DE6606336U

DE6606336U - Optisches system

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Publication number: DE6606336U
Application number: DE6606336U
Authority: DE
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1966-06-08
Filing date: 1967-06-08
Publication date: 1970-09-24
Also published as: US3536434A; CA929002A; GB1152019A

Description

._r HlNWf|t| Disss Unl:rls(|s (Beichreibunp und Schutzonipr.) Ul die zuletzt eingereichfe; sie weicht von der Worlfassung der uriprOnglich eingereichten Unterlagen ab. Die rechtliche Bedeutung der Abweichung ist nicht goprOft. Dia ursprünglich eingereichten Unterlagen belinden sich in den Amisakten. Sie können jederzeit'ohne Nachweis eines rechllichen-lnlorossos gebührenfrei ·Ιηο·ι·π·η werden. Auf Anlrag werdeiVhiervon auch Fotokopien oder Filmnegative zu den üblichen Preison gcTiofcrl. O UU (4.6?)

Eastman Kodak Company, 3^3 State Street, Rochester, New York (Vereinigte Staaten von Amerika)

Optisches System

Die Erfindung betrifft ein optisches System mit einer von einem Objekt ein reelles Bild entwerfenden Optik.

Objektive, die in solchen Systemen verwendet werden_fund Linsen und/oder Spiegel aufweisen, sind für einen bestimmten Bildwinkel ζ~\ entworfen und besitzen eine bestimmte maximale relative öffnung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein optisches System der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die tatsächliche relative öffnung der Optik grosser ist als die der Optik von Haus zukommende relative öffnung.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss gelöst durch einen auf der einen Seite eines von einem Punkt des Objekts in die Optik einfallenden ersten Strahls angeordneten ersten ebenen Re-

flektor, der einen «weiten von diesem Objektpunkt kommenden Strahl in die Optik wirft, und einen auf der gegenüber-· liegenden Seite dca ersten Strahls angeordneten «weiten ebenen Reflektor, der den aus der Optik kommenden aweiten Strahl in das vom ernten Strahl erzeugte Bild der» Objektpunktes wirft.

Durch diese beiden Reflektoren wird die Optik, die für einen bestimmten Bildwinkel und eine bestimmte relative öffnung entworfen ist, in eine solche umgewandelt, die mit einem kleineren Bildwinkel, aber einer grösseren öffnung arbeitet. Man opfert also Im gewiesen Sinne einen Teil des Bildwinkels für eine grössere öffnung, Beispielsweise kann eine Linse mit einem Blendendurchmesser f/8 und einem halben Bildwinkel von 30° mittels der erfindungsgemässen Reflektoren wie eine Linse arbeiten, bei der der halbe Bil<
durchmesser etwa f/3,5 beträgt,

arbeiten, bei der der halbe Bildwinkel 10° und der Blenden-

Die Optik kann Sammellinsen oder konkave Spiegel oder Kombinationen von Linsen und Spiegel, die ein Bild entwerfen, aufweisen. Bei der Verwendung von Linsen können verschiedene Ver- ■ grö^serungsmaßstäbe vorgesehen werden. Das System wird aber gross und unhandlich, wenn das Vergrösserungsverhältnxs gross gewählt wird. Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemässe System für eine Vergrösserung von 1 : 1. Es ist aber auch noch bis zu Vergrösserungen von 10 : 1 oder etwas darüber verwendbar. Bei denjenigen Ausführungsformen, die mit einer Reflektor-

65063^Q6~' ο -o . ·

linse arbeiten odes,"* einen Spiegel in der optischen Achse dca Systemo aufweisen, beträgt die Vcrgrösscrung dor vorteilhaftesten /uisführungsformon genau 1:1, Bekanntlich besteht ein grosser Bedarf für leistungsfähige optische Systeme, die Bilder mit einem Vergrösserungsmaßstab 1 : 1 entwerfen. So wird beispielsweise hei Dokumentenkopiergeräten, und zwar sowohl solchen, bei denen die Vorlage abschnittweise abgetastet wird ,als auch solchen, bei denen die gesamte Fläche der Vorlage belichtet wird, verlangt, dass die Kopie dieselbe Grosse wie die Vorlage besitzt* Für solche Geräte ist das erfindungsgemässe optische System besonders vorteilhaft.

