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Spiegelsystem mit zwei ebenen Spiegelflächen Die Erfindung geht aus
von einem Spiegelsystem mit zwei ebenen Spiegelflächen zur rechtwinkligen Ablenkung
eines Strahlenbüschels, dessen Ebene die Spiegelflächen in zwei Geraden schneidet,
die einen Winkel von 45° einschließen. Derartige Spiegelsysteme sind in der Form
der bekannten Fünfeckprismen oder der diesen Prismen entsprechenden Winkelspiegel
aus zwei Planspiegeln vielfach im Gebrauch. Sie haben die Eigenschaft, ein Strahlenbüschel,
dessen Ebene mit einem Hauptschnitt zusammenfällt, also senkrecht auf den Spiegelflächen
steht, so abzulenken, daß die Ebene des Strahlenbüschels erhalten bleibt. Wird ein.
derartiges Spiegelsystem demnach zur Ablenkung von Abbildungsstrahlen nach der Seite,
also beispielsweise in waagerechter Richtung benutzt, dann findet keine Ablenkung
der Strahlen nach der. Höhe, also in lotrechter Richtung, statt.
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Zuweilen ist es jedoch erwünscht, ein Abbildungsstrahlenbüschel in
beiden Richtungen abzulenken, und zwar ohne ein Stürzen des Bildes damit hervorzurufen.
Statt diese Aufgabe so zu lösen, daß man das Spiegelsystem durch ein zusätzliches
geeignetes Spiegelsystem ergänzt, welches die Ablenkung in der zweiten Richtung
bewirkt, kann man das angestrebte Ziel in der Weise erreichen, daß man nach der
Erfindung die beiden Spiegelflächen um entgegengesetzt gleiche Winkel gegen die
Ebene des eintretenden Büschels geneigt anordnet. Bei dieser Lösung der Aufgabe
ändert sich nichts daran, daß das Büschel in der einen der beiden Richtungen um
einen rechten Winkel abgelenkt wird, während die Ablenkung in der anderen Richtung
von
der Größe der Neigung der Spiegelflächen abhängt. Jede der Spiegelflächen ist um
den vierten Teil des gewünschten Ablenkungswinkels zu neigen.
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Ein Fünfeckprisma, dessen Spiegelflächen' in der beschriebenen Weise
geneigt sind, -ergibt eine unveränderliche Ablenkung der einfallenden Strahlen in
jeder der beiden Richtungen. Soll der gewünschte Ablenkungswinkel in der einen der
beiden Richtungen veränderlich sein, dann kann man ein Spiegelsystem mit zwei Planspiegeln
benutzen, deren jeder um eine Achse, die der Ebene des einfallenden Büschels und
der Spiegelfläche parallel ist, drehbar ist, wobei die beiden Planspiegel so gekuppelt
sind, daß sie um entgegengesetzt gleiche, veränderliche Winkel zur Ebene des Büschels
neigbar sind.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Das erste Beispiel, ein Spiegelsystem zur rechtwinkligen Seitenablenkung eines Strahlenbüschels
und mit unveränderlicher Höhenablenkung, ist in Abb. i im Grundriß und in Abb. 2
im Seitenriß wiedergegeben. Abb. 3 zeigt das zweite Beispiel, ein Spiegelsystem
mit veränderlicher Höhenablenkung des Strahlenbüschels im Grundriß.
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Das erste Beispiel (Abb. i und 2) ist ein Fünfeckprisma, dessen Strahleneintrittsfläche
i lotrecht zur Zeichenebene der Abb. i steht, während das eintretende Strahlenbüschel
in einer waagerechten Ebene verläuft, die in Abb. i der Zeichenebene parallel ist.
Der mittlere Strahl dieses parallelstrahlig angenommenen Büschels ist mit a°, zwei
seitliche Strahlen sind mit W und a2 bezeichnet. Die beiden Spiegelflächen 2 und
3 des Prismas sind in der bei den bekannten Fünfeckprismen üblichen Weise angeordnet.
