DE49916C

DE49916C - Method and apparatus for giving optical signals

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Publication number: DE49916C
Application number: DENDAT49916D
Authority: DE
Original assignee: P. LA COUR in Askovhus, Dänemark
Anticipated expiration: 1908-05-19

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMTPATENT OFFICE

KLASSE 74: Signalwesen.CLASS 74: Signaling.

Das optische Telegraphiren, wie dasselbe bis jetzt ausgeführt worden ist, um in der Nacht Mittheilungen zu übermitteln, basirt auf der Verwendung von Lichtstrahlen, welche . in längerer oder kürzerer Dauer abwechseln, oder auf der Verwendung von Lichtstrahlen, welche durch Vermittelung farbiger Gläser verschiedenartig gefärbt sind, oder auf der Combination von farbigen Lichtern, welche in gewissen Entfernungen von einander und in einer gewissen Anordnung zu einander gebracht werden, wobei alles nach vorher genau festgestellten . Vereinbarungen variirt und den Informationen entsprechend gewählt wird, welche man dem Beobachter geben will.The optical telegraphy, as the same has been carried out up to now, to be carried out at night To convey communications is based on the use of rays of light which. in alternate longer or shorter duration, or on the use of light rays which are colored differently by means of colored glasses, or on the combination of colored lights, which are at certain distances from one another and at a certain distance Arrangement to be brought to each other, everything after precisely determined beforehand. agreement varies and is chosen according to the information, which one the Observer wants to give.

Alle diese Verfahren und Methoden haben den grofsen Nachtheil, dafs die sichtbare Gröfse der Zeichen mit der Entfernung, in welcher sich der Beobachter befindet, abnimmt.All these procedures and methods have the great disadvantage that they are visible in magnitude the sign decreases with the distance at which the observer is located.

Das in nachstehendem beschriebene Verfahren, welches den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, ergiebt optische Signale, deren Gröfse unabhängig ist von , der Entfernung, welche den Beobachter von der Lichtquelle trennt, und welche aufserdem₍ die Anwendung von Alphabeten, speciell des Morse-Alphabets, gestattet. Die theoretische Grundlage, aufweiche dieses neue Verfahren geschützt ist, ist in der nachstehenden Beschreibung erläutert.The method described below, which forms the subject of the present invention, yields optical signals, the size of which is independent of the distance which separates the observer from the light source, and which also ₍ the use of alphabets, especially the Morse alphabet, The theoretical basis on which this new method is protected is set out in the description below.

In den beiliegenden Zeichnungen ist in:In the accompanying drawings is in:

Fig. ι ein Horizontalschnitt durch den Geberapparat dargestellt. Hierbei ist F die Lichtquelle, in dem vorliegenden Falle eine Lampe. A ist ein mit Perforirungen versehener Schirm oder Schieber. LL sind zwei dieselbe Achse besitzende (also conjugirte) Linsen. PP sind zwei Refractionsprismen. R ist ein Reflector. NN sind zwei Thüren, welche in dem Gehäuse angebracht sind, um in das Innere desselben gelangen zu können, b ist ein Guckloch zum Beobachten der Flamme. X ist ein Winkelräderpaar, welches von der Stange T aus in Bewegung gesetzt wird und dadurch die Cylinder Y dreht, welche den Schieber A mitnehmen.Fig. Ι shows a horizontal section through the transmitter apparatus. Here F is the light source, in the present case a lamp. A is a perforated screen or slider. LL are two lenses that have the same axis (that is, conjugated). PP are two refraction prisms. R is a reflector. NN are two doors which are mounted in the housing in order to be able to get inside it, b is a peephole for observing the flame. X is a pair of bevel gears, which are set in motion by the rod T and thereby turn the cylinders Y , which take the slide A with them.

Fig. 2 ist eine vordere Ansicht des Schiebers. Fig. 2 is a front view of the slider.

