DE354420C

DE354420C - Image doubling device

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Publication number: DE354420C
Application number: DES56391D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1920-09-04
Filing date: 1921-05-08
Publication date: 1922-06-09

Description

Bildverdoppelungsvorrichtung. Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Verdoppeln optischer Bilder; solche Vorrichtungen werden bei optischen Betrachtungsapparaten, wieOphthalmometeni,Keratometern, Entfernungsmessern, astronomischenTeleskopenund ähnlichen Instrumenten benutzt, bei .denen eine Bildverdoppelung erforderlich oder wünschenswert ist.Image doubling device. The invention relates to devices for doubling optical images; such devices are used in optical viewers, such as ophthalmometers, keratometers, range finders, astronomical telescopes and similar instruments are used that require image doubling or is desirable.

Nach der Erfindung wird die Verdoppelung des Bildes dadurch hervorgerufen, daß es durch ein Prisma oder eine dezentrierte Linse oder eine Kombination solcher Prismen und Linsen betrachtet wird, deren mittlerer Teil und deren Umfangteil konzentrisch gegeneinander drehbar sind. Hierbei entstehen ein Paar Bilder, die von Null bis auf einen beliebigen Betrag innerhalb der Abmessungen des Apparates getrennt werden können, wobei das eine dieser Bilder durch einen vollen Strahlenkegel und das andere durch einen hohlen oder ringförmigen Strahlenkegel gebildet wird, der dem vollen Strahlenkegel entspricht.According to the invention, the doubling of the image is caused by that it is through a prism or a decentered lens or a combination of such Prisms and lenses are considered, their central part and their peripheral part concentric are rotatable against each other. This creates a pair of images that range from zero to can be separated to any amount within the dimensions of the apparatus can, with one of these images being through a full cone of rays and the other is formed by a hollow or ring-shaped cone of rays that corresponds to the full Cone of rays corresponds.

Bildverdoppelungsvorrichtungen dieser Art können in verschiedener Weise ausgebildet und angeordnet sein. Beispielsweise kann die Vorrichtung aus einem Paar Prismen mit ebenen oder gekrümmten Flächen (dezentrierte Linsen) bestehen, wobei aus jedem Prisma oder jeder Linse ein konzentrischer, kreisförmiger Teil ausgeschnitten ist, der prismatische Form hat. Dieses mittlere, herausgeschnittene Prisma wird um =8o ° gedreht, so daß sich sein dünnerer Teil gegenüber dem dickeren Teil der Öffnung befindet, die nach der Entfernung des Mittelteiles verbleibt. Alsdann wird der mittlere Teil wieder eingesetzt und in dieser Öffnung festgekittet. Es entsteht auf diese Weise ein prismatisches Element, welches konzentrisch zu dem Umfangteil des Prismas oder der dezentrierten Linse liegt, zu der es gehört und welches dieselbe prismatische Stärke hat, wie dieser Umfangteil. Wenn nun die beiden Prismen oder dezentrierten Linsen mit den umgekehrten und wieder eingesetzten Mittelteilen so angeordnet sind, daß sie um eine mit ihrem Umfang konzentrische Achse gedreht werden können, so ergibt sich, daß sich je nach ihren Relativstellungen die Dezentration sowohl der Umfanglinsen oder Prismen als auch der mittleren Teile entweder gegenseitig einander aufheben, wobei keine Verdoppelung hervorgerufen wird, oder eine Verdoppelung in einstellbarem Betrage ergeben können. Die Trennung der Bilder kann veranlassen, daß sich das Bild aus dem Gesichtsfeld des Instrumentes bewegt. Diese Bewegung kann aber durch dezentrierte Objektive, welche sich mit den Prismen drehen, oder durch zusätzliche Prismen ausgeglichen werden. Die soeben beschriebene- Anordnung ist schematisch in den Abb. r bis 5 der Zeichnung dargestellt.Image doubling devices of this type can come in a variety of Way to be designed and arranged. For example, the device from a Pair of prisms with planes or curved surfaces (decentered lenses) consist of each prism or lens being a concentric, circular one Part is cut out that has a prismatic shape. This mean, cut out The prism is rotated by = 80 ° so that its thinner part is opposite to the thicker one Part of the opening that remains after the middle part has been removed. Then the middle part is reinserted and cemented into this opening. It This creates a prismatic element that is concentric to the Peripheral part of the prism or decentered lens to which it belongs and which has the same prismatic power as this peripheral part. If now the two Prisms or decentered lenses with the middle parts reversed and reinserted are arranged to be rotated about an axis concentric with their circumference can be, it follows that depending on their relative positions, the decentration both the peripheral lenses or prisms and the central parts either mutually cancel each other, causing no doubling, or a doubling can result in adjustable amounts. The separation of the images can cause that the image moves out of the field of view of the instrument. This movement can but through decentered lenses, which rotate with the prisms, or through additional prisms are compensated. The arrangement just described is shown schematically in Figs. r to 5 of the drawing.

