DE1622791C2 - Strahlengangteiler - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Strahlengangteiler für optische Instrumente, bestehend aus zwei transparenten, mit ihren Schrägfiächen aneinanderliegenden Prismen, welche zu einer planparallelen Platte zusammengesetzt sind, wobei die Schrägflächen dieser Prismen gewisse Reflexionseigenschaften aufweisen.

In optischen Instrumenten werden vielfach mit reflektierenden Flächen versehene Strahlengangteiler eingebaut, mit welchen entweder ein Strahlenbündel in zwei Tcilstrahlen aufgeteilt werden kann oder zwei Strahlengänge zu einem einzigen Strahlenbündel vereinigt werden können. Derartige Strahlengangteiler bestehen im allgemeinen aus zwei mit ihren Schrägflächen zu einer planparallelen Platte zusammengesetzten Prismen, bei welchen der abgetrennte Lichtstrahl seitlich herausgeleitet wird (s. USA.-Patentschrift 2 422 376 und deutsche Auslegeschrift 1 045 795).

Die bisher bekannten, aus Prismen aufgebauten Strahlengangteiler hatten jedoch alle den Nachteil, daß sie im zusamengesetzten Zustand wenigstens drei optisch wirksame Flächen aufweisen, so daß der Bearbeitungsaufwand relativ hoch ist.

Demzufolge ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Strahlengangteiler der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher nur zwei bearbeitete Flächen aufweist.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Prismen flache Keile sind, deren Neigungswinkel so gewählt ist, daß bei einem senkrecht zur planparallelen Platte verlaufenden Hauptstrahlengang der abgetrennte Strahlengang durch dieselbe Fläche der planparallelcn Platte austritt, durch die der Hauptstrahlengang eingetreten ist.

Auf Grund der Tatsache, daß gemäß der vorliegenden Erfindung der abgetrennte Strahlengang durch dieselbe Fläche der planparallelen Platte austritt, durch die der Hauptstrahlengang eingetreten ist, weist der erfindungsgemäße Strahlengangteiler nur zwei optisch bearbeitete Flächen auf. Auf Grund dieser Bauweise ergibt sich die Möglichkeit, daß ein Rundschleifen der planparallelen Platte durchgeführt werden kann, was wiederum ein Einkitten bzw. Einzementieren in gewöhnlichen Linsenfassungen ermöglicht.

, Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strahlengangteilers ergibt sich dadurch, daß der Neigungswinkel der beiden Keile so flach gewählt ist, daß ihre Schrägflächen in ihrer ganzen Ausdehnung im Tiefenschärfenbereich des optischen Gerätes liegen und daß zwischen den beiden flachen Keilen eine reflektierende Strichkreuz-Zielmarke angeordnet ist.

Bei geeigneter Wahl der verwendeten Glassorten ergibt sich ein relativ kleiner Neigungswinkel der Prismen von ungefähr 9°, was bei einem Einschleusungswinkcl des Nebenstrahlenganges von etwa 30° einer scheinbaren Schrägstellung der Strahlenteilerfläche von nur 6° entspricht. Da diese Schrägstellung relativ klein ist, sind die auftretenden Abweichungen der Schrägflächc des Strahlengangteilers von einer exakt definierten Brennpunktebene relativ gering. Durch geeignete Auslegung kann somit erreicht werden, daß eine auf den Schrägflächen der beiden Prismen angebrachte reflektierende Strichkreuz-Zielmarke vollständig im Tiefenschärfenbereich des optischen Geräts liegt, so daß trotz Schrägstellung eine scharfe Abbildung der Strichkreuz-Zielmarke gewährleistet ist.

Im Gegensatz zu den Strichmarkierungen, bei welchen durch seitliches Anleuchten im Bereich der Strichmarkierungen sekundäre Lichtquellen erzeugt werden, die praktisch in alle Richtungen strahlen, erfolgt im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine gerichtete Reflexion an der reflektierenden Strichkrcuz-Zielmarke des Strahlengangteilers. Demzufolge kann ein derartiger Strahlengangteiler beispielsweise als Zielmarkenträger in einem Zielfernrohr verwendet werden, bei welchem sich die Zielmarke trotz Tageslichtbeleuchtung des Zieles gut von dem an sich hellen Hintergrund abhebt.

Die Erfindung soll nunmehr an Hand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert werden, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen ist. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische seitliche Ansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strahlengangteilers,

F i g. 2 eine schematische seitliche Ansicht des erfindungsgemäßen Strahlengangteilers bei Verwendung in einem Zielfernrohr,

F i g. 3 eine schematische seitliche Ansicht des erfindungsgemäßen Strahlengangteilers bei Verwendung in einem Autokollimator und

F i g. 4 eine schematische seitliche Ansicht von zwei erfindungsgemäßen Strahlengangteilern bei Verwendung in einem Reflex-Zielgerät.

Der in Fig. 1 gezeigte Strahlengangteiler besteht aus zwei übereinstimmenden Keilen 1 und 2, welche derart zusammengesetzt sind, daß sie eine planparallelc Platte bilden, die im allgemeinen zu einer runden Scheibe geschliffen ist. Die aneinanderliegenden Schrägflächen 5 der beiden Keile 1 und 2 sind dabei

teilweise reflektierend ausgebildet. Die planparallele Platte ist innerhalb eines optischen Gerätes derart angebracht, daß ihre Außenflächen senkrecht zur optischen Achse des optischen Gerätes zu liegen gelangen, so daß der Hauptstrahlengang 3 das optische Gerät unabgelenkt durchsetzt.