Fig. 3 zeigt ein in dem Gesichtsfelde des Fernrohres empfangenes Signal.' ■Fig. 3 shows a signal received in the field of view of the telescope. ■

Fig. 4 ist eine schematische Zeichnung, welche zur Erläuterung der theoretischen Entwickelung über das producirte Bild dienen soll.Fig. 4 is a schematic drawing used to explain the theoretical development should serve over the image produced.

F ist dabei wieder die Lichtquelle, A der mit den Löchern α¹ α² α² versehene Schirm, L eine Linse, P ein Prisma. F is again the light source, A the screen provided with the holes α ¹ α ² α ² , L a lens, P a prism.

Die weifsen Lichtstrahlen, welche durch die kleine Spalte α hindurch treten, werden durch die Linse L parallel zu der Linie a^l-o weitergeführt. Der axiale Strahl α'-o wird durch das Prisma in ein . Lichtbündel zerstreut, dessen rothe Strahlen in die Richtung r¹ gehen, während die violetten Strahlen nach v¹ laufen. Was die anderen Strahlen anbelangt, welche durch die Linse hindurchgehen, so sind dieselben vor der Zerstreuung durch das Prisma parallel zu dem Strahl a}-o und werden durch das Prisma in der Weise zerstreut, dafs alle Strahlen von derselben Spectralfarbe unter sichThe white light rays which pass through the small gap α are continued through the lens L parallel to the line a ^l -o . The axial ray α'-o is through the prism in a. Light bundle scattered, the red rays of which ^{go in the direction r 1} , while the violet rays run in the direction of v ^1. As for the other rays which pass through the lens, they are parallel to the ray a} -o before being diffused by the prism, and are diffused by the prism in such a way that all rays are of the same spectral color beneath them

nach der Zerstreuung parallel sein werden. Der Beobachter wird daher von allen Punkten der Oberfläche (bezw. der Refractionskante) des Prismas πι η Lichtstrahlen von genau derselben Farbe empfangen, sagen wir z. B. orange, wenn derselbe sich beispielsweise in der Richtung q befindet, während die Strahlen, welche anders gefärbt sind, nach den Richtungen r¹ bis.v¹, je nach ihrer verschiedenen Färbung, zerstreut werden, d. h. also, dafs der Beobachter, wenn derselbe so weit von der Oberfläche des Prismas entfernt ist, diese Oberfläche nur als farbigen Punkt — im vorliegenden Beispiel orange — sehen wird, wenn die Strahlen durch die Spalte a¹ aus der Lichtquelle eintreten.will be parallel after the dispersion. The observer is therefore received from all points of the surface (or the refraction edge) of the prism πι η light rays of exactly the same color, let's say z. B. orange, if it is, for example, in the direction q , while the rays, which are colored ^{differently, are scattered in the directions r 1 to} v ¹ , depending on their different color, that is, that the observer, if the same is so far away from the surface of the prism that this surface will only be seen as a colored point - in the present example orange - when the rays enter through the column a ¹ from the light source.

