DE1772537B2 - Einrichtung zum selbsttaetigen ausgleich der einfluesse zufaelliger bewegungen von optischen geraeten - Google Patents
Einrichtung zum selbsttaetigen ausgleich der einfluesse zufaelliger bewegungen von optischen geraetenInfo
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Description
35 und verläßt dieses als im wesentlichen paralleles
Strahlenbündel, das gegen das reflektierende optische Element gerichtet ist. Dieses optische Element
wird gemäß der Erfindung unabhängig von kleinen
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum selbst- Winkelabweichungen des Gehäuses des optischen
tätigen Ausgleichd er Einflüsse zufälliger Bewegun- 40 Gerätes in der ursprünglichen Zielrichtung ausgegen
von optischen Geräten mit einem Gehäuse und richtet gehalten, und zwar nach der Höhe und nach der
einem daran oder darin angeordneten optischen Seile sowie in allen dazwischenliegenden Richtun-System,
mit einem dem Ziel zugewandten geräte- gen, aber nicht notwendigerweise in bezug auf Drehfesten
und einem nachfolgenden pendelnd gelagerten bewegungen um die optische Achse des Gerätes. In
afokalen System. 45 der weiteren Beschreibung sollen daher unter »räum-
Solche Einrichtungen sind in verschiedener Aus- lieber Ausrichtung« die Ausrichtung in der bzw. paführung
hauptsächlich von Nivellierinstrumenten be- rallel zur ursprünglichen Zielrichtung und unter
kannt, bei welchen aber nur ein Ausgleich in einer »Winkelabweichung« der Winkel zwischen der optivertikalen
Ebene erfolgt. In mechanischer Hinsicht sehen Achse des Gerätes und der ursprünglicher
handelt es sich hierbei um Pendelsysteme. Einzelne 50 Zielrichtung, aber nicht ein Verdrehungswinkel um
dieser Konstruktionen haben sich in der Praxis sehr die optische Achse verstanden werden. Eine Vergut
bewährt, sie sind aber auf dem Gebiet der allge- drehung des Gehäuses um die optische Achse
meinen Optik kaum anwendbar. Außer den vor- könnte zwar mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einstehend
erwähnten Konstruktionen wurden Stabilisie- richtung ebenfalls kompensiert werden, eine solche
rungseinrichtungen zur Kompensation unbeabschtig- 55 zusätzliche Kompensation ist jedoch bei der Mehr
ter Bewegungen von optischen Geräten entwickelt, zahl der optischen Geräte nicht erforderlich. Dei
zu welcher Kategorie z. B. jene Einrichtungen ge- gewünschte Ausgleich wird gemäß der Erfindunj
hören, die ein lichtbrechendes System enthalten, wo- durch Ausrichtung des reflektierenden optischer
bei ein Teil eines Linsensystems in bezug auf die Elementes mittels einer Trägheitsstabilisierungsvor
Zielrichtung stabilisiert ist und bei Winkelabwei- 60 richtung erzielt, die im Gegensatz zu den bekannte!
chungen des Gerätes zusammen mit anderen, geräte- Pendclsystemen, die einen Ausgleich nur in eine
festen Teilen des Linsensystems ein optisches Prisma vertikalen Ebene ermöglichen, im einfachsten FaI
bildet, das den Fehlwinkel korrigiert. Feiner wurden z. B. aus einem System statisch ausbalancierter Mas
verschiedene andere Versuche zur Lösung dieses sen besteht. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildun
Pmblemes bei optischen Beobachtungsgeräten und 65 der Erfindung enthält die Trägheitsstabilisierungs
Kameras unternommen. Hierzu gehören die elektro- vorrichtung einen Kreisel, der mit dem reflektieren
nisehe und elektrische Kompensation, wobei dem den optischen Element verbunden ist und desse
Licht cntsorechende Elektronenstrahlen zwecks Präzession regelbar ist.
