstehendes, verkleinertes, virtuelles Bild im bildseitigen Brennpunkt des Wölbspiegels; ein sammelnder Außenspiegel 1 (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 Brennweite bzw. der Abstand des Objektivs 2 zu diesem Hohlspiegel 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 Außenspiegels 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.

Anhand der Fig. 16 und 17 wird im folgenden die Berechnung der Fernrohrvergrößerung V _ges der Kombination eines Hohlspiegels mit dem Fernrohr 2 bis 5 als Abbildungssystem gegeben.

Für die Berechnung der Gesamtvergrößerung V _ges der Kombination aus Hohlspiegel und Fernrohr werden folgende Bezeichnungen verwendet:

f₀Brennweite des Hohlspiegels 1′ f₁Brennweite des Objektivs 2 f _0,1Kombinationsbrennweite von Hohlspiegel 1′ und Objektiv 2 f₃Brennweite der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5 e _0,1Abstand zwischen Hohlspiegel 1′ und Objektiv 2 a₁Objektweite des virtuellen Zwischenbildes des Hohlspiegels 1′ vor dem Objektiv 2 a′₁Bildweite hinter dem Objektiv 2 β′₁Abbildungsmaßstab des Objektivs 2

Für die Berechnung werden folgende Beziehungen benötigt:

Die Kombinationsbrennweite f _0,1 von Hohlspiegel 1′ und Objektiv 2 ist gleich dem Produkt aus der Brennweite f₀ des Hohlspiegels 1′ und dem Abbildungsmaßstab β′₁ des Objektivs 2, also

f _0,1 = f₀ · β′₁ (1)

Der Abbildungsmaßstab β′₁ des Objektivs 2 ist gleich dem Verhältnis aus Bildweite a′₁ und der Objektweite a₁ des Objektivs 2, also

Die Objektweite a₁ des virtuellen Zwischenbildes des Hohlspiegels 1′ vor dem Objektiv 2 ist gleich der Summe aus der Brennweite f₀ des Hohlspiegels 1′ und dem Abstand zwischen Hohlspiegel 1′ und Objektiv 2; da die Objektweite a₁ vor dem Objektiv 2 und die Brennweite f₀ hinter dem Hohlspiegel 1′ liegen, erhalten beide ein negatives Vorzeichen, also:

-a₁ = f₀ + e _0,1 oder a₁ = f₀ - e _0,1 (3)

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

Daraus folgt:

Die Gesamtvergrößerung ist

Die notwendige Änderung des Abstandes zwischen dem Objektiv 2 und der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5 zur Nahdistanzfokussierung auf das von dem Hohlspiegel 1′ erzeugte Zwischenbild ist gleich der Differenz der Bildweite a′₁ und der Brennweite f₁ des Objektivs 2 (vgl. Fig. 16b und 17) also:

Δ = a′₁ - f₁ (7)

Es folgt die tabellarische Darstellung der Abhängigkeit der Kombinationsbrennweite f _0,1 von Spiegel und Objektiv, der Gesamtvergrößerung V _ges sowie der notwendigen Abstandsänderung Δ zwischen Objektiv 2 und augenseitiger positiver Wirkungsgruppe 5 vom Abstand e _0,1 zwischen dem Spiegel 1′ und dem Objektiv 2 am Beispiel eines Hohlspiegels 1′.

Beispiel Hohlspiegel (positive Brennweite)

Wieder werden die Brennweiten des Objektivs 2 und der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5 mit

f₁ = 160 mm, f₃ = 240 mm

angenommen; die Brennweite des Hohlspiegels sei

f₀ = + 1200 mm.

Im Falle des sammelnden Hohlspiegels, wie auch eines zerstreuenden Wölbspiegels, vor dem Objektiv 2 bleibt der gekrümmte Spiegel ohne Wirkung auf die Gesamtvergrößerung V _ges , wenn er im vorderen (d. h. objektseitigen) Brennpunkt des Objektivs 2 angeordnet ist und dabei das Fernrohr 2, 5 für akkomodationsfreies Sehen um Δ nachfokussiert wird.

Außerdem ist festzustellen, daß ein weiter weg vor dem Objektiv 2 (e _0,1 = 240 mm) angebrachter sammelnder Hohlspiegel die gleiche Wirkung auf die Gesamtvergrößerung V _ges hat wie ein nah vor dem Objektiv 2 (e _0,1 = 80 mm) angebrachter zerstreuender Wölbspiegel.

Die Kombinationsmöglichkeiten von einem zerstreuenden oder einem sammelnden, gekrümmten Spiegel mit dem in der Grundstellung afokalen Restsystem (Abbildungssystem nach Art des Keplerschen Fernrohres) des erfindungsgemäßen Rückblicksystems bieten viele Gestaltungsmöglichkeiten, eventuell zur Anpassung an äußere Gegebenheiten des Anwendungsfalles.