Wird die Spalte von a^l an die Stelle <z² versetzt, dann bewegt .man die weifsen Strahlen, welche durch die Linse L hindurchgehen, um den Winkel ^¹Oa² in der Zerstreuungsebene. Es drehen sich sodann die durch das Prisma zerstreuten Strahlen um denselbenWinkel bis r²v². Der an derselben Stelle wie früher befindliche Beobachter wird nun diejenigen Lichtstrahlen erblicken, welche um den Winkel α¹ ο α² von den orangefarbigen Lichtstrahlen entfernt sind, und wird also durch die Spalte a² Strahlen von beispielsweise grüner Farbe erhalten. Die Spalte a^s wird den Beobachter sodann violette Strahlen erblicken lassen. Durch die Punkte, welche sich auf dem Schieber zwischen a¹ und λ² befinden, kann man den in der Richtung von q sich befindenden Beobachter die Farben, welche zwischen orange und grün liegen, erblicken lassen, und wenn das Licht zwischen den Punkten α² und a^s zu stehen kommt, so werden die Farben, welche zwischen grün und violett liegen, zu erblicken sein. Man kann dadurch beliebige Combinationen aufstellen, indem man verschiedene Schieber, welche den correspondirenden Bedingungen entsprechen, verwendet.If the slit is shifted from a ¹ to the position <z ² , then the white rays which pass through the lens L are moved by the angle ¹ Oa ² in the plane of dispersion. The rays scattered by the prism then rotate through the same angle up to r ² v ² . The observer who is in the same place as before will now see those light rays which are at the angle α ¹ ο α ² away from the orange light rays, and is thus obtained through the column a ² rays of, for example, green color. The column a ^s will then allow the observer to see violet rays. Through the points on the slide between a ¹ and λ ² , the observer in the direction of q can see the colors between orange and green, and if the light is between points α ² and a ^s comes to rest, the colors that are between green and violet, will be to behold. Any number of combinations can be set up by using different sliders which correspond to the corresponding conditions.

Mit unbewaffnetem Auge sieht der Beobachter das aus dem Geberapparat herauskommende Licht wie eine Farbe, welche von allen Elementarfarben, welche der correspondirenden Spalte entsprechen, combinirt ist. Um das correspondirende Bild auf dem Schieber zu bemerken, ist es nöthig, dasselbe mit dem Empfangsapparat — also dem spectro - telegraphischen Fernrohr — zu beobachten. Dieses letztere besteht aus einem Fernrohr, sei es einem Galilei'schen, einem Erd-, einem astronomischen oder anderen Fernrohr, welches mit einem Prisma für eine directe und wenig zerstreuende Ablenkung versehen ist.With the naked eye, the observer sees what is coming out of the donor apparatus Light like a color, which of all elementary colors, which of the corresponding column correspond, is combined. To notice the corresponding picture on the slide, it is necessary to do the same with the receiving apparatus - that is, the spectro-telegraphic Telescope - to watch. The latter consists of a telescope, be it one Galilean, a terrestrial, an astronomical or other telescope, which with is provided with a prism for a direct and less diffusing deflection.

Fig. 5 stellt ein Galilei'sches Fernrohr B dar, bei welchem die Vergrößerung eine dreibis vierfache ist. Das Prisma p, welches aus zwei Prismen zusammengesetzt ist, ist in dem Diaphragma d, nahe beim Ocular e, derart angebracht, dafs die lichtzerstreuende Raute oder Fläche des Prismas vertical steht. Das erwähnte Prisma kann aber auch an verschiedenen Stellen in dem Fernrohr angeordnet sein, so z.B. aufserhalb oder innerhalb des Objectivs f, je nach der Vergrößerung des Fernrohres, dem Zerstreuungsvermögen des Prismas und der Gröfse, in welcher man die Signale' zu empfangen wünscht. Das Prisma kann auch aus drei, vier oder fünf Prismen zusammengesetzt sein.Fig. 5 shows a Galilean telescope B in which the magnification is three to four times. The prism p, which is composed of two prisms, is placed in the diaphragm d, near the ocular e, in such a way that the light-diffusing diamond or surface of the prism is vertical. The mentioned prism can also be arranged in different places in the telescope, for example outside or inside the objective lens f, depending on the magnification of the telescope, the diffusivity of the prism and the size in which one wishes to receive the signals. The prism can also be composed of three, four or five prisms.