Abb. x zeigt im Schnitt eine achromatische, dezentrierte Linse vor der Entfernung des mittleren Teiles, während die Abb. 2 und 3 im Schnitt und in Vorderansicht dieselbe Linse nach: Herausschneiden, Umkehren und Wiedereinsetzen des mittleren Teiles in die durch das Ausschneiden entstehende Öffnung zeigen, welch letztere konzentrisch zu dem Umfang der Linse verläuft.Fig. X shows a section of an achromatic, decentered lens the distance of the middle part, while Figs. 2 and 3 in section and in Front view of the same lens after: cut out, inverted and reinserted of the middle part in the opening created by the cutting show which the latter is concentric with the periphery of the lens.

Abb. ¢ und 5 veranschaulichen die Wirkung der Zusammenstellung und Relativdrehung eines Linsenpaares gemäß Abb. 2 und 3. Die Zusammenstellung ist frei von Verschiebung des Gesichtsfeldes sowohl in dem Fall, wo die Bildtrennung gleich null ist, wie in Abb. q. dargestellt, als auch in dem Fall, wo die größte Bildtrennung erfolgt (Abb. 5). Die Prismen oder dezentrierten Linsen sind durch Schnitte dargestellt, wobei die Umfang teile durch a, a1 und die mittleren Teile durch b, b1 bezeichnet sind. Aus Abb. q. ist ersichtlich, daß die Gesamtwirkung der Teile a, a1 und ebenso die Gesamtwirkung der Teile b, bi in jedem Fall diejenige einer Kombination ohne Prismenwirkung ist. Hieraus folgt, daß weder eine Verdoppelung des Bildes- noch eine Verschiebung des Gesichtsfeldes, welches man durch die Kombination betrachtet, erfolgt. Bei der Stellung nach Abb. 5, wobei die Umfangteile und die mittleren Teile der Prismen von gleicher prismatischer Stärke sind, ist die Gesamtwirkung der Teile ä, a1 gleich und entgegengesetzt der Gesamtwirkung der Teile b, b1, so daß die größte Trennung der Bilder hervorgerufen wird, ohne Verschiebung des Gesichtsfeldes. In den Stellungen, die zwischen den in Abb. q. und 5 gezeigten Stellungen liegen, kann die Trennung der Bilder, welche durch die mittleren und Umfangteile der Prismen hervorgerufen wird, zwischen Null und dem Höchstwert verändert werden, während die Verschiebung so gering bleibt, daß sie ohne weiteres vernachlässigt werden kann. Eine andere Ausführungsform gemäß der Erfindung umfaßt ein Paar dezentrierter Linsen, mit denen ein Prisma vereinigt ist, aus dem ein mittlerer Teil herausgeschnitten und wieder eingesetzt ist. Das Prisma ist zweckmäßig zwischen den beiden Linsen angeordnet; jeder der beiden Prismenteile ist gemeinsam drehbar mit der dezentrierten Linse angeordnet, zu welcher er gehört.Fig. ¢ and 5 illustrate the effect of the combination and Relative rotation of a pair of lenses according to Fig. 2 and 3. The combination is free of shifting the field of view both in the case where the image separation is the same is zero, as in Fig. q. shown, as well as in the case where the greatest image separation takes place (Fig. 5). The prisms or decentered lenses are represented by sections, where the circumference parts are denoted by a, a1 and the middle parts by b, b1 are. From Fig.q. it can be seen that the overall effect of parts a, a1 and also the overall effect of parts b, bi in each case that of a combination without Prism effect is. From this it follows that neither a duplication of the picture nor the a shift in the field of view viewed through the combination, he follows. In the position according to Fig. 5, with the peripheral parts and the central parts the prisms are of equal prismatic strength is the total effect of the parts ä, a1 equal and opposite to the overall effect of parts b, b1, so that the greatest Separation of the images is brought about without shifting the field of view. In the positions between the positions shown in Fig. q. and 5 positions shown the separation of the images created by the central and peripheral parts of the prisms caused can be varied between zero and the maximum value, while the The shift remains so small that it can easily be neglected. Another embodiment according to the invention comprises a pair of decentered lenses, with which a prism is united, from which a central part is cut out and is reinstated. The prism is useful between the two lenses arranged; each of the two prism parts can be rotated together with the decentered one Lens arranged to which it belongs.