Das reflektierende optische Element kann vorzugsweise ein oder mehrere optische Prismen mit
insgesamt drei Reflexionsflächen aufgebildet sein, beispielsweise in Form eines Dreieck-Prismas mit
Spiegelung an allen drei Seiten, wie es in dem Buch »Optik für Konstrukteure« 1949, S. 80, 81 beschrieben
ist, — es können aber auch drei einzelne ausgerichtete ebene Spiegel verwendet werden, um die
gewünschte Wirkung zu erzielen.
Die Konstruktion der im Strahlengang vor dem eigentlichen optischen System des Gerätes angeordneten
erfindungsgemäßen Ausgleicheinrichtung, wobei dem pendelnd gelagerten afokalen System ein
paralleles Lichtstrahlenbündel zugeführt wird, ergibt verschiedene optische und mechanische Vorteile. So
sind die Anforderungen bezüglich genauer Justierung und Vibrationsfreiheit, z. B. von seiten des Antriebs
oder der Lagerung eines Kreist-ls, nicht so hoch wie
bei bekannten Einrichtungen. Es können daher für einzelne Elemente der erfindungsgemäßen Einrichtung
stoß- und vibrntionsdämpfende Lagerungen oder Befestigungen vorgesehen werden, obwohl dadurch
kleine gegenseitige Lageänderungen oder Justierfehler auftreten können, was bisher als unzulässig
erachtet worden war.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes ?;nd in der Zeichnung dargestellt und werden im
folgenden näher erläutert. Es zeigt.
Fig. 1 schematisch den Strahlengang in einem
Prisma, das als dreifach reflektierendes optisches Element für die erfindungsgemäße Einrichtung verwendbar
ist,
F i g. 2 den Strahlengang im gleichen Prisma wie F i g. 1 bei einem anderen Lichteintrittswinkel,
Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines dreifach
reflektierenden Prismas,
F i g. 4 schematisch die Anordnung von drei Spiegeln
zur Bildung eines dreifach reflektierenden optischen Elementes,
Fig. 5 ein vollständiges Ausführungsbeispiel der
ei findungsgemäßen Einrichtung und
F i g. 6 die gleiche Einrichtung bei einer Winkel- ;:bweichung von der ursprüglichcn Zielrichtung.
Zum besseren Verständnis der Erfindung werden zunächst die geometrischen Verhältnisse bei einem
dreifach reflektierenden optischen Element erläutert. Als Beispiel für ein solches ist in F i g 1 ein Prisma
11 dargestellt, dessen Querschnitt die Form eines gleichschenkcligen Dreiecks mit Winkeln 0 = 30°
zwischen der Basis und jedem Schenkel hat. Obwohl das Element 11 kein voller Glaskörper zu sein
braucht, wird es im folgenden stets als Prisma bezeichnet. Ein Lichtstrahl 12 tritt senkrecht durch die
Vorderseite 13, die durch die Basis des Querschnitt-Dreiecks geht, in das Prismall ein, wird im Prisma
nacheinander an der einen Rückseite 14, an der Vorderseile 13 und an der anderen Rückseite 16 reflektiert
und tritt dann als Lichtstrahl 17 parallel und entgegengesetzt gerichtet zum eintretenden Lichtstrahl
12 in einem Abstand d von diesem wieder durch die Vorderseite 13 des Prismas 11 aus. Dabei
wird das Licht an der Rückseite 14 unter einem Winkel 20 reflektiert. Wenn die Breite jeder Rückseite
14, 16 (Schenkcllänge des Dreiecks) .S" ist, legt der Lichtstrahl von der Rückseite 14 bis zu dem in
einem Abstand dll vom eintretenden Lichtstrahl 12
entfernten Auftreffpunkt auf der Vorderseite 13 eine Strecke SIl zurück daraus ergibt sich sin 2 0 = d/S.
Die vom Lichtstrahl im Prisma zurückgelegten Wegstrecken
sind (S/2 sin 0 + S/2 + S/2 + (S/2 sin 0 und daher beträgt der gesamte Weg L = S (1 -f
sin 0).