Es folgt die Berechnung der äquivalenten Fernrohrvergrößerung der Kombination von Hohlspiegel und Fernrohr 2, 5 ohne Nachfokussierung des Fernrohrs für akkomodationsfreies Sehen unter Bezugnahme auf Fig. 18 und Verwendung der gleichen Bezeichnungen und Bezugszeichen.

Das in A von dem Hohlspiegel 1′ entworfene, virtuelle Zwischenbild wird von dem nachgeschalteten Fernrohr 2, 5 mit dem Abbildungsmaßstab

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 Hohlspiegel 1′ und nachgeschaltetem Fernrohr 2, 5 ist oben für den Fall, daß durch Nachfokussieren wieder ein afokales System entsteht, die Gesamtfernrohrvergrößerung

hergeleitet worden.

Wenn nicht nachfokussiert wird, das Fernrohr 2, 5 also gemäß Fig. 18 in seiner Grundstellung 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 Hohlspiegels 1′ nicht im Brennpunkt F₃ der augenseitigen positiven Wirkungsgruppe 5 sondern im Abstand Δ vor 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 A′ durch mäßiges Akkomodieren als scharfes Bild gesehen werden. Für einen solchen Fall wird die äquivalente Fernrohrvergrößerung

= V _ges · F _v

berechnet.

Die Formel zur Berechnung des Faktors F _v wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 19 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 Δ zum objektseitigen Brennpunkt F₃ innerhalb der Brennweite f₃ befindet sich das von dem Objektiv 2 entworfene reelle Zwischenbild L, der Abstand Δ ist damit gleich der auf den objektseitigen Brennpunkt F₃ bezogenen Objektweite z₃, also Δ = z₃. Die auf die positive Wirkungsgruppe 5 bezogene Objektweite ist -a₃; -z′₃ und -a′₃ sind entsprechend die auf den bildseitigen Brennpunkt F′₃ bzw. auf die positive Wirkungsgruppe 5 bezogene Bildweite, w ist der objektseitige und w′ der bildseitige Gesichtsfeldwinkel.

Berechnung des Vergrößerungsfaktors F _v :

Nach der Newtonschen Abbildungsformel gilt:

Daraus folgt:

Für e = f₃, d. h. ein Beobachterauge im bildseitigen Brennpunkt F′₃ der positiven Wirkungsgruppe 5, wird F _v = 1, d. h. es ergibt sich ein telezentrischer Strahlengang.

Für e < f₃ gemäß Fig. 19 wird F _v < 1, d. h. das Gesichtsfeld wird vergrößert.

Es folgt ein konkretes Beispiel für die äquivalente Fernrohr- vergrößerung .

Es werden folgende Größen angenommen:

Brennweite des Hohlspiegels 1′, f₀= -1200 mm Abstand Hohlspiegel 1′ zu Objektiv 2, e _0,1=   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 f _0,1 von Hohlspiegel 1′ und Objektiv 2 von

f _0,1 = 160 mm

Für die Gesamtfernrohrvergrößerung bei Nachfokussierung ergibt sich aus der obigen Formel (6)

wie bei dem System mit einem Planspiegel 1 vor dem Objektiv 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

Δ = 21,3 mm

berechnen.

Wenn nicht nachfokussiert wird, ergibt sich eine äquivalente Fernrohrvergrößerung

= V _ges · F _v

mit

= V _ges · 0,883

= -0,59

Wird bei der Verwendung eines Hohlspiegels 1′ als Außenspiegel 1 in Kombination mit einem Kepler'schen Fernrohr nach der Erfindung eine Nachfokussierung des Fernrohrs 2, 5 um Δ unterlassen, so wird der erfaßte objektseitige Gesichtsfeldwinkel w um den Faktor

vergrößert bei entsprechender Verkleinerung des Netzhautbildes.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Rückblicksystems besteht darin, daß es ohne wesentliche Umbauten auch in vorhandene Fahrzeuge eingebaut werden kann, weil der nahezu afokale Strahlengang zwischen dem objektseitigen Außenspiegel 1 des Systems und dem Objektiv 2 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 Anwendungsmöglichkeiten an stationären Anlagen, bei denen ein Beobachter neben dem vor ihm liegenden Beobachtungsfeld auch das hinter ihm liegende mit zu überwachen 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 Verfügung stehende Platz ausreichend ist, und daß die brechenden und reflektierenden optischen Flächen so eingesetzt werden, daß eine optimale Bildqualität von der Systemanlage her möglich ist.

Die Fig. 20 bis 23 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, bei 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. 20 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 sonach die Öffnung der Aperturblende 3 vergrößert abgebildet.

Nach Fig. 20 soll die Summe der Brennweiten f₁ + f₃ der beiden sammelnden Wirkungsgruppen 2, 5 des Abbildungssystems 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. 21 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. 21 die Summe der Brennweiten f₁ + f₃ 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. 22 ist die Aperturblende 3 vor dem Objektiv 2 angeordnet. Sie begrenzt das in das Objektiv eintretende Strahlenbündel bereits vor dem Objektiv 2.

