DE263164C

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Publication number: DE263164C
Application number: DENDAT263164D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 263164 KLASSE 42 h. GRUPPE

Firma CARL ZEISS in JENA.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. Juni 1912 ab.

Die vorliegende Erfindung bezweckt die Beseitigung einer Störung bei der Benutzung brechender Prismen, die dazu bestimmt sind, ein parallelstrahliges Büschelsystem abzulenken und einem Linsensystem zuzuführen. Wie bekannt, wird ein Strahlenbüschel, das ein Prisma durchsetzt hat, an dessen Austrittsfläche in zwei Teilbüschel zerlegt, von denen das eine aus dem Prisma unmittelbar

ίο austritt, während das andere nach der Eintrittsfläche gespiegelt wird. Ein Teil von diesem letzteren Teilbüschel wird wieder nach der Aüstrittsfläche gespiegelt und tritt dann (wenn auch nicht vollständig) aus dem Prisma aus. Wird daher ein brechendes Prisma zu dem oben genannten Zweck verwendet, z. B. zu Meßzwecken vor eine der beiden Objektivlinsen eines Entfernungsmessers und um die Achse dieser Linse drehbar geschaltet, sei es einzeln oder hinter einem zweiten, in entgegengesetzter Richtung drehbaren Prisma, so entwirft das hinter dem Prisma liegende Linsensystem außer dem Bilde, das den unmittelbar aus dem»Prisma austretenden Strahlen entstammt, in derselben Bildebene noch ein zweites, störendes Bild, das zu den nach zweimaliger Spiegelung austretenden Strahlen

gehört. .

Zur Beseitigung dieser Störung wird nach der Erfindung ein brechendes Prisma, das dazu bestimmt ist, ein parallelstrahliges Büschelsystem abzulenken und einem Linsensystem zuzuführen, aus zwei miteinander verkitteten Gliedern zusammengesetzt, in deren jedem der Brechungsexponent und der brechende Winkel von solcher Größe sind, daß für eine ausgewählte Richtung der in das Prisma eintretenden Strählen die nach Spiegelung an seiner Austrittsfläche und an seiner Eintrittsfiäche austretenden Strahlen den unmittelbar austretenden Strahlen parallel sind. Dann fallen nämlich die beiden Bilder, die ein Linsensystem aus einem in der ausgewählten Richtung auf das Prisma fallenden parallelstrahligen Büschelsystem erzeugt, in eins zusammen.

Bei der Berechnung eines derartigen Prismas kann man folgendermaßen vorgehen: Wählt man als Richtung der in das Prisma eintretenden Strahlen die senkrechte Richtung aus, so ist ersichtlich; daß dann, um dem Erfindungsgedanken zu genügen, auch die Austrittsfläche senkrecht durchsetzt werden muß. Es werden dann nämlich die nicht unmittelbar austretenden Strahlen sowohl bei der ersten wie bei der zweiten Spiegelung in sich selbst zurückgeworfen und verlassen das Prisma je an derselben Stelle wie die unmittelbar austretenden Strahlen. Bedeutet dann α¹ den absoluten Wert des brechenden Winkels des vorderen Gliedes, α² den des hinteren Gliedes und ε den absoluten Wert der durch das Prisma bewirkten Ablenkung, so ist in diesem besonderen Falle

da ja nur an einer einzigen Fläche,' nämlich der Kittfläche, eine Ablenkung stattfindet.

Bedeutet η¹ den Brechungsexponenten des vorderen Gliedes, w² den des hinteren Gliedes, so besteht die Beziehung

tg

η² — η
n²^nⁱ

α¹ -f α²

sich aus

Nach einigen Umformungen ergibt sich
diesen beiden Gleichungen die Beziehung

_ n² -f η¹ ε

Ist die durch das Prisma zu bewirkende Ablenkung also gegeben und hat man über die zu verwendenden Glasarten verfügt, so läßt sich α¹ aus der letzten Gleichung ermitteln. o² folgt dann aus der Beziehung

M¹ sin αϊ = n² sin a².