Die Linsen und das Prisma, welches zweckmäßig achromatisch ist, sind derart angeordnet, daß die beiden Teile des Prismas entweder nebeneinander oder in dieselbe Ebene gebracht werden können. Zweckmäßig wird hierbei die in Abb. 6 dargestellte Anordnung gewählt, wobei der Umfangteil c des Prismas in demselben Rahmen oder derselben Fassung c sitzt, wie eine der Linsen d, während der mittlere Teil f des Prismas in einer Fassung g gehalten wird,- die in eine Vertiefung in der anderen Linse h eingekittet ist. Die beiden Fassungen, welche die dezentrierte Linse und die dazugehörigen Prismenteile enthalten, können relativ zueinander in irgendeiner Weise gedreht werden. -Zweckmäßig richtet - man- es so ein, daß die Berührung der Bilder durch gleiche Drehung der Fassungen in entgegengesetzten Richtungen erzielt wird, wobei auch gleichzeitig die dezentrierten oder Prismenlinsen gedreht werden, so daß das verdoppelte Bild in dem mittleren Teil des Gesichtsfeldes gehalten- werden kann.The lenses and the prism, which is expediently achromatic, are arranged in such a way that the two parts of the prism can be brought either side by side or in the same plane. The arrangement shown in Fig. 6 is expediently selected here, with the peripheral part c of the prism sitting in the same frame or the same mount c as one of the lenses d, while the central part f of the prism is held in a mount g , - the one in a recess is cemented in the other lens h. The two frames, which contain the decentered lens and the associated prism parts, can be rotated in any way relative to one another. Purposefully, it is arranged so that the contact of the images is achieved by rotating the mounts equally in opposite directions, while at the same time rotating the decentered or prismatic lenses so that the doubled image is kept in the central part of the field of view can.