Die Vergrösserung der relativen öffnung der Optik beruht darauf, dass sie nicht nur das unmittelbar vom Objekt kommende Licht aufnimmt und im Bildraum das zugeordnete reelle Bild entwirft. Durch den ersten Ebenen Reflektor wird zusätzlich Licht in die Optik geworfen, das vom Objekt kommt und die Optik nicht erreichen würde, wenn der Reflektor fehlen würde. Dieser zweite Lichtstrahl geht durch die Optik, wenn diese durch eine oder mehrere Linsen gebildet wird, oder er wird durch die Optik reflektiert, wenn diese durch einen Spiegel gebildet ist. Der zweite ebene Reflektor ist so eingestellt, dass sich die beiden Bilder, die die Optik mit dem unmittelbar einfallenden bzw. dem vom ersten Reflektor eingespiegelten Licht in der Bildebene/deÖken.

bevorzugte Bei Verwendung eines Linsenobjektivs ist das^ Verhältnis des Abstandes des Reflektors im Objelctraum von der optischen

im Objelctraum Achse zum Abstand des Reflektors /zur optischen Achse im Bild-

t ·

raum dasselbe wie das Verhältnis der Gr-össe des Objekts zu seinen Bild» 3ei einer Vergrösserung von 2 : 1 ist also der Reflektor im Bildraum zweimal soweit von der optischen Achse entfernt wie der Reflektor im Gbjektraum.

Bei einer insbesondere für die Vergrösserung 1 : i bevorzugten Ausführungsform mit Linsenobjektiv sind im Objekt-

j raum zwei zur optischen Achse parallele Spiegel vorgesehen,

die über das Objektiv hinaus sich in den Bildraum erstrecken.

Des Objektiv ist also symmetrisch zwischen parallelen !■""lachen angeordnet. Wird dagegen als Optik ein Reflektor verwendet, beispielsweise ein konkaver Spiegel, gestattet eine solche symmetrische Anordnung, das Licht zuerst mittels des einen Reflektors in den konkaven Spiegel einzuspiegeln und dann mittels des zweiten Reflektors so in die Bildebene zu werfen, dass sich die Bilder decken. Es ist gleichgültig, auf

ι welchen der beiden Reflektoren das Licht zunächst auftrifft,

( da beide Reflektoren als Objektraum-Spiegel und Bildraum-

Spiegel wirken können.

Es können auch mehr als zwei Spiegel vorgesehen sein. So gestattet beispielsweise ein aus vier Spiegeln gebildeter, im Querschnitt rechteckförmiger Kanal, in beiden zur optischen Achse im rechten Winkel stehenden Koordinaten abzubilden. Theoretisch nimmt hierbei die optische Leistung des Systems um den Faktor 9 oder mehr zu, wenn man mit dem Kanal den Bildwinkel des Objektivs auf 1/3 des Maximalwertes begrenzt.

CV Il ** * · »

Bei einer Ausführungsforni_s bei aer an Stelle eines Kanals ein im Querschnitt quadratischer Stab aus Methylmethacrylat verwendet \iurde_f v;urde sogar eine Vergrösserung der Öffnung um aen Faktor 22 erreicht« Da dieser Kunststoff etwas Licht absorbierend ist ( er enthielt eine leichte Färbung zur Stabilisierung gegen einen Schaden durch Üitraviolettlicht)

j und das Licht im Stab ein Weg von etwa 60 cm zurücklegen

musste, können mit besseren, d,h.» besser transparenten Kunststoffen sicher Faktoren bis zu 30 erreicht werben.

Die Querschnittsform des Kanales oder Stabes braucht nicht rechteckförmig zu sein. Beispielsweise kann ein im Querschnitt dreieckförmiger Kanal im Objektraum und ein ebenfalls dreieckförmiger, spiegelnder Kanal im Bildrausn vorgesehen sein, dessen Querschnittsfläche jedoch umgekehrt bezüglich der Querschnittsfläche des Kanals im Objektraum liegt.

