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Doppelfernrohr. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Doppelfernrohre,
bei denen der Okularabstand' an den Augenabstand angepaBt werden kann, ohne- däß
dabei die vor den Okularen liegenden optischen Teile ihre Lage ändern. Bei diesen
Fernrohren, von denen eine Unterart beispielsweise in der Patentschrift--13313 beschrieben
ist, fallen im allgemeinen die "Achsen der Okulare nicht mehr mit den Achsen der
von .den Objektiven entworfenen Bilder (im folgenden kurz als die Bildachsen bezeichnet)
zusammen, und zwar ist dabei die Lage der Okularachsen im allgemeinen so, daB die
achsial in die Objektive einfallenden Strahlenbüschel gegeneinander geneigt aus
den Okularen austreten. Es müssen daher bei der Beobachtung durch ein solches Fernrohr
im allgemeinen auch die
Augenachsen in unnatürliche Lagen gezwungen
werden, in denen sie, bei entspannter Akkommodation, gegeneinander geneigt sind,
«-as sich besonders dann störend bemerkbar macht, wenn die Achsen in der Blickrichtung
divergieren.
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Die Erfindung bezweckt nun, diese Fernrohre so zu verbessern, daß
es auch bei beliebigem gegenseitigem Abstand der Okulare nicht mehr erforderlich
wird, die Augenachsen in diese unnatürliche Lage zu zwingen. Man erreicht diesen
Zweck der Erfindung gemäß dadurch, daß man hinter jedem der Okulare einen Glaskeil
um eine zur optischen Achse des betreffenden Okulars parallele Achse drehbar anordnet
und ihn mit dem betreffenden Okular so kuppelt, daß er bei einer Änderung des gegenseitigen
Abstands der Okulare gedreht wird. Bei geeigneter Anordnung und Drehung der Keile
läßt es sich dann erreichen, daß die achsial in die Objektive einfallenden Strahlenbüschel
das Fernrohr, zu dem dann auch die Keile zu rechnen sind, bei allen Stellungen der
Okulare wieder parallel zueinander oder doch wenigstens annähernd so verlassen.
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Wie dabei die Abhängigkeit der Keildrehung von der Größe der gegenseitigen
Verstellung der Okulare zu wählen ist, und in welcher Weise sich die gleichzeitige
Drehung der Keile und die gegenseitige Verstellung der Okulare verwirklichen läßt,
sei im folgenden unter Zuhilfenahme der Abb. i .und 2 .der Zeichnung für Okulare
mit sammelnder Wirkung erläutert, wobei jedoch bemerkt sei, daß diese Erläuterungen
sinngemäß auch auf Okulare mit zerstreuender Wirkung übertragen werden können. In
Abb. i seien A'-A' und A2-A2 die beiden Bildachsen eines Doppelfernrohrs, die den
festen Abstand 1o voneinander haben. B-B sei die Spur der Objektivbrennebenen, die
mit den vorderen Brennebenen der Okulare zusammenfallen, und C-C die Spur der Hauptebenen
der beiden, der Einfachheit halber als sehr dünn angenommenen Okulare. Der Abstand
der Hauptebenen der Okulare von deren Brennebenen sei mit f bezeichnet. Die Achsen
der Okulare mögen ferner in einer mittleren Stellung mit den entsprechenden Bildachsen
zusammenfallen, und es möge außerdem vorausgesetzt werden, daß zur Anpassung des
Okularabstandes an den Augenabstand die Okularachsen in der Ebene der Bildachsen
bewegt, und zwar so bewegt werden, daß die beiden Okulare stets symmetrisch zu einer
zwischen den Bildachsen gedachten, senkrecht zur Ebene dieser Achsen stehenden Mittelebene
liegen. Bei einem beliebigen Abstand l der mit Di-Dl und Dz-D2 bezeichneten Okularachsen
voneinander ist dann die Richtung der achsial in die Objektive einfallenden Strahlenbüschel
nach ihrem Austritt aus den Okularen durch die Geraden 01-P1 und 02-P2 gegeben,
und es lassen sich danach die Neigungswinkel, die die genannten Strahlenbüschel
nach ihrem Austritt aus den Okularen mit den Bildachsen einschließen, angenähert
berechnen zu
Um diesen Winkel hätten jeweils die der Erfindung gemäß hinter den Okularen anzuordnenden
Keile die genannten Strahlenbüschel in der Ebene der Bildachsen wieder in entgegengesetztem
Sinne abzulenken, wenn durch sie ein Parallelrichten dieser Büschel erfolgen soll.