Die Summe der Brennweiten f₁ + f₃ 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 Fig. 21 in der Zwischenbildebene 4 eine zerstreuende Feldlinse 12 angeordnet ist.

Nach Fig. 23 fallen wie in Fig. 21 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 + f₃ 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.

Claims (23)

1. Optisches Rückblicksystem mit einem auf das hinter dem Beobachter liegende Beobachtungsfeld gerichteten (objektseitigen) Rückspiegel und einem zwischen dem Rückspiegel und den Augen des Beobachters liegenden optischen Abbildungssystem nach Art eines Keplerschen Fernrohrs, bestehend aus einer dem Rückspiegel in bezug auf die Lichtrichtung nachgeordneten, objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe, einer augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe und einem zwischen dem Rückspiegel und der augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe angeordneten Bildumkehrsystem mit reflektierenden Elementen, wobei die Austrittspupille des optischen Abbildungssystems an der Stelle der Beobachteraugen weit hinter der augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die hinter der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv 2) für die beiden Beobachteraugen (6) räumlich getrennten Teilstrahlengänge mit optischen Mitteln (7 a, 7 b; 8 a, 8 b) unabhängig voneinander im Sinne einer Erweiterung des horizontalen Gesichtsfeldes ausrichtbar sind und daß die beide Teilstrahlengänge enthaltende Austrittspupille (6) des Abbildungssystems (2,5) für beidäugiges Sehen einen horizontalen Durchmesser hat, der größer als der Augenabstand eines Beobachters ist.

2. Rückblicksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildumkehrsystem aus einem der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv 2) nachgeordneten Reflexionsspiegel (7′; 7 a, 7 b) und einem diesem im Strahlengang folgenden 90°-Prisma (8, 9) besteht und daß die in Lichtrichtung auf die objektseitige positive optische Wirkungsgruppe (Objektiv 2) folgende reflektierende Fläche (Spiegel 7, 8) des Bildumkehrsystems (7, 8, 9) aufgeteilt ist und die beiden Teilflächen (Teilspiegel 7 a, 7 b; 8 a, 8 b) gegeneinander neigbar sind.

3. Rückblicksystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückblickspiegel (1) und der Reflexionsspiegel (7′; 7 a, 7 b) zur optischen Achse der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv 2) einen spiegelbildlich etwa gleichen horizontalen Neigungswinkel haben.

4. Rückblicksystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückblickspiegel (1) und der Reflexionsspiegel (7′; 7 a, 7 b) um eine waagrechte Achse kippbar sind und um etwa den gleichen vertikalen Neigungswinkel gekippt sind.

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

6. Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fassung der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv 2) als Aperturblende (3) wirkt.

7. Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß vor oder hinter der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv 2) eine Aperturblende (3) angeordnet ist.

8. Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittspupille und die Aperturblende (3) des optischen Abbildungssystems (2, 5) zwischen dem objektseitigen Rückblickspiegel (1) und dem bildseitigen Brennpunkt der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv 2) liegen.

9. Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergrößerung (V) des optischen Abbildungssystems (2, 5) im Sinne einer Fernrohrvergrößerung in dem Bereich 0,4 < V < 1,3liegt.

10. Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der horizontale Durchmesser der augenseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (5) mindestens so groß ist wie der des objektseitigen Rückblickspiegels (1).

11. Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, 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.

12. Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der horizontale Durchmesser der objektseitigen positiven optischen Wirkungsgruppe (Objektiv 2) größer ist als ihr vertikaler Durchmesser.

13. Rückblicksystem nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die augenseitige positive optische Wirkungsgruppe (5) aus einem im Vergleich zur Brennweite der Okulare handelsüblicher Fernrohre langbrennweitigen Hohlspiegel besteht.

14. Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der objektseitige Rückblickspiegel (1) ein (sammelnder) Hohlspiegel mit reellem Zwischenbild ist und daß das nachgeordnete, in seiner Grundstellung afokale Abbildungssystem (2, 5) eine Vergrößerung (V < 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.

15. Rückblickspiegel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückblickspiegel (1) 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 ist.

16. Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, 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 (f₁ + 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.

17. Rückblicksystem nach Anspruch 16, 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.

18. Rückblicksystem nach Anspruch 16, 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.

19. Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der horizontale Gesichtsfeldwinkel größer ist als der vertikale Gesichtsfeldwinkel.

20. Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2 oder 6 bis 18, 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 (8 a, 8 b) ausgebildet ist.

21. Rückblicksystem nach Anspruch 20, 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; 8 a, 8 b) umfaßt und die zweite den dritten Reflexionsspiegel (9) und die augenseitige positive optische Wirkungsgruppe (5) umfaßt, und daß beide Baugruppen justierbar sind.

22. Rückblicksystem nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß der vertikale Gesichtsfeldwinkel größer ist als der horizontale Gesichtsfeldwinkel.

23. Rückblicksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildüberdeckung der von beiden Beobachteraugen gesehenen Teilbilder größer als ein Viertel des von beiden Augen horizontal erfaßten Gesichtsfeldwinkels ist.