Bei einer anderen Ausführungsform liegt ein ebener Spiegel in der optischen Achse des Objektivs. Hier wird das Licht stets einmal refelktlert, weshalb das Bild nicht bezüglich des Objektes umgekehrt ist. Die ebenen Reflektoren im Objektraum und Bildraum, die auch bei dieser AusfUhx»ungsform in der erfindungsgemässen Weiß«» angeordnet sind, werden vorzugsweise durch einen einzigen Reflektor gebildet, der parallel zu dem in der optischen Achse liegenden Spiegel angeordnet ist*

Neben der höheren Licht leistung_ä die mit dem erfindungsgemässen System im Vergleich zu den bekannten Systemen erreicht werden kann, bestehen bei allen Ausführungsfornien noch die Vorteile, dass einfachere Linsen verwendet v?erden können_s dass man zu vorteilhafteren geometrischen Verhältnissen kommen kann und dass in einfacher V/eise eine Bildorient-ierung ausgewählt werden kann.

Im folgenden ist die Erfindung an Hand von auf der Zeichnung dargestellter Ausführurigsbeispiele im einzelnen erläutt-t. Es zeigen: - ■- .

Pig» 1 einen Längsschnitt einer das Prinzip der Erfindung zeigenden Ausführungsform,

bis 5 Längsschnitte schematisch dargestellter be vorzugter Ausführungsformen mit einem Vergrösserungsverhältnis 1 : 1,

Fig. 6 und 7 eine Stirnansicht bzw. eine perspektivisch dargestellte Ansicht einer Ausführungsform mit einem quadratischen Lichtkanal,

Fig. 8 und 9 eine Stirnansicht bzw. eine perspektivisch dargestellte Ansicht einer Ausführungsform mit. dem Querschnitt dreieckförmigen Lichtkanälen,

Fig.10 und 11 eine perspektivisch dargestellte Ansicht bzw. ein schematisch dargestellter Schnitt eines Periskops mit einem optischen System

ähnlich demjenigen geraäss den Fic« 6 und
7.

Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1 empfängt ein Objektiv 10 Licht von einem Objekt 11 und entwirft von diesem ein
Bild 12, wobei die Vergrösserung etwa den Faktor 2 beträgt. Das Objektiv 10 ist ein solches üblicher Bauart, das ein
ebenes Bildfeld besitzt. Um die Universalität der Erfindung zu illustrieren, sind rtber das Objekt 11 und das Bild 12
gekrümmt dargestellt. Zusätzlich zu dem ersten Lichtstrahl, der vom Objekt 11 unmittelbar in das Objektiv 10 fällt,ist
ein zweiter Lichtstrahl gezeigt, der .zunächst auf einen
ebenen Spiegel 13 auffällt, der auf der einen Seite des
ersten Lichtstrahles im Objektraum angeordnet ist. Dieser
zweite Lichtstrahl wird vom Spiegel 13 in das Objektiv 10
geworfen, tritt durch dieses hindurch und trifft dann auf
einen zweiten ebenen Spiegel 14 auf. Der Spiegel 14 ist
im Bildraum auf der anderen Seite des -ersten Strahls so angeordnet, dass der von ihm reflektierte zweite Strahl im Bild

12 mit dem ersten.Strahl zusammen trifft. Die beiden Bilder, die diejenigen Strahlen, die unmittelbar in das Objektiv 10 fallen und diejenigen, die von den Spiegeln 13 und 14 reflektiert werden, mit Hilfe des Objektivs 10 erzeugfenwerden,
decken sich also vollständig.

Um die Wirkungsweise dieses optischen Systems zu erläutern, 1st das virtuelle Bild 1β des Objekts i"¹, das man im Spiegel

13 sieht, in ge^gh^en _/ Linien dargestellt. Das Objektiv

13 filehtj in gestrichelten Linien dargestellt. Das Objektiv IO muss einen genügend grossen Bildwinkel besitzen, um auch noch das Licht des virtuellen Bildes 16 auffangen 7AX können.