Bezeichnet man nun mit a die Ablenkung, die ein Lichtstrahl im Hauptschnitt des
Keils erfährt, wenn er unter einem gewissen Winkel, beispielsweise einem solchen
von 9o° auf den Keil trifft, so ergibt sich nach einem bekannten Gesetz, wenn der
Hauptschnitt des Keils mit einer senkrecht zur Ebene der Bildachsen stehenden und
eine der Bildachsen enthaltenden Ebene den Winkel cp einschließt, wobei vorausgesetzt
ist, daß der Hauptschnitt selbst parallel zu einer der Bildachsen verläuft oder
eine dieser Achsen enthält, die Größe der Ablenkung in der Ebene der Bildachsen,
die als Seitenablenkung bezeichnet werden möge, angenähert zu 2. as
= a, sin cp .
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Nach dem Vorhergehenden muß dann sein
und somit der Winkel, um den der Keil zu drehen ist, wenn der Abstand der Okulare
um die Größe 1-1o verändert wird
Die gleichzeitige Drehung des Keils um diesen Winkel bei einer geradlinigen Verschiebung
der Okulare erfordert jedoch eine verhältnismäßig komplizierte Antriebsvorrichtung.
Einfacher gestaltet sich die Hinrichtung, wenn man die Keildrehung so wählt, daß
bei verschiedenen Stellungen der Okulare die Winkel cp im gleichen Verhältnis zueinander
stehen wie die diesen Stellungen entsprechenden Differenzen 1-1, Wie leicht ersichtlich,
erhält man bei dieser Einrichtung innerhalb gewisser Grenzen noch eine verhältnismäßig
gute Annäherung an das durch Gleichung 3a ausgedrückte Gesetz, so daß eine solche
Einrichtung in der Tat ebenfalls anwendbar ist. Die Lage - der Keildrehachsen
wählt
man dabei zweckmäßig so, daß sie mit den optischen Achsen der Okulare zusammenfallen.
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Wird die Anpassung des Okularabstandes an den Augenabstand nicht durch
eine Verschiebung der Okulare parallel zur Ebene der Bildachsen herbeigeführt, sondern
durch eine Drehung jedes der Okulare um eine außerhalb seiner optischen Achse liegende
Achse, wie dies z. B. bei der Vorrichtung nach der bereits erwähnten Patentschrift
2133r3 geschieht, so läßt sich bei einfacher Einrichtung der Verstellvorrichtung
ein besonders guter Ausgleich der gegenseitigen Neigung der aus den Okularen austretenden
achsialen Strahlenbüschel erzielen, wenn man je eine der Keildrehachsen mit einer
der Okulardrehachsen zusammenfallen läßt und im Gegensatz zu der erwähnten Patentschrift
die Lage der Okulardrehachsen so wählt, daß der Abstand der Okulandrehachsen gleichdem
Abstand .der Bildachsen ist, wobei wiederum symmetrische Lage .der Okulare zu einer
zwischen den Bildachsen gedachten, senkrecht zur Ebene der Bildachsen stehenden
Mittelebene vorausgesetzt ist. Man erhält dann bei allen Stellungen der Okulare
einen vollkommenen Ausgleich mit der für die Gleichung 3a geltenden Annäherung,
wie an Hand der Abb. 2 der Zeichnung näher dargelegt sei. In dieser Abbildung sind
die Bildachsen Al-A1 und A2-A2 senkrecht zur Zeichenebene stehend angenommen, der
gegenseitige Abstand dieser Achsen ist wieder mit 1o bezeichnet. Ml und M2 seien
die Durchstoßpunkte der Drehachsen für die Okulare mit der Ebene .der Bildachsen.