Die Reflexion des eintretenden Lichtstrahles 12 zum austretenden Lichtstrahl 17 im Prisma 11 kann
ersetzt gedacht werden durch eine Reflexion an einem ebenen Spiegel und eine seitliche Verschiebung
um den Abstand d. Die Ebene dieses gedachten Spiegels liegt in einem Abstand (5/2) (1 — sin 0)
hinter der Hinterkante des Prismas. Diese Formel läßt sich nach weiterer Betrachtung der geometrischen
Verhältnisse und Subtraktion des Abstandes zwischen der Hinterkante des Prismas und seiner
Vorderseite 13 von der Entfernung zwischen der Vorderseite 13 und der gedachten Spiegelebene 21
herleiten. Es wurde zunächst nur ein in Richtung der optischen Achse im Abstand dll vom Schwenkzentrum
P verlaufender Lichtstrahl betrachtet. Die angegebene Wirkung trifft jedoch auch für alle anderen
Lichtstrahlen zu. Dabei wurde der Einfluß der Lichtbrechung beim Durchtritt durch die Gioruflächc
zweier verschiedener Medien der besseren Übersichtlichkeit halber vernachlässigt. Die vorstehenden
Betrachtungen gelten aber exakt, wenn das dreifach reflektierende optische Element durch drei ebene
Spiegel gebildet wird. Es muß dann nur darauf geachtet werden, daß der der Vorderseite 13 entsprechende
Spiegel zur Vermeidung von Vignettierung kurzer ist als der Abstand d.
Bei der praktischen Anwendung des Prismas in der erfindungsgemäßen Einrichtung kennen Lichtstrahlen
auch unter von 90" abweichenden Winkeln durch
die Vorderseite 13 in das Prisma 11 eintreten. Dieser Fall ist in F i g. 2 veranschaulicht. Es sind wieder
wie in F i g. 1 die ursprünglichen Lichtstrahlenrichtungen 12 und 17 eingezeichnet, außerdem aber gestrichelt
ein schräg eintretender Lichtstrahl 12', der von der Rückseite 14 zur Vorderseile 13, dann zur
Rückseite 16 und dort abermals reflektiert wird, so daß er in der gestrichelt eingezeichneten Richtung
17' aus dem Prisma austritt. Wenn der eintretende Lichtstrahl 12' unter einem Winkel h gegen die Flächennormale
der Vorderseite 13 geneigt ist. weist der austretende Lichtstrahl 17' eine gleich große
Neigung nach der entgegengesetzten Seite auf, wie dies bei einem ebenen Spiegel der Fall wäre. Es ist
also der Reflexionswinkel gleich dem Einfallswinkel und in der Ebene des gedachten Spiegels 21 findet
eine seitliche Verschiebung um den Abstand d statt, wie dies auch bei senkrechtem Lichteinfall zu bemerken
war. Diese Eigenschaften gelten daher sowohl für senkrechten als auch für schrägen Lichteinl'all
und nach Maßgabe der zur Verfügung stehenden Ein- und Austrittsflächen auch für beliebige Eintrittsstellen
auf der Vorderseite 13 des Prismas 11. Für strahlenoptischc Überlegungen kann daher das
Prismall unter Berücksichtigung der auftretenden seitlichen Verschiebung tatsächlich als ebener Spicfiu
gel angesehen werden.