Beobachtet man durch dieses Fernrohr eine weifse Laterne in einiger Entfernung, so sieht man in derselben anstatt eines glänzenden Punktes ein kleines, vom Roth bis zum Violett verlaufendes Spectrum. Das durch den neuen Apparat empfangene Licht, welches nicht alle Farben des Spectrums enthält, wird. kein continuirliches Spectrum geben, sondern nur ein discontinuirliches, unterbrochenes Spectrum, entsprechend den in dem Schieber angebrachten Oeffnungen, und wird nur diejenigen Farben erblicken lassen, welche den betreffenden Schlitzen, wie das in vorstehendem erklärt worden ist, entsprechen. Sind die Schlitze im Schieber verschieden breit und derart gewählt, dafs dieselben der gewönlichen Morse-Schrift, wie dieses Fig. 2 zeigt, entsprechen, so sieht der Beobachter in dem Fernrohr ein Bild, wie ein solches in Fig. 3 dargestellt ist.If one observes a white lantern at some distance through this telescope, one sees instead of a shiny point, a small point, from red to violet, is found in it running spectrum. The light received by the new apparatus, which not all Contains colors of the spectrum. do not give a continuous spectrum, but only one discontinuous, interrupted spectrum, corresponding to those attached in the slide Openings, and will only reveal those colors which correspond to the respective Slots, as has been explained in the preceding, correspond. Are the slots in the Sliders of different widths and chosen in such a way that they are of the usual Morse script, As shown in FIG. 2, the observer sees an image in the telescope such as one such is shown in FIG. 3.

Damit der Beobachter, selbst wenn sich derselbe über oder unter der horizontalen Ebene befindet, das Licht sehen kann, wird den Schlitzen eine gewisse verticale Länge gegeben. Die Strahlen, welche von einem Punkt des Schlitzes über der horizontalen Ebene ausgehen, werden durch, die Linse L und die Prismen abgelenkt und demgemäfs unter der horizontalen Ebene sichtbar sein, und umgekehrt. ,So that the observer can see the light, even if it is above or below the horizontal plane, the slits are given a certain vertical length. The rays emanating from a point of the slit above the horizontal plane will be deflected by the lens L and the prisms and accordingly be visible below the horizontal plane, and vice versa. ,

Wird der Schieber α vor dem Lichte hin- und herbewegt, so wird der Beobachter durch sein Fernrohr das Signal mit derselben Geschwindigkeit sich bewegen sehen. Auf diese Weise ,kann man eine continuirliche Signalgebung organisiren, indem man den vorher entsprechend hergestellten Schieber, wie aus Fig. ι zu ersehen ist, durch Cylinder Y vor der Lichtquelle entsprechend hin- und herbewegt, oder dafs man die entsprechenden Buchstaben auf die eine oder andere Weise vor die Lichtquelle bringt.If the slide α is moved back and forth in front of the light, the observer will see the signal moving at the same speed through his telescope. In this way, one may organize a continuirliche signaling by, reciprocate the slider previously prepared accordingly, is ι as can be seen from Fig. Through Cylinder Y in front of the light source corresponding to and fro, or DAF to the corresponding letter in one way or other way in front of the light source.

Da das das Signal abgebende Bild nur von, der Refraction in dem spectro-telegraphischen Fernrohr und von der Vergröfserung des letzteren abhängt, so wird dasselbe bezüglich seiner Gröfse unabhängig sein von der Entfernung des Beobachters vom Signalapparat, und nur die Helligkeit und Intensität werden mit der Vergröfserung der Entfernung sich vermindern. Since the image emitting the signal is only of the refraction in the spectro-telegraphic Telescope, and depends on the magnification of the latter, the same thing becomes true with regard to its size be independent of the distance of the observer from the signal apparatus, and only the brightness and intensity will decrease as the distance increases.