Abb. 7 und 8 zeigen schematisch die zuletzt beschriebene Anordnung, und zwar, in den beiden Fällen, wo- die Trennung der - Bilder null ist und den größten Wert hat.-; Man sieht, daß im Falle der Abb. 7 keine Verdoppelung entsteht, da -die Prismenteile c und f wie ein einzelnes Prisma wirken und nur eine aufwärts- gerichtete- Verschiebung des Gesichtsfeldes erzeugen, welche durch die abwärts gerichtete Verschiebung infolge der Dezentration der Linsen d und h ausgeglichen wird, so daß weder eine Verdoppelung des Bildes noch eine Verschiebung des Feldes entsteht. Abb. 8 zeigt den Fall der größten Bildtrennung ohne Verschiebung des Gesichtsfeldes; da die Dezentrationen der Linsen d und h einander aufheben, wird die Verdoppelung nicht durch eine Verschiebung begleitet. Die Verschiebung des Gesichtsfeldes wird so in den beiden Grenzfällen aufgehoben; sie kann auch in den Zwischenstellungen beseitigt werden.Fig. 7 and 8 show schematically the arrangement last described, namely, in the two cases in which the separation of the - images is zero and the greatest Has value. It can be seen that in the case of Fig. 7 there is no doubling because the Prism parts c and f act like a single prism and only have an upward-pointing Generate displacement of the field of view, which by the down directional displacement due to the decentration of the lenses d and h compensated so that neither a doubling of the image nor a shifting of the field arises. Fig. 8 shows the case of the greatest image separation without shifting the field of view; since the decentrations of lenses d and h cancel each other, the doubling becomes not accompanied by a shift. The shift of the field of view will so canceled in the two borderline cases; it can also be in the intermediate positions be eliminated.

Die Gesamtwirkung der Prismen und dezentrierten Linsen gemäß Abb. 7 und 8 soll weiter an Hand der Diagrammgruppen nach Abb. g bis 26 erläutert werden, wobei vorauszuschicken ist, daß die Einstellung der Prismen und Linsen durch gleichzeitige Drehung der Fassungen in entgegengesetzten -Richtungen bewirkt wird.The overall effect of the prisms and decentered lenses according to Fig. 7 and 8 should be further explained using the diagram groups according to Fig. G to 26, It should be noted in advance that the setting of the prisms and lenses by simultaneous Rotation of the sockets in opposite directions is effected.

Abb. g, 15 und 21 zeigen den Gegenstand, der verdoppelt werden soll. Abb. 1o; 22 und 11, 23 veranschaulichen im Schnitt und in Vorderansicht die Prismenelemente c, f in den - Stellungen gemäß Abb. 7 und 8; Abb. 16, 17 zeigen dasselbe in einer Zwis;hcnstellung. Die Stellungen der Prismengrundfläche und die Richtung der sich ergebenden Bildablenkung sind in Abb. 11, 17 und 23 durch kleine Pfeile angedeutet. In Abb. 1i haben die Grundflächen von c und f dieselbe Richtung. In Abb. 17 sind die Elemente c und f um 45' in entgegengesetzten Richtungen gedreht. Ihre Grundflächen stehen daher unter rechtem Winkel zueinander. In Abb. 23 sind die Elemente c und f um go° gegeneinander in entgegengesetzten Richtungen gedreht. Die Grundflächen liegen daher rechts und links. Abb. 12, 18 und 24 zeigen die bei der Einstellung gemäß Abb. i T, 17 und 23 entstehenden Ansichten der Gegenstände mit Bezug auf die Verdoppelung des Bildes und die Verschiebung des Gesichtsfelde. Abb. 13, ig und 25 zeigen die Stellungen der Linsen d und h entsprechend den Stellungen der Teile c und f gemäß Abb. 11, 17 und 23. Abb. 1q., 20 und 26 veranschaulichen die endgültigen, mittleren Feldstellungen des Gegenstandes entsprechend den Abb. 1r, 17, 23 und 13, =9; 25. So wird in Abb. 1q der Gegenstand ohne Trennung oder Bildverdoppelung betrachtet, entsprechend den Stellungen gemäß Abb. 7 und i1. In Abb. 2o wird der Gegenstand mit mittlerer Trennung oder Verdoppelung bei Bildberührung durch Einstellung der Größe des Objektes oder durch Drehung der Linsenteile betrachtet. In Abb. 26 erfolgt die Betrachtung mit größter Trennung, entsprechend der Stellung der Linsenteile gemäß Abb. B.Figs. G, 15 and 21 show the item to be doubled. Fig. 1o; 22 and 11, 23 illustrate the prism elements in section and in front view c, f in the - positions according to Fig. 7 and 8; Fig. 16, 17 show the same thing in one Intermediate position. The positions of the prism base and the direction of the The resulting image deflection are indicated in Figs. 11, 17 and 23 by small arrows. In Fig. 1i the bases of c and f have the same direction. In Fig. 17 are elements c and f rotated 45 'in opposite directions. Your base are therefore at right angles to each other. In Fig. 23 the elements c and f rotated by go ° against each other in opposite directions. The base areas therefore lie on the right and left. Fig. 12, 18 and 24 show the adjustment according to Fig. i T, 17 and 23 resulting views of the objects with reference to the Doubling the image and shifting the field of view. Fig. 13, ig and 25 show the positions of the lenses d and h corresponding to the positions of the parts c and f according to fig. 11, 17 and 23. fig. 1q., 20 and 26 illustrate the final, middle field positions of the object according to Figs. 1r, 17, 23 and 13, = 9; 25. Thus in Fig. 1q the object is viewed without separation or image doubling, corresponding to the positions shown in Fig. 7 and i1. In Fig. 2o the subject with medium separation or doubling when touching the image by setting the Size of the object or viewed by rotating the lens parts. In Fig. 26 takes place the observation with the greatest separation, according to the position of the lens parts according to fig. B.