Diese Analogiebetrachtung ist unter anderem deshalb wichtig, weil sich daraus ergibt, daß bei Verwendung
eines solchen Elementes in der erfindungsgemäßen Einrichtung kleine seitliche Bewegungen des
Prismas die Wege der Lichtstrahlen außerhalb desselben nicht beeinflussen, so daß die Ablenkung der
reflektierten gegenüber den einfallenden Lichtstrahlen stets 2 ί) beträgt, wobei
<) der Winkel zwischen
dem einfallenden Lichtstrahl und der Flächennor- her darf 0 nicht zu groß sein. Andererseits darf 0
male auf der Vorderseite 13 des Prismas 11 ist. nicht so klein sein, daß der Lichtstrahl von der
Eine Änderung des Einfallwinkels erfolgt entwe- Rückseite 14 in die unmittelbare Nähe seiner Einder
bei Änderung des Lichteinfalles oder bei einer trittsstelle zurückgeworfen wird, weil dann der Ab-Vci
Schwenkung des Prismas. Eine Verschwenkung 5 stand d zu klein wird. Praktisch soll der Winkel 0
des Prismas kann nicht nur um das Schwenkzen- im Bereich zwischen 15 und 45° liegen. Wenn 45°
trum P (Fig. 1), sondern auch um andere Punkte oder größer ist, gelangt der Lichtstrahl nach seiner
oder Achsen erfolgen, da hierbei lediglich eine zu- ersten Reflexion nicht zur Vorderseite 13, und
sätzliche Verschiebung des gedachten Spiegels ein- wenn 0 kleiner ist als 15°, liegt der Auftreffpunkt des
tritt, was aber bei einem ebenen Spiegel ohne be- ίο reflektierten Strahles zu nahe bei der Eintrittsstelle
sondere Wirkung bleibt, abgesehen von der sich des Lichtstrahles 12. Zwischen einfallenden und ausändernden
Weglänge der Lichtstrahlen. tretenden Lichtstrahlen ist nämlich ein gewisser Min-
Mit einem beweglichen Prisma dieser Art lassen destabstand erwünscht, um gegenseitige Störungen
sich Einrichtungen zum Ausgleich der Einflüsse zu- zu vermeiden und eine sichere Weiterleitung des gefälliger
Bewegungen von optischen Geräten, und zwar '5 wünschten Lichtes zu ermöglichen,
sowohl von Kameras als auch von Beobachtungs- Neben diesen Bedingungen für den Winkel 0 ist es geräten, konstruieren. Bei Kameras soll das anvi- auch notwendig, daß die drei reflektierenden Flächen sierte Objekt unabhängig von kleinen unbcabsichtig- so ausgerichtet sind, daß eine Gerade auf irgendten Bewegungen des Kameragehäuses dauernd an der einer dieser Flächen parallel zu Geraden auf den selben Stelle der Filmebene abgebildet werden. Be- *° beiden anderen verläuft. In den F i g. 1 bis 3 stehen obachtungsgeräte, wie Teleskope und Ferngläser, er- die drei Flächen senkrecht zur Zeichnungsebene und fordern eine andere Art der Bildstabilisierung, der- die erwähnten Geraden verlaufen ebenfalls senkrecht art, daß der Betrachter trotz kleiner unwillkürlicher zur Zeichnungsebene. Ferner soll die Anordnung der Bewegungen des Gerätes keine Ablenkung der aus- drei Reflexionsflächen derart getroffen sein, daß in tretenden Lichtstrahlen bemerkt. Aus strahlenopti- 25 einer mittleren Stellung des Prismas, wenn dieses sehen Überlegungen ergibt sich, daß zur Erzielung nicht für einen Ausgleichvorgang ausgelenkt ist, der eines vollkommenen Ausgleichs die Stabilisierungs- austretende Lichtstrahl 17 etwa parallel zum einfalgröße mit einem Korrektionsfaktor (1 ± l/V) ver- lenden Lichtstrahl 12 verläuft. Die gegenseitige Lage sehen werden muß, wobei V die Vergrößerung des der drei Reflexionsflächen 13, 14, 16 muß unvergesamten optischen Gerätes ist. Für Geräte, die ein 30 änderlich sein, egal ob es sich um Prismenflächen aufrechtes Bild liefern, gilt (1 — l/V), für solche, oder um drei Spiegel handelt. Im letzteren Falle muß die ein umgekehrtes Bild liefern, gilt (1 + l/V). In außerdem die seitliche Ausdehnung der Spiegelfläche der weiteren Beschreibung ist ein vollkommener 13 begrenzt sein, zweckmäßig etwa gleich oder wenig Ausgleich vorausgesetzt; daher ist bei Beobachtungs- größer als die hintere Begrenzungsfläche des Prismas geräten, wie Ferngläsern, Teleskopen u.dgl., der 35 gemäß F i g. 3, damit genügend große Ein- und Ausvorstehend angegebene Korrektionsfaktor anzuwen- trittsflächen freigehalten und eine ausreichend große den. zweite Reflexionsfläche vorhanden sind.