Jede der Okulardrehachsen besitze von .der optischen Achse des entsprechenden Okulars
den Abstand r, und zwar 'ist hier die Anordnung so gewählt, daß die Zylinderflächen,
auf der sich die optischen Achsen der Okulare bewegen, die Bildachsen umgeben. Ferner
sei mit cpl der Winkel bezeichnet, ,den die die Drehachse des linken Okulars und
die optische Achse dieses Okulars enthaltende Ebene mit der die Drehachse desselben
Okulars und die zugehörige Bildachse enthaltenden Ebene einschließt, und mit cp,
der entsprechende Winkel des rechten Okulars. Für eine .beliebige Stellung der Okulare,
bei der deren optische Achsen den Abstand l voneinander haben, gilt dann die Beziehung
Ordnet man die Keile hinter den Okularen so an, daß ihre Hauptschnitte mit den entsprechenden,
je eine der Okulardrehachsen und die optische Achse des zugehörigen Okulars enthaltenden
Ebene zusammenfallen, so ist dieser Winkel cp mit dem früher mit cp bezeichneten
Winkel identisch. In dem vorliegenden Fall ist daher .die in Gleichung 3 ausgesprochene
Bedingung stets vollkommen erfüllt, wenn
ist, d. h. wenn nur dem Radius r ein bestimmter von der Ablenkung des Keils im Hauptschnitt
und der Brennweite des Okulars abhängiger Wert gegeben wird. Hierzu sei bemerkt,
daß in dem soeben behandelten Fall bei der Berechnung der Größe der durch die Keile
aufzuhebendenNeigung derAchsenbüschel die Winkel zu berücksichtigen sind, die diejenigen
Geraden mit den Bildachsen einschließen, die die Durchstoßungspunkte (Pl bzw. P2)
der Bildachsen mit den vorderen Brennebenen der Okulare und die Projektionen .der
entsprechenden optischen Mittelpunkte (o1 bzw. o2) der Okulare miteinander verbinden,
und daß für diese Winkel die gleichen Beziehungen gelten, wie für die ` Winkel ß1
und ß2 in dem zuerst behandelten i Fall der Okularverschiebung. Verbindet man in
dem soeben behandelten Fall die Keile fest mit den Okularrohren, so kann zur gleichzeitigen
Anpassung des Okularabstandes an den Augenabstand und der entsprechenden Drehung
der Keile die gleiche Einrichtung -dienen, wie sie -bisher zur alleinigen Verstellung
der Okulare erforderlich war. Ein Ausgleich der gegenseitigen Neigungen der achsial
in die Objektive einfallenden Strahlenbüschel, der zwar weniger vollkommen ist als
in dem soeben behandelten Fall, der aber I häufig noch hinreichend sein kann, läßt
sich natürlich auch dann erzielen, wenn der Abstand .der Okulardrehachsen kleiner
oder, wie bei der Vorrichtung nach der Patentschrift 213313 größer als der Abstand
der Bildachsen ist.
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In allen behandelten Fällen werden durch die Keile die betrachteten
Strahlenbüschel natürlich nur parallel zueinander gerichtet, ' während eine Neigung
dieser Büschel der Höhe nach noch bestehen bleibt, die aber keine störende Wirkung
mehr ausübt, da ja keine gegenseitige Höhendifferenz beider Bilder auftritt.
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In .der Zeichnung sind weiterhin zwei Aus-, führungsbeispiele eines
der Erfindung entsprechenden Fernrohrs dargestellt, und gwar in den Abb. 3 und q.
ein Fernrohr, bei dem i die Anpassung des Okularabstandes an den Augenabstand durch
Verschiebung der Okulare parallel zur Ebene der Bildachsen er- .
folgt
und in den Abb. 5 und 6 ein Fernrohr, bei dem die Okulare zur Veränderung ihres
ge,enseitigen Abstandes an dem Gehäuse des Fernrohrs exzentrisch drehbar gelagert
sind.