Ihre Kanten an der Fünfeckfläche 13, die der Ebene des eintretenden Büschels parallel
ist, schließen einen Winkel a = 45 ° ein, die Spiegelflächen sind jedoch gegen die
Fünfeckfläche 13 um entgegengesetzt gleiche Winkel geneigt. Die Strahlenaustrittsfläche
4 steht rechtwinklig auf der Eintrittsfläche i und ist um den vierfachen Winkel
der Neigung der Spiegelflächen, den gewünschten Höhenablenkungswinkel ß, gegen die
Lotrechte geneigt.
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Die eintretenden Strahlen a°, a1 und a2 durchdringen die Eintrittsfläche
i in Punkten b°, b1 und b2 von gleicher Höhe über der Zeichenebene. Die Strahlen
treffen auf die Spiegelfläche 2 in Punkten c°, cl und c2, die gleichfalls gleiche
Höhe haben. Infolge der Neigung dieser Fläche werden die Strahlen außer um ihre
seitliche Ablenkung um 45 ° um den doppelten Neigungswinkel der Fläche parallel
zueinander nach oben abgelenkt und treffen die Spiegelfläche 3 in Punkten d°; dl
und d=, die wegen der verschieden langen Wege zwischen den Spiegelflächen 2 und
3 verschiedene Höhe haben. Die Punkte d°, dl und d2 gehören außer der Spiegelebene
noch .und Ebenen, der Ebene des einfallenden und des reflektierten Büschels an.
Die zweite dieser Ebenen, die Ebene des reflektierten Büschels, steht senkrecht
auf der Strahleneintrittsfläche i und ist gegen die Zeichenebene der Abb. i um den
gewünschten Höhenablenkungswinkel ß geneigt. Dies folgt daraus, daß die auf der
Spiegelfläche 3 einfallenden Strahlen bei ihrer Reflexion wiederum um den' doppelten
Einfallswinkel nach oben abgelenkt werden. Die Strahlenaustrittsfläche 4 wird von
den reflektierten Strahlen a°, dl und a2 in Punkten e°, e1 und e2
rechtwinklig durchstoßen.
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Der Winkelspiegel des zweiten Ausführungsbeispiels (Abb.3) besteht
aus zwei -Planspiegeln 5 und 6, deren Fassungen 7 und 8 mit Bolzen 9 und io drehbar
gelagert sind. Die Achsen dieser Bolzen 9 und i o sind den Spiegelflächen' parallel
und schneiden sich unter einem Winkel a .- 45 °. Die auf der einen Seite der Fassungen
befindlichen Bolzen 9 und io sind mit Kegelrädern ii und 12 gleicher Größe ausgestattet,
die ineinandergreifen. Einer der Bolzen, der Bolzen 9, ist verlängert und dient
als Antrieb zur Drehung der Spiegel.
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Das einfallende Strahlenbüschel, von dem wiederum die drei parallelen
Strahlen a°, a1 und d2 angegeben sind, verläuft in einer zur Zeichenebene parallelen
Ebene. Bei der gezeichneten Stellung der Spiegel 5 und 6 hat die Vorrichtung die
Wirkung der bekannten rechtwinklig ablenkenden Winkelspiegel. Dreht man den Bolzen
9 um einen beliebigen Winkel, dann neigen sich beide Planspiegel 5 und 6 infolge
der Kupplung durch die Kegelräder i i und 12 um entgegengesetzt gleiche Winkel gegen
die Zeichenebene. Während in der gezeichneten Stellung die Strahlen keine Höhenablenkung
erleiden, kann durch die Drehung der Spiegel eine beliebige Höhenablenkung hervorgerufen
werden, ohne daß ein Stürzen des von den Strahlen vermittelten Bildes eintritt.
Der Höhenablenkungswinkel ist gleich dem Vierfachen des Drehungswinkels. Der Verlauf
der Strahlen zwischen den Spiegeln 5 und 6 entspricht dem Verlaufe zwischen den
Spiegelflächen 2 und 3 des ersten Beispiels.