sowohl von Kameras als auch von Beobachtungs- Neben diesen Bedingungen für den Winkel 0 ist es geräten, konstruieren. Bei Kameras soll das anvi- auch notwendig, daß die drei reflektierenden Flächen sierte Objekt unabhängig von kleinen unbcabsichtig- so ausgerichtet sind, daß eine Gerade auf irgendten Bewegungen des Kameragehäuses dauernd an der einer dieser Flächen parallel zu Geraden auf den selben Stelle der Filmebene abgebildet werden. Be- *° beiden anderen verläuft. In den F i g. 1 bis 3 stehen obachtungsgeräte, wie Teleskope und Ferngläser, er- die drei Flächen senkrecht zur Zeichnungsebene und fordern eine andere Art der Bildstabilisierung, der- die erwähnten Geraden verlaufen ebenfalls senkrecht art, daß der Betrachter trotz kleiner unwillkürlicher zur Zeichnungsebene. Ferner soll die Anordnung der Bewegungen des Gerätes keine Ablenkung der aus- drei Reflexionsflächen derart getroffen sein, daß in tretenden Lichtstrahlen bemerkt. Aus strahlenopti- 25 einer mittleren Stellung des Prismas, wenn dieses sehen Überlegungen ergibt sich, daß zur Erzielung nicht für einen Ausgleichvorgang ausgelenkt ist, der eines vollkommenen Ausgleichs die Stabilisierungs- austretende Lichtstrahl 17 etwa parallel zum einfalgröße mit einem Korrektionsfaktor (1 ± l/V) ver- lenden Lichtstrahl 12 verläuft. Die gegenseitige Lage sehen werden muß, wobei V die Vergrößerung des der drei Reflexionsflächen 13, 14, 16 muß unvergesamten optischen Gerätes ist. Für Geräte, die ein 30 änderlich sein, egal ob es sich um Prismenflächen aufrechtes Bild liefern, gilt (1 — l/V), für solche, oder um drei Spiegel handelt. Im letzteren Falle muß die ein umgekehrtes Bild liefern, gilt (1 + l/V). In außerdem die seitliche Ausdehnung der Spiegelfläche der weiteren Beschreibung ist ein vollkommener 13 begrenzt sein, zweckmäßig etwa gleich oder wenig Ausgleich vorausgesetzt; daher ist bei Beobachtungs- größer als die hintere Begrenzungsfläche des Prismas geräten, wie Ferngläsern, Teleskopen u.dgl., der 35 gemäß F i g. 3, damit genügend große Ein- und Ausvorstehend angegebene Korrektionsfaktor anzuwen- trittsflächen freigehalten und eine ausreichend große den. zweite Reflexionsfläche vorhanden sind.
Das Prisma gemäß Fig. 1 und 2 besitzt drei si«_h Die drei Reflexionsflächen können, wie Fig. 4
senkrecht zur Zeichnungsebene erstreckende Seiten- zeigt, durchaus auch in einer ganz anderen Konfiguflächen.