Das Bild, welches der Beobachter empfängt, wird durch Zerstreuung des Lichtes im Fernrohr des betreffenden Beobachters gebildet. Auf denjenigen Entfernungen, auf welchen die Lichtquelle beobachtet wird, erscheint die letztere dem blofsen Auge des Beobachters als ein leuchtender Punkt ohne Ausdehnung; betrachtet man dieselbe hingegen durch ein spectrotelegraphisches Fernrohr, so wird die Licht_T quelle sich als ein schmales, linienförmiges Spectrum zeigen, dessen Länge dem Zerstreuungsvermögen des besagten Fernrohres entspricht. Diese Länge ist die nämliche für alle Entfernungen, die Breite nimmt zwar theoretisch mit den Entfernungen ab, aber vom praktischen Standpunkte aus ist das Bild eine leuchtende Linie sowohl : auf kürzeren als auf längeren Entfernungen.The image that the observer receives is formed by scattering the light in the telescope of the observer concerned. At those distances at which the source of light is observed, the latter appears to the naked eye of the observer as a shining point without extension; On the other hand, if one looks at it through a spectrotelegraphic telescope, the light _T source will appear as a narrow, line-shaped spectrum, the length of which corresponds to the dispersive power of the said telescope. This length is the same for all distances, the latitude theoretically decreasing with the distance, but from the practical standpoint the picture is a luminous line both at shorter and longer distances.

Das beschriebene Verfahren der Spectro-Telegraphie hat nach Angabe des Erfinders folgende Vortheile:According to the inventor, the described method of spectro-telegraphy has the following Advantages:

1. Ist es möglich, eine vollständige optische Telegraphic einzurichten, welche sicherer, bequemer und schneller ist als die nach den gewöhnlichen Methoden, welche in der Verwendung von Lichtstrahlen von einer längeren oder kürzeren Leuchtdauer bestehen, denn das menschliche Auge kann leichter länger dauernde und an mehreren von einander verschiedenen Punkten der Netzhaut auftreffende Lichteindrücke ertragen und unterscheiden und man kann daher mehr Eindruck auf das Auge ausüben, indem man demselben auf diese Weise das Licht zusendet, als wenn man dieselbe Stelle der Netzhaut wiederholten und kurzen Eindrücken des Lichtes aussetzt. Das Bild in dem Empfangsapparat liest sich mit derselben Geschwindigkeit wie die M or se-Schrift auf einem Papierstreifen, und der Signalgeber kann diese Schrift ebenso schnell absenden, als der Beobachter und Signalempfänger dieselbe lesen kann.1. Is it possible to set up a full optical telegraphic, which is safer, more convenient and is faster than that by the ordinary methods which are in use consist of light rays with a longer or shorter burn time, because that human eyes can more easily be longer and look at several different from each other Light impressions hitting points on the retina endure and distinguish and one can therefore make more impression on the eye by looking at it in this way sends the light as if repeating and shortening the same part of the retina Exposure to light. The image in the receiving device reads with the same Speed like Morse writing on a piece of paper, and the signal generator can send this writing as quickly as the observer and signal receiver read it can.

2. Das Verfahren kann auf Schiffen verwendet werden, indem dasselbe den Gebrauch der Flaggensignale vervollständigt. Es ist nur nöthig, in dem jetzt bestehenden internationalen Signalsystem die Flaggen durch Morse-Buchstaben oder durch andere Buchstaben zu ersetzen, und man kann in der Nacht unter Beobachtung der internationalen Signalzeichen signalisiren.2. The method can be used on ships by making use of the same Flag signals completed. It is only necessary in the now existing international signaling system replace the flags with Morse or other letters, and one can signal at night under observation of the international signals.

3. Das Verfahren giebt ein einfaches Mittel, um die Leuchtthürme und Hafenlichter mit deutlichen Signalen zu versehen, indem man bei denselben bestimmt festgesetzte spectrotelegraphische Signale anwendet.3. The procedure gives a simple means of locating the lighthouses and harbor lights to provide clear signals by determining fixed spectro-telegraphic signals for them Applies signals.

4. Das Verfahren giebt' auch ein Mittel, um eine wichtige Richtung fest anzuzeigen, z. B. in den Häfen und hauptsächlich auf der See durch Verwendung einer Laterne, welche immer ein bestimmtes Signal in dieser festzulegenden Richtung abgiebt.4. The method also gives a means of firmly indicating an important direction, e.g. Am the ports and mainly at sea by using a lantern, whatever emits a certain signal in this direction to be determined.