Bei der Aur.führungsform gemäss Figo 1 ist der Abstand des Spiegels l'l von der optischen Achse etwa zweimal so gross wie der entsprechende Abstand des Spiegels 13» Bei den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung Heeren die Spiegel 13 und IiJ parallel zur optischen Achse. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel 1st jedoch ein Winkel vorgesehen, um zu zeigen, dass auch eine solche Lage möglich is't, Die Schrägstellung der Spiegel ist unabhängig von der Vergrösserung und die Spiegel können bei allen Vergrösserungsfaktoren parallel zur optischen Achse stehen. Die Spiegel 13 und lH verlaufen jedoch immer parallel zueinander. Bei einer Vergrösserung 1 : 1 ist der Abstand beider Spiegel zur optischen Achse der gleiche. Bei e'iner Vergrösserung von mehr als 10 : v~> müsste der Spiegel 14 mehr als zehnmal soweit von der optischen

Achse entfernt sein als der Spiegel 13. Er wäre dann rund sehnmal so gross und damit verhältnisraässig unhandlich. Deshalb besteht aus praktischen Gründen eine obere Grenze für die Vergrösserung, bei der ein optisches System gemäss der Erfindung kommerziell mit Vorteil verwendet wird. Die vor allem in Frage kommende Anwendung ist diejenige bei einer Vergrösserung 1:1. Verschiedene vorteilhafte Ausführungsformen mit einer solchen Vergrösserung sind im folgenden beschrieben.

_ Q

Boi der Ausführungsform gemäas Piß, 2 fitllt ein Toil des ι

von einem Objekt 21 ausgehenden Lichteo unmittelbar in ein j

älö SaimnoiXdnoe dargostellteu Objektiv 20, das infolgedessen I

ein Bild 22 entwirft. Zv/ai ebene Spiegel 23 und 2'I, die J

parallel und symmetrisch aur optischen Achse de» Objektivs |

20 angeordnet 0InCl₁ erstrecken eich sowohl in den Objekt- f

raum als auch in don UiIdraum· Ein Teil des vom Objekt 23 f

ausgehenden und nicht unmittelbar in das Objektiv ein- |

^vv fallenden Lichtes wird vom Spiegel 23 im Objektraum re- ^

"flektiert und in. das Objektiv 20 geworfen. Dieses Licht ?

tritt durch das Objektiv und wird dann vom Spiegel 2'I im S

Bildraum reflektiert, ehe es in das Bild 22 geworfen wird, f

v/o sich die von beiden Strahlenbündel erzeugten Bilder ]

decken. Ebenso wird Licht, das auf den Spiegel 21 im Ob- ]

jektraum auftritt, vom Spiegel 23 im Bildraum reflektiert. j

Theoretisch kann Licht von beiden Spiegeln 23 und 24 im j

Objektraum reflektiert und dann wieder von beiden Spiegeln j

Γ~ im Bildraum reflektiert werden. Da es sich aber hierbei um f

Licht handelt, das das Objektiv unter einem sehr grossen j

Winkel bezüglich der optischen Achse beaufschlagt, wird \

es normalerweise durch die Blendenfassung ausgeblendet, |

die in Fig. 2 nicht dargestellt ist. Der Bildwinkel, den j

das Objektiv 20 wie jedes Objektiv besitzt, ist in Fig. 2
durch den Winkel 25 definiert. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist dieser Winkel 25 gross genug, um das Licht
des virtuellen Bildes 26 aufzunehmen, das man im Spiegel

23 sieht. Es sind natürlich viele Bilder des Objekts 21 i

im parallelen Spiegel 2¹I sichtbar, aber das Objektiv 20 J

ist so ausgebildet j dass es Licht nur vom Objekt 21 und dessen beiden benachbarten virtuellen Bildern, nümlich dem im Spiegel 23 sichtbaren Bild 26 und dem im Spiegel ?J\ sichtbaren korrespondierenden Bild, aufnimmt» Der Winkel 25 ist etwa dreimal so gross wie der Bildwinkel des gesamten Objektfeldes zwischen den Spiegeln 23 und 2'I in der Ebene des Objektes 21. Es tritt somit etwa dreimal soviel vom Objekt 22 kommendes Licht durch das Objektiv : C ²O als das Objektiv direkt vom Objekt 21 aufgunehmen ver