Diese müssen in bestimmten Lagen zuein- 40 ration als gemäß F i g. 1 bis 3 angeordnet sein, wobei
ander stehen, wobei es aber nicht notwendig ist. aber ebenfalls alle vorher erwähnten Bedingungen
daß sie sich bis zu den eingezeichneten Kanten er- erfüllt sind. Hierbei sind die Reflexionsflächen durch
strecken, wie das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3 drei Spiegel 22. 23, 24 gebildet und so angeordnet,
zeigt, wo der der Hinterkante benachbarte Teil des daß der austretende Lichtstrahl 26 parallel zum einPrismas
entfernt ist. Wenn auch hier wieder der 45 fallenden Lichtstrahl 20 verläuft. Alle drei Spiegel-Abstand
zwischen einfallendem und austretendem flächen enthalten je eine Gerade, die zueinander pa-Lichtstrahl
mit d. der Winkel zwischen Vorderseite rallel sind, indem alle Spiegelflächen senkrecht zur
und einer Rückseite des Prismas mit 0 und die tat- Zeichnungsebene stehen. Trotz der zu erfüllenden
sächliche Breite jeder Rückseite mit 5 bezeichnet Bedingungen besteht große Freizügigkeit in der
werden, erhält man etwas andere Formeln als vorher. 50 Anordnung der Spiegel. Sie können einzeln justierbar
Es wird angenommen, daß der einfallende Licht- sein, müssen aber bei Verwendung in der erfindungsstrahl
12 die Rückseite 14 des Prismas auf halbem gemäßen Vorrichtung zueinander starr und nur als
Wege zwischen dessen Vorderseite und dessen nun- Ganzes bewegbar sein. Die gesamte Anordnung von
mehriger hinterer BegTenzungsfläche, die in einem Reflexionsflächen ist mit einer Trägheitsstabilisie-Abstand
h voneinander liegen, trifft. 55 rungsvorrichtung verbunden und wird in Zielrich-
Dann ist h = S sin θ und d = S sin θ sin 2 θ/cos rung, die der Richtung des einfallenden Lichtes ent-
2 θ oder d = S sin θ tan 2 Θ. Die gesamte Weglänge spricht, ausgerichtet gehalten. Diese Anordnung isi
im Prisma beträgt L = (S sin 0) (1 + l/cos 2 Θ). Der um zwei zueinander senkrechte Achsen, die im we-
Abstand zwischen der Ebene des gedachten Spiegels sentlichen senkrecht zur ursprünglichen Zielrichtung
21 und der Vorderseite des Prismas beträgt (1/2) 60 stehen, einander aber nicht schneiden müssen, be-
(S sin 0) (1 + l/cos 2 Θ). wegbar.
Das dreifach reflektierende Prisma wurde durch In F i g. 5 ist ein vollständiges Ausführungsbeispie
eine Länge S und einen Winkel θ gekennzeichnet. der erfindungsgemäßen Einrichtung dargestellt
Dazu ist zu sagen, daß der Winkel θ gewissen Be- Diese Einrichtung ist unmittelbar für Kameras ver
schränkungen unterliegt. So muß der Winkel zwi- 65 wendbar. Bei Beobachtungsgeräten muß die bereit!
sehen dem einfallenden Lichtstrahl 12 und der Rück- vorher angegebene Korrektion berücksichtigt wer
seite 14 derart sein, daß der Lichtstrahl noch auf die den. Das erste, gerätefeste afokale System ist en
zweite Reflexionsfläche 13 zurückgeworfen wird; da- Galiieisches oder terrestrisches Fernrohr 31 mit zwei
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fächer Vergrößerung bestehend aus einem Objektiv rend im vorliegenden Fall die Winkeländerung des
33 und einem Okular 34, die im Gehäuse 32 ange- einfallenden Lichtes mit dem em aufrechtes Bild
ordnet sind. Die Brennpunkte von Objektiv und liefernden, zweifach vergrößernden Fernrohr 31 ver-Okular
liegen am Durchstoßpunkt der optischen doppelt wird. .,,.,.„· «,· ι iaVl
Achse dieses Hilfs-Fcrnrohres durch die Ebene 36. 5 Aus Fig. 6 ist ersichtlich, daß eine Winkelab-Aus
dem Fernrohr 31 tritt ein im wesentlichen pa- weichung des Gehäuses 32 von der ursprünglichen
ralles Lichtstrahlenbündel aus, das auf ein dreifach Zielrichtung um den Winkel 0 eine Winkelabweireflektierendes
optisches Element 37 wie bereits vor- chung der aus dem Fernrohr 31 auf das Prisma Al