Die Mittel zum Hervorbringen der Bildberührung in einer Stellung zwischen den gemäß Abb. 7 und 8 ändern sich je nach der Art und dem Zweck des Apparates, bei welchem die Verdoppelungsvorrichtung gebraucht wird. Die Tatsache, daß die dezentrierten Linsen d und h der Abb. 7 und 8 als Äquivalent eines gewöhnlichen Objektives betrachtet werden kennen, welches mit einem gewöhnlichen Prisma kombiniert ist, führt zu der weiteren vereinfachten Anordnung gemäß Abb. 27. Diese umfaßt ein Paar fester oder nicht drehbarer achromatischer Objektive d und h, zwischen denen zwei ebene, drehbare Prismen dl und hl angeordnet sind, an deren inneren Flächen der Umfangteil und der mittlere Teil c und f eines Prismas, welches gemäß Abb. 7 und 8 unterteilt ist, angekittet ist.The means for producing the image contact in a position between that shown in Figures 7 and 8 will vary depending on the type and purpose of the apparatus in which the doubling device is used. The fact that the decentered lenses d and h of Figs. 7 and 8 are considered to be the equivalent of an ordinary lens combined with an ordinary prism leads to the further simplified arrangement shown in Fig. 27. This comprises a pair of fixed or Non-rotatable achromatic objectives d and h, between which two flat, rotatable prisms dl and hl are arranged, on the inner surfaces of which the peripheral part and the central part c and f of a prism, which is divided according to Fig. 7 and 8, is cemented.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for doubling optical images, characterized by a prism with flat or curved surfaces from which a the middle part is cut out in such a way that it and the outer part that embraces it are concentric-rotatable relative to each other.

2. Apparatus according to claim 1, characterized characterized in that the middle part after rotating 18o 'from its original Layer is firmly united with the edge parts to form a whole. 3: Device according to claim i characterized by a pair of lenses, each with a prism and a prismatic part is equipped, the latter by cutting out one circular, central part and rotatable with the corresponding lens is. q .. Device according to claim 3, characterized in that each lens and a prism part form a decentered lens. 5. Apparatus according to claim 3, characterized in that the lenses are separated from their prismatic parts arranged and the two parts of the divided prism attached to the lenses are. 6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the peripheral part of the prism is arranged in the same frame as one of the lenses, during the middle part of the prism is in a mount that is attached to the other lens i is.