mag. Tatsächlich ist die Lichtmenge nicht ganz so gross, da die Spiegel 23 und 2*1 nicht hundert" Prozentdes auftreffenden Lichtes reflektieren und bei Linsen die Leistungsfähigkeit gegen den Rand hin abnimmt. Trotzdem kann man zum besseren Verständnis der Erfindung davon ausgehen, dass ein auf ein Drittel verminderter Bildwlnke.l, der durch den Winkel 25 dargestellt ist, zu einer Zunahme des in das Objektiv einfallenden Lichtes auf den dreifachen Wert führt. Bei der weiter unten beschriebenen, in den Pig, 6 und 7 dargestellten Ausführungsform, ist der Bildwinkel der Optik ebenfalls nur auf ein Drittel vermindert. Diese Verminderung betrifft aber beide Dimensionen. Daher nimmt die in das Objektiv einfallende Lichtmenge etwa um einen Paktor zwischen 5 und 9 zu.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der als Objektiv ein Konkavspiegel 30 dient. Das Objekt 31 und das Bild 32 liegen beide in einer Ebene durch den Mittelpunkt der Krümmung des phärischen Spiegels 30. Ein Teil des vom Objekt 31 ausgehenden Lichtes fällt direkt auf den Spiegel 30 und bildet das Bild

Ein anderer Teil des vom Objekt ausgehenden Lichtes wird vom Spiegel 33 reflektiert, ehe es auf den konkaven Spiegel 30 auf trifft und danach vo:n Spiegel 3'1 so reflektiert wird, dans sich die Bilder decken« Das virtuelle Bild 3ό dos Gegenstandes 3i ist im Spiegel 33 sichtbar, was in gestrichelten Linien angedeutet ist, um zu zeigen, dass der konkave Spiegel 30 einen grösseren Bildwinkel besitzen muss als das Objekt vorlangt.

Die Spiegel 33 und 3*1 sind bei dieser Ausführungsform, die beispielsweise für ein DokximentenkopiergercU- verwendet we'r-. den kann, parallel zur optischen Achse 35 des konkaven Spiegels 30 angeordnet. Die Spiegel sind normalerweise viel breiter als der konkave Spiegel 30. Wie Pig. 3 zeigt, liegen dds Objekt und sein Bild auf gegenüberliegenden Seiten der optischen Achse 35» Erstreckt sich das Objekt 31 durch die optische Achse 35 hindurch, so erstreckt sich auch das

r~ ■ Bild durch diesen Punkt. Das optische System wäre dann nicht

brauchbar. Es ist jedoch nicht notwendig, dass die Verschiebung des Objektes 31 aus der optischen Achse 35 heraus in der Richtung auf einen der Spiegel zu liegt. Sie kann im r^bten Winkel zur optischen Achse" 35 in jeder Richtung liegen. Beispielsweise kann das Objekt 31 unterhalb der Zeichenebene liegen. In diesem Falle würde das Bild 32 im gleichen Abstand über der Zeichenebene liegen.

Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen liegen die ebenen Reflektoren alle auf der einen Seite des Hauptlicht-

Strahls der vom Objekt her kommend durch das Objektiv tritt. Es sind jedoch auch Ausführungsfor.-r.en möglich, bei denen ein ebener Reflektor genau in der optischen Achse des Objektives liegt, v.'ie die Fig. 4 und 5 zeigen. Bei der* Ausf ührungsf orm gesiäss Fic;< 4· ist als Objektiv eine Linse_s bei derjenigen gemäss Fig* 5 ein Spiegel vorgesehen. Selbstverständlich kann jede reflektierende Linse zusätzlich zu der reflektierenden Fläche eine oder mehrere Linsenelemente umfassen.

Bei der Ausführungeform gemäss Fig. 4 ist eine halbe Linse

40 vorgesehen, die Licht von einem Cbjekt 4l auffängt'und von letzteren mit Hilfe eines ebenen Spiegels 43, der in der optischen Achse liegt, ein aufrechtes Bild 42 erzeugt. Das auf den Spiegel 43 auftreffende Licht wird entweder reflektiert, ehe es die Linse 40 erreicht,oder nach dem es durch die Linse hindurchgetreten ist, jedoch ehe es in der Bildebene das Bild 42 erzeugt. Dies ist der Fall, unabhär&g davon, ob ein zusätzlicher⁵ Spiegel vorhanden ist. Im Ausführungsbeispiel ist der zusätzliche Spiegel 44 parallel zum Spiegel 43 angeordnet und reflektiert das Licht wenigstens einmal im Objektraum und einma;! im Bildraum auf seinem Weg vom Objekt 4l zum Bild 42. Das virtuelle Bild des Objekts 4l, das man im Spiegel 44 sieht, ist wiederum in gestrichelten Linien dargestellt und mit 46 bezeichnet. Das vom Objekt