her beschrieben auftrifft. Dieses Element 37 wirkt, auftreffenden Lichtstrahlen gegenüber dem Gehäuse
abgesehen von einer seitlichen Versetzung des Licht- io 32 um den Winkel 2 0 zur Folge hat. Da das Prisma
Strahles wie ein an der Stelle 38 vorgesehener ebener 37 infolge der Trägheitsstabilisierung in der ur-Spieeef
Das Element 37 ist um zwei zueinander sprünglichen Lage beharrt, betragt die WinkelaD-senkrechte
durch den Punkt 39 gehende Achsen weichung zwischen den Lichtstrahlen und dem Pnsschwenkbar
und statisch ausbalanciert. Hierzu dient ma 0. Das Prisma 37 hat die Wirkung eines ebenen
die Einrichtung 41 die außerdem als Hilfsmittel für 15 Spiegels und reflektiert daher die Lichtstrahlen unter
die Träeheitsstabilisierung einen Kreisel enthalten einem Winkel 0 in entgegengesetzter Richtung gekann
Falls ein solcher Kreisel vorhanden ist, kann neigt wie beim Eintritt. Das zweite Prisma 44 ist mit
dessen PräzesMon regelbar sein, so daß das Element dem Gehäuse 32 fest verbunden nnd somit ebcnfal s
37 bei Bewegungen des Gehäuses um große Winkel unter einem Winkel 0 gegen die ursprüngliche Zielmit
diesem mitbewegt wird. Dies ermöglicht z. B. die 20 richtung geneigt, so daß das Licht (bzw. die Achse
Durchführung beabsichtigter Schwenkbewegungen des Lichtbündels) senkrecht ein- und austritt. Aut
mit einer Filmaufnahmekamera, ohne daß die Wirk- diese Weise wird ein anvisiertes Objekt unabhängig
samkeit der Stabilisierung bei unbeabsichtigten Er- von kleinen Winkelabweichungen des Gehäuses 32
schütterungen der Kamera beeinträchtigt ist. Kreisel- stets an der selben Stelle der Film- oder Bildebene
konstruktion Regelung der Präzession und die Ein- 25 43 abgebildet. Bei Beobachtungsgeräten, wie Testellune
bestimmter Regelcharakteristiken sind be- leskopen oder Fernrohren, muß die Vergrößerung
kannt und werden daher hier nicht beschrieben. Es des Hilfs-Fernrohres 31 auf den Wert 2 (1 ± 1/V)
sei nur bemerkt, daß die Kreiselpräzession sehr ge- geändert werden, damit bei visueller Beobachtung
elbar ;st' des Bildes durch ein weiteres optisches System 46
Das im Element 37 dreimal reflektierte Licht tritt 30 (Fig. 5 und 6) eine vollkommene Stabilisierung crdann
aus diesem heraus und durchsetzt eine Linse zielt wird. i
42 die ein in bezug auf das Gehäuse 32 stabilisiertes Im Strahlengang können verschiedene optische
Bild auf die Ebene 43 projiziert, nachdem das Licht Elemente angeordnet werden und der Lichtausintt
noch ein dem Element 37 ähnliches Prisma 44 durch- kann an jede gewünschte Stelle des Gehäuses ■ erlaufen
hat Das Schwenkzentrum kann auch an einer 35 legt werden, so daß das Licht in bezug auf die -.inanderen
Stelle als beim Punkt 39 vorgesehen sein fallsrichtung vorwärts, rückwärts oder seitlich aus-
und die beiden Achsen müssen einander nicht schnei- tritt. Beim Gerät gemäß F i g. 5 und 6 dient da^ ;:uden
sondern können im Absland voneinander ange- sätzliche mehrfach reflektierende Element nur "'-im
ordnet sein Das Element 37 wirkt, wie bereits er- Umkehren der bereits stabilisierten Lichtstrahlen, so
läutert wie ein in der Ebene 38 angeordneter ebener 40 daß diese die gleiche Richtung wie die eintretenden
Spiegel· ein solcher aber verdoppelt den Ablenk- Lichtstrahlen haben. Diese Anordnung ist fur oie
winkel des einfallenden Lichtes. Es ist daher erfor- meisten Beobachtungsgeräte sehr zweckmäßig, su :st
derlich entweder die Ausgleichsbewegung des Spie- aber für Kameras nicht unbedingt notwendig. O-ne
eels zu halbieren oder die scheinbare Winkelände- Umkehrprisma od. dgl. wird ein umgekehrtes edel
rune des einfallenden Lichtes zu verdoppeln. Früher 45 projiziert. Deshalb wird normalerweise wenig-:ns
würfe vielfach die Spiegelbewegung halbiert, wäh- ein Spiegel vorgesehen.