Bei einem derartigen Strahlengangteiler kann durch geeignete Auswahl der verwendeten Glassorte erreicht werden, daß bei einer Neigung der Schrägflächen 5 relativ zur Normalen des Hauptstrahlenganges 3 von nur 9° — was einem scheinbaren Abschrägungswinkel von nur 6° entspricht — eine Ablenkung des Nebenstrahlenganges 4 von 30° auftritt. Diese relativ geringe Neigung der Schrägflächen 5 ermöglicht es, daß dieselben mit einer reflektierenden Zielmarke versehen werden können.

Es bestehen verschiedene Möglichkeiten bezüglich der Konstruktion des erfindungsgemäßen Sfrahlengangteilers. Die Schrägflächen 5 können entweder in ihrer Gesamtheit mit einer metallischen, teilreflektierenden Schicht überzogen werden. Es können jedoch' auch nur Teilstücke dieser Schrägflächen 5 beispielsweise in Form einer Zielmarke bzw. eines Strichkreuzcs mit einer reflektierenden Schicht versehen sein. Die beiden Keile 1 und 2 können schließlich auch durch Abstandshalter auseinandergehalten werden, wobei sich an den Schrägflächen S im Bereich des Luftspaltes eine Teilreflexion ergibt.

Die Fig.2 zeigt schematisch die Optik eines Zielfernrohres, welches im wesentlichen aus einem Objektiv 6, einer Reversionsoptik 8 und einem Okular 9 besteht. In dem Hauptstrahlcngang ist ein Strahlengangteiler 7 gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt, mit welchem das Bild einer reflektierenden Zielmarke 11 — beispielsweise in Form eines Strichkreuzes — in den Hauptstrahlengang eingeschleust wird. Die zwischen den beiden Keilen des Strahlengangteilers 7 vorgesehene Zielmarke 11 wird durch ein Linsensystem 10 von einer Lichtquelle 10' beleuchtet, so daß die Zielmarke 11 als eine scharf leuchtende Markierung sichtbar wird. Das Ziel wird dabei praktisch ohne Lichtverlust sichtbar gemacht. Bei nicht eingeschalteter Beleuchtung ist die Zielmarke 11 in üblicher Weise als schwarzes Gebilde sichtbar. Die F i g. 3 stellt schematisch einen Autokollimator dar, in dessen Hauptstrahlengang ein mit einer reflektierenden Zielmarke 11 versehener Strahlengangteiler 7 eingesetzt ist. Die dem Beobachter abgewandte Seite der Zielmarke 11 wird durch ein Linsensystem 12 von einer Lichtquelle 12' beleuchtet. Die Abbildung der Zielmarke 11 wird dadurch über ein Objektiv 13 auf einen Spiegel 14 projiziert. Die Bewegungen bzw. Winkelstellungen des Spiegels 14 werden in einem Okular 15 als Verschiebungen der beleuchteten Zielmarke 11 relativ zur Abbildung der dem Beobachter zugewandten, nicht beleuchteten Seite der Zielmarke 11 dargestellt.

Bei Keilen mit reflektierenden Flächen ergeben sich notgedrungenermaßen gewisse Abbildungsfehler, welche jedoch kompensiert bzw. korrigiert werden können. Zu diesem Zweck kann ein zusätzlicher Strahlenteiler vorgesehen sein. Eine derartige An-Ordnung ist in Fig. 4 dargestellt, welche schematisch ein Reflex-Zielfernrohr zeigt. Von einer Lichtquelle 16 ausgesandtes Licht wird durch einen mit einer Zielmarke 20 versehenen erfindungsgemäßen Strahlengangteiler 17 auf einen sphärischen Spiegel 18 geworfen, von wo aus das Licht auf die reflektierende Seite der Zielmarke 20 des Strahlengangteilers 17 zurückreflektiert wird. Das Bild der beleuchteten Zielmarke 20 wird von einem zweiten Strahlengangteiler 19 teilweise reflektiert und mit dem Bild des unmittelbar durch diesen Strahlengangteiler 19 hindurch beobachteten Zieles überlagert. Die Schrägfläche 21 des Strahlengangteilers 19 ist dabei mit einer teilweise reflektierenden Metallschicht überzogen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Strahlengangteiler für optische Instrumente, bestehend aus zwei transparenten, mit ihren Schrägfiächen aneinandcrliegcnden Prismen, welche zu einer planparallelen Platte zusammengesetzt sind, wobei die Schrägfiächen dieser Prismen gewisse Rcflexionseigcnschaften aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Prismen flache Keile (1, 2) sind, deren Neigungswinkel so gewählt ist, daß bei einem senkrecht zur planparallelen Platte verlaufenden Hauptstrahlengang (3) der abgetrennte Strahlengang (4) durch dieselbe Fläche der planparallelen Platte austritt, durch die der Hauptstrahlengang (3) eingetreten ist.

2. Strahlengangteiler nach Anspruch 1 zur Verwendung als Zielmarkenträger in einem Zielfernrohr oder ähnlichen optischen Gerät, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel der beiden Keile (1, 2) so llach gewählt ist, daß ihre Schrägllächen (5) in ihrer ganzen Ausdehnung im Tiefenschärfenbereich des optischen Gerätes liegen und daß zwischen den beiden flachen Keilen (1, 2) eine reflektierende Strichkreuz-Zielmarke (11,20) angeordnet ist.