41 kommende Licht wird bei dieser Ausführungsform eine ungerade Zahl mal reflektiert.Infolgedessen ist das Bild 42 ; aufrecht. Dies hat verschiedene besondere Vorteile,, Bei-

66ü6336n.9.-?o

spielswelse ist es möglich, ein Objekt mittels mehrerer Syste-ae in optische Abschnitte zu unterteilen und die Bilder der Abschnitte wieder zu vereinigen, In Fig. 4 sind Ev:ei Strahlen dargestellt, von denen der eine einmal vom Spiegel 43 und der andere zweimal vom Spiegel 44 und einmal ν cm Spiegel 43 reflektiert wird. Der- Spiegel 44 erhöht dabei die durch das Objektiv tretende Lichtinenge. Diese mit einer halben Linse ausgerüstete Ausführungsf orm kann auch für Yergrösserungen verwendet v/erden, d ie vom Maßstab 1 : 1 abweichen* In diesem Falle muss aber der Spiegel 44 im Objektraum einen anderen-Abstand vom Spiegel 43 haben als derjenige im Bildraum, was im Zusammenhang mit der Ausführungsforni gemäss Fig. 1 erläutert worden ist.

Bei der Ausführungsform gemäss den Fig. 6 und 7 ist eine Objektivlinse 60 in einem von ebenen Spiegeln 61,62,63

v·* und 64 gebildeten Kanal quadratischen Querschnitts ange

ordnet, wobei ihre optische Achse in der Längssymmetrieachse des Kanals liegt. Diese Spiegel wirken paarweise in derselben Weise wie die Reflektoren 23 und 24 der Ausführungsform gemäss Fig» 2. Es ist bei einem solchen' quadratischen Kanal möglich, dass Licht im Objektraum zweimal, beispielsweise durch die Spiegel 6l und 63 reflektiert wird und trotzdem noch innerhalb des Bildwinkels der Linse 60 liegt» Solche Lichtstrahlen werden dann natürlich zweimal im Bildraum durch die Spiegel 64

- ik -

sieht hieraus_t dass das Objektiv 60 nicht nut; das Objekt selbst sieht, sondern eine Reihe virtueller Bilder rund um das Objekt herum. Theoretisch bedeutet dies, dass neunmal soviel Licht durch die Linse fällt als diese direkt vom Objekt empfängt. Diese theoretische Verstärkung wird aber praktisch aus den oben genannten Gründen nicht erreicht_f abe-r trotzdem ist ein solches System mit einem quadratischen Kanal sehr wirkungsvoll.

Eine interessante Äusführungsforrn des erfinäungsgemässr-Systems zeigen die Fig. 8 und 9. Auf jeder Seite einer ein Objektiv bildenden Linse 70 ist hier ein im Querschnitt dreieckförmiger Lichtkanal vorgesehen, der aus drei ebenen Spiegeln 71» 73, 75 bzw. 72_t 7^> 76 gebildet ist» Die Spiegel Ti und 72 im Objektraum bzw. Bildraum wirken zusammen, um zusätzlich Lichtstrahlen in das Bild zu lenken. Entsprechend arbeiten die Spiegel 73 und Ik sowie die ^ Spiegel 75 und 76 zusammen. Die Querschnittsfloche ist

im Ausführungsbeispiel ein gleichseitiges Dreieck. Dabei können mehrere Reflektionen im Objektraum und eine entsprechende Zahl von Reflektionen im Bildraum erfolgen, oY.ne dass dadurch die Erzeugung des Bildes geotört wird. Es ist aber eine hohe und kostspielige Genauigkeit bei solchen dreieckförmigen Ausführungsformen erforderlich und sie scheinen nicht einen grösseren Vorteil gegenüber Ausführungsformen mit quadratischem Lichtkanal zu bieten.