Claims (1)
1. Einrichtung zum selbsttätigen Ausgleich Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ebenfalls
der Einflüsse zufälliger Bewegungen von opti- 5 der selbsttätige Ausgleich der Einflüsse zufälliger
sehen Geräten mit einem Gehäuse und einem Bewegungen von optischen Geräten, so daß ein andaran
oder darin angeordneten optischen System, visiertes Objekt auch bei kleinen Abweichungen der
mit einem dem Ziel zugewandten gerätefesten und Ausrichtung des Gerätes von der Zielrichtung stets
einem nachfolgenden pendelnd gelagerten afoka- an der selben Stelle in bezug auf das Gerät abgebillen
System, dadurch gekennzeichnet, io detwird.
daß das gerätefeste afokale System in an sich Die Erfindung besteht darin, daß das gerätefeste
bekannter Weise durch ein ein aufrechtes Bild afokale System in an sich bekannter Weise durch
lieferndes, angenähert zweifach vergrößerndes ein ein aufrechtes Bild lieferndes, angenähert zwei-Fernrohr
(31) gebildet ist, das einfallendes Licht fach vergrößerndes Fernrohr gebildet ist, das einempfängt
und in Form im wesentlichen paralleler 15 fallendes Licht empfängt und in Form im wesent-Strahlen
auf ein das pendelnd gelagerte System liehen paralleler Strahlen auf ein das pendelnd gebildendes
reflektierendes optisches Element (37) lagerte System bildendes reflektierendes optisches
richtet, welches das Licht gegenüber den durch Element richtet, welches das Licht gegenüber den
das Fernrohr (31) einfallenden Lichtstrahlen ver- durch das Fernrohr einfallenden Lichtstrahlen versetzt
zurückwirft, wobei ein weiteres gerätefestes 2° setzt zurückwirft, wobei ein weiteres gerätefestes
optisches System (42) zum Fokussieren des re- optisches System zum Fokussieren des reflektierten
flektierten Lichtes zu einem Bild innerhalb des Lichtes zu einem Bild innerhalb des Gehäuses vorGehäuses
(32) vorhanden ist, und daß eine Trag- handen ist, und daß eine Trägheitsstabilisierungsvo;-heitsstabilisierungsvorrichtung
(41) zum Festhal- richtung zum Festhalten des reflektierenden optiten
des reflektierenden optischen Elementes (37) 25 sehen Elementes in vorgegebener räumlicher Ausin
vorgegebener räumlicher Ausrichtung bei im richtung bei im Bereich des Öffnungswinkels des
Bereich des Öffnungswinkels des optischen Sy- optischen Systems liegenden Winkelabweichungen
stems liegenden Winkelabweichungen des Ge- des Gehäuses von der ursprünglichen Zielrichtung
häuses (32) von der ursprünglichen Zielrichtung vorgesehen ist, wobei das jeweils reflektierende
vorgesehen ist, wobei das jeweils reflektierende 30 optische Element innerhalb dieses Stabilisierungsbeoptische
Element innerhalb dieses Stabilisierungs- reiches wie ein ebener Spiegel wirkt,
bereiches wie ein ebener Spiegel wirkt. Bei einem mit der erfindungsgemäßen Einrichtung
ausgestatteten optischen Gerät tritt das einfallende Licht zuerst in das Galileische Hilfs-Fernrohr ein
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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