DE384879C

DE384879C - Weitwinkelperiskop

Info

Publication number: DE384879C
Application number: DESCH66656D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1922-12-16
Filing date: 1922-12-16
Publication date: 1923-11-09

Description

Weitwinkelperiskop. Wenn an eine plankonvexe Linse a (Abb. i), deren gekrümmte Fläche nach irgendeiner Kurve gestaltet ist, eine zweite plankonkave Linse b mit gleicher Kurve wie a so gestellt wird, daß sich die Linsen berühren, so wirkt die Kombination wie eine Planparallelplatte, ganz gleich, auf welcher Stelle sich das Auge auf der Achse befindet. Diese Überlegung gilt für jede gemeinsame Kurve.
Hat man nun die Kurve so gewählt, daß die konvexe Linse für sich ohne Kugelabweichung ist, und wird nun mit Hilfe eines larngbrennweitigen Objektivs das virtuelle Bild der konkaven Linse nach der anderen Seite in gleicher Größe entworfen, und wird dieses Brennpunktbild mit der konvexen Sammellinse betrachtet, so ist der Strahlenhang wieder derselbe, als wenn die Linsen zusammen sind, nur ist das Bild umgekehrt.
Ist aber die Brennweite des Umkehrobjektivs o nicht sehr lang, so ist der Austrittswinkel v. eines Strahles mit der Fläche der Konkavlinse nicht mehr gleich dem Eintrittswinkel ß an der Konvexlinse, und so werden die negativen Bildfehler der Konkavlinse nicht vollständig durch die positiven Bildfehler der Konvexlinse aufgehoben; das Bild ist demnach nach dem Rande zu nicht mehr vollkommen scharf. Wird aber in die Nähe des Bildpunktes eine Sammellinse c hingestellt, der die gleiche Brennweite wie das Objektiv o hat, so wird dadurch erreicht, daß der neue Eintrittswinkel y gleich a wird; der Strahlengang ist also symmetrisch (Abb.2). Da jetzt die negativen Fehler der Auffanglinse durch die gleich großen positiven Fehler der Beobachtungslinse aufgehoben werden, so ist das in natürlicher Größe erscheinende Bild vollständig scharf und verzeichnungsfrei, bis auf etwaige kleine Fehler des Objektivs selbst. Die Symmetrielinse c bewirkt keine Bildschärfenänderung, da sich das Bild in oder in der Nähe der Symmetrielinse befindet.
Die Deformation an der Auffang- und Beobachtungslinse wird nicht deswegen eingeführt, um die Bildschärfe zu verbessern, sondern lediglich um eine gleichmäßige Gesichtsfeldbeleuchtung zu erhalten. Denn die Bildschärfe wäre auch dann vorhanden, wenn z. B. die Deformation «wegfiele und die Linsen kugelflächig wären. nur ist dann auch die Austrittspupille mit Kugelabweichung behaftet, so daß man bei größeren Gesichtsfeldwinkeln das ganze Gesichtsfeld nicht mit einem 'Tale übersehen kann. Um dies zu vermeiden, muß die Kugelabweichung für die Austrittspupille teilweise oder ganz aufgehoben werden, damit alle Strahlen mit einem Male durch die Augenpupille gelangen. Das wird erreicht, indem man die Beobachtungslinse deformiert; es genügen elliptische Flächen. Die konkave Auffanglinse muß dann auch die entsprechende Deformation erhalten. Jetzt liegt nichts mehr im Wege, um den scheinbaren und wirklichen Gesichtsfeldwinkel bis über i2o° zu verbreitern. Etwaige nötige Umkehrungen und Abwinkelungen können in bekannterWeise mit Prismensvsternen oder auch -zwei Objektiven bewirkt werden.
Ist die Objektivbrennweite kurz, insbesondere bei zwei Objektiven, so erhält man einen merkbaren unterkorrigierten Astigmatismus. Dieser kann dadurch aufgehoben werden, daß man für die Auffanglinse etwas weniger Deformation gibt, und bei weiterer Verkürzung der Objektivbrennweiten tritt dann der besondere Fall ein, daß die Auffanglinse wieder kugelflächig wird. Denkt man sich die Symmetrielinse c mit der Beobachtungslinse <r zusammenfallend und in eine einzige verwandelt, was durch kleine :lnderungen der Radien und Deformationen bewirkt werden kann, so bleibt die Bildwirkung im großen und ganzen dieselbe.
Der Fortschritt besteht darin, daß rnan mit einer verhältnismäßig geringen Anzahl von Linsen ein sehr großes scheinbares Gesichtsfeld erreichen kann, und daß das Bild vollständig scharf bis zum Rande ist.
Die Defornrationskurve kann nach folgender Gleichung festgestellt werden: y = a x2 -f- b x¢ -f- c xB . . . Die Vorzeichen und Größen der Konstanten hängen von der Linsendicke und Konvergenz der auftreffenden Strahlen ab. Da aber eine übermäßige Strenge in der Vereinigung aller Strahlen an der Austrittspupillenstelle nicht erforderlich ist, so genügen Ellipsen, deren Exzentrizität e so gewählt wird, daß bei angenommener Linsendicke und Scheitelkrümmung die Schnittweiten der parachsialen und Randstrahlen zusammenfallen.
Für die Form nach der Abb. i z. B. sind die Daten der Ellipse folgende: große Hall)-nrnr, kleine Halbachse 45 min, Exzen-Frchse 7, trizität o,8, Scheitelkriirnrnung 27 mm, Lin-SerI(liCke 22 mm.
Die Abweichung der deformierten Fläche von einer Kugelfläche mit gleicher Scheitelkrümmung ist schon stark in die Augen fallend. 1. B. würde eine entsprechende Kugelflächenlinse fast halbkugelig werden und einen Durchmesser von 53 mm erhalten, während die Ellipsenlinse einen Durchmesser von 63 rnrn hat.
Wenn die Linsen eine etwas andere Durchbiegung erhalten, kann die Deformation auf beide Flächen verteilt werden, oder nur die eine Fläche wird deformiert, und die andere bleibt eine Kugelfläche. Dann muß die andere Fläche um so mehr deformiert werden, so daß die Exzentrizität größer wird und bis über i wachsen kann. In dein besonderen Falle e== i würde demnach die Deformationskurve eine Parabel sein.
Um die technisch schwierig auszuführende Deformation zu verringern, kann die Einzellinse aus zwei Linsen mit gleicher Äquivalentbrennweite ersetzt «-erden. Diese zeigt an und für sich schon eine geringere Kugelabweichung; eine Linse davon wird deforrniert.

Claims

PATENT- AN SpRÜcHE: i. Periskop mit negativer Auffanglinse, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffanglinse (b) und die Beobachtungslinse (a) nach gleicher Kurve deformiert sind, und daß -zweckmäßig bei der Beobachtungslinse eine Linse (c) eingeschaltet ist, deren Brennweite gleich oder kleiner als die des Umkehrobjektivs (c) ist.
2. Periskop nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffanglinse weniger deformiert ist als die Beobachtungslinse.
3. Periskop nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Symmetrielinse wegfällt. d..
Periskop mit negativer Auffanglinse, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffanglinse kugelflächig, die Beobachtungslinse deformiert ist, und daß das Umkehrsystem aus zwei Linsen besteht.
5. Periskop nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die Auffang-und Beobachtungslinse durch j e zwei Linsen mit gleicher Äquivalentbrennweite ersetzt sind, und daß beide oder die eine so deformiert wird, daß die Kugelabweichung der Austrittspupille teilweise oder ganz aufgehoben ist.