Eine besonders einfache Anwendung eines rechteckförraigen Lichtkanals zeigen die Fig* 10 und 11 _y in denen ein billiges Periskop dargestellt ist» Hierbei wird das erfindungsgercässe optische System sowohl zur übertragung eines ersten Bildes zwecks Erzeugung eines zweiten Bildes als auch zur Erzeugung des ersten Bildes als Abbildung eines Objektes verwendet. Das Periskop besteht aus zwei gleichen, symmetrischen Teilen und kann aus Kunststoff im Gieß verfahren hergestellt werden. Da die Linse eine geringe relati\eöffnung aufweist, die aber durch die erfindunfesgemässe Anordnung von Spiegeln vergrössert werden kann, genügt eine einfache, gegossene Übertragungslinse. Ein Periskop erfasst notwendigerweise nur ein kleines Bildfeld, aber die Grosse des Bildfeldes kann ausgewählt werden, in dem man die notwendigen Korrekturen vornimmt, da das erste Bild relativ nahe dem ersten Objektiv des Systems entsteht.

(y Im Ausführungsbeispiels weist das Periskop zwei identische,

innen reflektierende Stäbe 80 und 81 auf, deren eines Ende konvex gekrümmt ist. Die.se beiden Enden sind gegeneinander gerichtet und bilden eine bikonkave Luftlinie mit Oberflächen 82. Diese Linse wirkt als Sammellinse, da sie aus zwei sammelnden Flächen gebildet ist,die phärisch oder zwecks besserer Korrektur asphärisch sind. Das obere Ende des Stabes 80 weist auf der einen Seite eine gegossene Sammellinse 83 und auf der anderen Seite eine reflektierende-Fläche 85 auf. Licht von einem im Abstand angeordneten, nicht

dargestellten Objekts wird von der Linse 83 aufgefangen
und der total reflektierenden Fläche 85 reflektiert. Relativ
nahe am EingangBfensters des Periskops wird dadurch ein
reelles Bild 88 erzeugt.

Von diesem Bild 88·ausgehendes Licht gelangt infolge der ,

Reflektionen an den Äussenflachen des Stabs 80 zur Linse \

83j die es in den Stab 81 überträgt,. wo ein übertragungs- f

^- bild 89 erzeugt wird. Die beiden Stäbe 80 und 81 und die J

Luftlinse 83 wirken also in derselben V/eise wie die Licht- «■

' I

kanäle der oben beschriebenen Ausführungsbe.ispiele und f

-

deren Objektiv, d.h., die Licbtmenge, die das Bild 89 I

C

erreicht, ist durch die innen reflektierenden Selten- „

flächen der Stäbe 80 und 81 vergrössert.

Das Licht des Bildes 89 wird an der Fläche 86 reflektiert
und in ein Okular 8h geworfen, das das Licht richtet, um
^di^e Betrachtung des Bildes zu ermöglichen. Wie die Pig.IO
und 11 zeigen, ist das System symmetrisch; das Objektiv 83
und das Okular Qh sind gleich ausgebildet.

dem nicht dargestellten Gehäuse ist nur insoweit eine ν Präzision erforderlich, als sichergestellt sein muss, dass
die beiden Stäbe 80 und 8l genau aufeinander ausgerichtet
sind, d.h., dass die vier Seitenflächen des einen Stabes
in denselben Ebenen wie die vier Seitenflächen des anderen
Stabes liegen. Hinsichtlich der Symmetrie ist zu erwähnen,
dass das Licht in der Luftlinse 82 gerichtet ist und deshalb

ι «it • · · ι if··

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die Dicke dieser Luftlinse, also der Abstand der beiden Stäbe, nicht kritisch ist.

Vorwendet man da« Periskop zur Betrachtung entfernter Gegeniitfindo, so licgk das Bild 88 in der durch den Brennpunkt der Linoo 03 gehenden Ebene. Das Bild 88 liegt ausserdem in der durch den Brennpunkt gellenden Ebene der gekrümmten Flache 82. Der optische Abstand der Linsenflächen 83 und ν- ist somit nähcrunßsweise gleich der Summe der Brennweiten

dieser beiden Linsen.