5. Wenn ein Schiff einen Geberäpparät trägt, dessen Schieber in einer bestimmten Weise ausgeführt ist, so kann ein Beobachter mit einem einzigen Blick durch sein Fernrohr sofort die Richtung sehen, in welcher sich das Schiff dreht, da das Bild des Signals in dem beobachtenden Fernrohr nach der einen öder anderen Richtung sich drehen wird.5. If a ship carries a donor device, whose slide is designed in a certain way, so an observer can with With a single glance through his telescope, you can immediately see the direction in which the The ship turns, because the image of the signal in the observing telescope is wasted on one side other direction will turn.

Entsprechend seiner in verschiedener Art und Weise erfolgenden Anwendung kann die Form des Apparates vielfach wechseln. Die Anzahl und Gröfse der Linsen und Prismen, die Form und die Art der Lampe und der Spiegel derselben, die Form des Schiebers und die Art und Weise, wie derselbe bewegt wird, können immer entsprechend gewählt werden. Die Construction des Geberapparates ist aber immerhin in vorstehendem genügend gekennzeichnet. According to its application in various ways, the Change the shape of the apparatus many times. The number and size of the lenses and prisms, the shape and type of the lamp and the mirror thereof, the shape of the slide and the way in which it is moved can always be chosen accordingly. The construction of the donor apparatus is at least sufficiently marked in the foregoing.

Was das spectro-telegraphische Fernrohr (also den Empfangsapparat) betrifft, so unterscheidet sich dasselbe von allen bisher verwendeten Fernrohren und gegenüber den spectroskopischen Fernrohren, welche bestimmt sind, die Fr'auen.hofer'schen Linien des Spectrums zu untersuchen, nur dadurch, dafs die dispersirende oder lichtzerstreuende Kraft des bei dem neuen Verfahren als Empfangsapparat zu verwendenden Fernrohres aufserordentlich gering ist und der Gesichtswinkel des Spectrums, welchen dieses Fernrohr aus den weifsen Lichtstrahlen bildet, eine Länge von 15⁰ nicht übersteigt.As far as the spectro-telegraphic telescope (i.e. the receiving apparatus) is concerned, it differs from all telescopes used hitherto, and from the spectroscopic telescopes, which are intended to examine the Fr'auen.hofer lines of the spectrum, only in that it the dispersirende or light diffusing power of is exceedingly low in the new method as a reception apparatus to be used in the telescope and the face angle of the spectrum, which this telescope from the light rays making whites, does not exceed a length of 15 ^0th

Claims

Patent claims:

ι. A method for optical telegraphics, characterized in that the light from any light source is changed by means of a slider provided with gaps of different widths, as well as by means of a diffusion system (lenses and prisms) in such a way that the light emitted only from certain types of spectral , which is the composition of the succession of openings. of the slide, and this light, when observed through a telescope provided with a prism for direct vision (prisme a vision directe) , shows an interrupted spectrum consisting of points and lines which correspond to the sequence of the openings of the slide Make characters.

2. For the method identified under 1., a transmitter or sender apparatus, which consists of a perforated slide A, which divides the light into narrow and wide light bundles, of lenses LL, which refract the light emanating through each individual point of the slide into parallel rays and made from prisms PP

is formed so that from each cone of parallel rays there is only a single kind of color ray is sent in each direction, so the apparatus is sent a new one, through the sequence of the openings of the slide used, but otherwise any composition of the in each case Direction of outgoing light rays allows.

For the under i. A receiving apparatus called a spectro-telegraphic telescope, formed from an ordinary telescope, which is provided with a little diffusing prism for direct vision (prisme a vision directe) and in the light coming from the sending or sending apparatus, a spectrum can be seen, which the composition of the light rays, i.e. the sequence of the openings of the slide, is interrupted accordingly and forms telegraphic characters.

For this purpose ι sheet of drawings.