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Bei dem ersten dieser Fernrohre (Abb.3 und 4) sind an einem Gehäuse
a, das die beiden Objektive b in einem festen Abstand c voneinander enthält, drei
Führungsleisten d', d2, d3 parallel zueinander befestigt, zwischen denen die beiden
Okulare parallel zur Ebene der Bildachsen A'-A' und A2-A2 verschiebbar angeordnet
sind. Jedes der Okulare besteht aus einer Augenlinse ei und einem Kollektiv e2,
die beide in einem Rohr e befestigt sind. Dieses Rohr ist in einem Rohrstutzen f
derart angeordnet, daß es in ihm in der Richtung seiner Achse verschoben, gegenüber
dem Stutzen aber nicht gedreht werden kann, zu welchem Zweck es mit einem Stift
e3 versehen ist, der in einem Schlitz f' des Stutzens f eingreift. Der Stutzen
f ist seinerseits wieder drehbar in einem zweiten Rohrstutzen g gelagert,
der mit einer prismatischen Führung versehen ist, die mit zweien der Führungsleisten
dl, d2, d3 gepaart ist. Mit jedem der Rohrstutzen f ist ferner ein Zahnsegment f2
fest verbunden, das mit einer von zwei Zahnstangen h' und h2, die beide mit der
Führungsleiste d3 verschraubt sind, in Eingriff steht, und jeder der Rohrstutzen
g ist mit zwei mit Muttergewinde versehenen Ansätzen g' und g= ausgestattet. Die
Arme beider Okulare sehen mit einer mit Rechts- und Linksgewinde versehenen Schraubenspindel
i in Eingriff, die an dem Gehäuse a drehbar gelagert ist. In jedem der Rohre e ist
schließlich noch zwischen der Augenlinse und der Augenmuschel des betreffenden Okulars
ein achromatischer Glaskeil e' befestigt.
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Die Anpassung des Okularabstandes an den Augenabstand geschieht hier
durch Drehen der Schraubenspindel i. Dadurch werden .die Rohrstutzen g und mit ihnen
die beiden Okulare entweder gegeneinander oder voneinander weg bewegt, je nachdem
die Drehung der Spindel im einem oder im anderen Sinne erfolgt. Durch die Bewegung
der Rohrstutzen g rollen .die Zahnsegmente f 2 auf den Zahnstangen h' und h2 ab,
so daß gleichzeitig mit der Verschiebung der Okulare eine Drehung derselben und
damit der Glaskeile el erfolgt. Die Einstellung der Okulare auf Bildschärfe geschieht
dabei durch achsiale Verschiebung der Rohre e in den Stutzen f. Bei dem zweiten
Ausführungsbeispiel (Abb.5 und 6) sind auf einem die Objektive enthaltenden Gehäuse
k zwei Führungsringe l
befestigt, in denen je ein Rohrstutzen na drehbar gelagert
ist, der ein achsial verschiebbares, aber in dem Stutzen nicht drehbares Okularrohr
n mit einem Kollektiv n', einer Augenlinse n2 und einem achromatischen Keil n3 enthält.
Jeder der Rohrstutzen nz trägt ein Schneckenradseb-nent zn', und mit beiden Segmenten
steht eine mit einem rechts-und einem linksgängigen Schraubengewinde ausgestattete
Triebstange o in Eingriff, die an dem Gehäuse k drehbar gelagert ist. Die Führungsringe
L sind dabei exzentrisch zu Öffnungen p, die die Bildachsen A'-A' und A'-A2 zentrisch
umgeben, und in denen clie Bilder entstehen, wobei die Ränder der Öffnungen als
Gesichtsfeldblenden wirken, angeordnet. Der gegenseitige Abstand der Achsen M' und
M2 der Führungsringe ist gleich dem gegenseitigen Abstand der Bildachsen gewählt.
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Erteilt mau dann der Triebstange o eine Drehbewegung, so wird dadurch
wieder außer einer Veränderung des gegenseitigen Abstandes der Okulare zugleich
eine Drehung derselben und damit der Keile W bewirkt. Die Einstellung der Okulare
auf Bildschärfe erfolgt auch hier wieder durch achsiale Verschiebung der Okulare
in den Rohrstutzen m.