Die Helligkeit des Bildes 89, dessen Objekt das erste Bild 88 ist, ist wegen der reflektierenden Seitenflächen der Stäbe 80 und 81 sehr gross. Man sieht hieraus auch, dass unter den Begriff "Objekt" auch ein reelles Bild eines Gegenstandes zu verstehen ist, das abgebildet oder übertragen wird, um ein Bild davon zu erhalten.

Auf der Grundlage der vorstehend beschriebenen Ausführungsform können auch Periskope mit hoher Qualität gebaut werden. In diesem Falle werden zusätzliche Linsen in einem ,..;., tiäer mehreren der Abbildungseinheiten verwendet, d.h., das Objektiv 83, die Übertragungslinse 82 und/oder das Okular 8¹J können mit zusätzlichen brechenden Flächen versehen werden.

Claims

S ch u t ζ a η s r» r ü c h

1) Optisches System mit einer von einem Objekt ein reelles Bild entwerfenden Optik* gekennzeichnet durch einen auf der einen Seite eines von einem Punkt des Objekts(ll) in

die Optik (10) einfallenden ersten Strahls angeordneten

^- ersten „Serien Reflektor (13) _s der einen zweiten von

diesem Objektpunkt kommenden Strahl in die Optik (10) wirft, und einen auf der gegenüberliegenden Seite des ersten Strahls angeordneten zweiten ebenen Reflektor (14)j der den aus der Optik kommenden zweiten Strahl in das vom ersten Strahl erzeugte' BJId des Objektpunkts wirft.

2) System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Optik ein Objektiv (10) vorgesehen ist und von den beiden, in parallelen Ebenen liegenden Reflektoren (13, 1*0 der eine auf der Objektseite und der andere auf der

■Bildseite des Objektivs(10) angeordnet ist.

3) System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für den Vergrösserungsfaktor der Wert 1:1 gewählt ist und die Reflektoren (23,2i»j33>3¹l J M ;6l bis 6'I), die je parallel und in gleichem Abstand von uqv optischen Achse des Objektivs (20,30, J|O,6o) angeordnet sind, sich sowohl in den Objektraum als auch in den Bildraum des Objektivs

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4) System nach Anspruch 2₅ dadurch gekennzeichnet, dass auf der Objektseite des Objektivs (20,30,40,50-,60,7O, 82) mehrere ebene_s vom Objekt kommende Strahlen ins Objektiv werfende Reflektoren (23^24*33,3^1^3,^^; 53_s54;6l bis 64; 7I₁TSiTS) und auf der Bildseite

die gleiche Zahl von ebenen Reflektoren (23,24;33, 34;43,44;53,54;6l bis "64; 72,7*4,7 6) vorgesehen sind, die die von den Reflektoren, auf der Objektseite reflektierten Strahlen reflektieren.

5) System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektoren (6l, bis 64; Tl bis 76) auf der Bildseite und der Objektseite je einen Kanal bilden, dessen Symmetrieachse in der optischen Achse des Objektivs (60, 70) liegt.

/-Ν

6) System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass

für den Vergrösserungsfaktor der Wert 1:1 gewählt ist und dass vier, einen im Querschnitt quadratischen Kanal bildende Reflektoren (6l bis 64) vorgesehen sind, die sich sowohl in den Objektraum als auch in den Bildraum des Objektivs (60) erstrecken.

7) System nach Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektoren durch die seitlichen Oberflächen zweier im Querschnitt rechteckförmlger Stäbe(8O,8l) aus einem innen reflektierenden; transparenten Stoff

gebildet sind und die vier Seitenflächen des einen

gebildet sind und die vier Seitenflüchen dew einen
Stabes (80) in der gleichen Ebene wie die vier Seitenflächen des anderen Stabes (8l) liegen, wobei'ilie einander** zugekehrten Enden (82) der Stäbe konvex gekrümmt Bind.

8) System nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, dass f die einander abgekehrten Enden der Stäbe (8O,8i) auf ί

^- der einen Seite eine üammoliinse (83,8*0 unö dieser* f

gegenüber eine reflektierende Oberfläche (85,86) auf- ί weisen, die das durch die Linse eintretende Licht in -

den Stab wirft, und dass der Abstand des' konvexen · \ Endes des Stabes (80,8l) von dieser Linse (83 bzw. 8*1) f

etwa gleich der Summe der Brennweiten ist. ^y _{

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