Wie eine weitere Untersuchung lehrt, genügt ein Prisma, das für eine geringe Gesamtablenkung bestimmt und für senkrechtes Eintreten berechnet ist, auch für erhebliche Abweichungen des eintretenden Strahls von der Lotlinie für die praktische Verwendung noch hinreichend genau der Erfindung. Ist daher z. B. ein vor einen Entfernungsmesser zum früher erwähnten Zweck geschaltetes Prisma der Erfindung entsprechend ausgebildet, so ist das Instrument auch bei einer beträchtlichen Größe des objektseitigen Gesichtsfeldes über die ganze Erstreckung des Bildfeldes von Doppelbildern frei.

Unter Benutzung der oben erwähnten Beziehung

n^L sin a^x = n* sin o/

ergibt sich, daß die beiden verwendeten Glasarten die Bedingung erfüllen müssen

np — nc np — n'c

n_c n_c

falls das Prisma achromatisch sein soll.

0 3439 mit
ο 1615 mit

Es ist dann

np — nc

— 1,4884,

n'c

n_c

= 1,52558, = 1,60483,

1,4887,

ergäbe sich dann

α¹ = —1° ο'45"
a² = o°57'45".

Für dieses Prisma sind in den folgenden beiden Tafeln die Ablenkungen zusammenge-WiIl man bei der Auswahl der Glasarten von dieser Bedingung unabhängig sein, so kann man, um die Farbenfehler zu beseitigen, zwei Prismen gemäß der vorliegenden Erfindung, von denen also jedes aus zwei verkitteten Komponenten besteht, und die ferner von verschiedener Größe der Ablenkung aber von derselben Farbenzerstreuung sind, so hintereinander anordnen, daß sie von demselben Strahlenbüschelsystem nacheinander je iri der ausgewählten Richtung getroffen werden können, wobei die beiden Teilablenkungen, die das Büschelsystem erleidet, entgegengesetzten Sinn haben. Es wird dann die durch das vordere Prisma bewirkte Farbenzerstreuung durch das hintere aufgehoben, während eine ,Gesamtablenkung verbleibt, die gleich dem Unterschied der beiden Teilablenkungen ist. Bestehen dabei die beiden inneren Glieder· aus derselben Glasart und sind ihre Nachbarflächen einander parallel, so können sie in ein Stück verschmolzen werden, so daß dann ein solches achromatisches Prismensystem nur aus drei miteinander verkitteten Gliedern besteht.

Die folgende Zusammenstellung enthält zunächst für zwei Prismen die Angaben über die Größe der gewählten Ablenkung, die Glasarten und die hieraus sich als notwendig ergebenden brechenden Winkel. Bei beiden Prismen sind dabei die Farbenfehler nicht beseitigt.

Sollte z. B. das zweite dieser beiden Prismen achromatisch sein, so könnten statt der oben verwendeten Glasarten beispielsweise die folgenden, der Liste von Schott & Gen. entnommenen verwendet werden:

ε =	2	3
no =	i,5i62	1,5162
»ü =	1,6202	1,6202
α¹ =	— 3i' 10".	— 46'44"
α² =	29' 10"	43'44"

nh = 1,5286, np = 1,53583
nh = 1,6080, np = 1,61561.

die oben für Erzielung von Achromasie aufgestellte Bedingung wäre also hinreichend genau erfüllt. Unter Zugrundelegung der Werte

nh = 1,5286 und n_D = 1,6080

stellt, die sich für senkrechten Einfall (ΐ¹ = o) und für 10° Abweichung nach jeder Seite (i¹ = —io° und i¹ = + 10 °) ergeben. Mit ε' ist dabei die Ablenkung bezeichnet, die dem zweimal gespiegelten ^Strahl zu Teil wird, mit ε die des unmittelbar hindurchtretenden. Die erste Tafel enthält die Werte, die für Licht von der Wellenlänge der Linie C gelten, die zweite Tafel die für Licht von der Wellenlänge der Linie F.

I.

i¹	ο	-10°	3'	0°	4- ΐο°
ε	= 3'	10,25"	3'	ο,ο8"	3' ιι,25
ε'	=	3,0"		0,O₃"	3' 4.03
ε'	7,25"	O₁O₅"	7-22

Claims

i1= 3-10°II.0° .+ 10°ε= 3ΐο,ο"3ο,ο8"3' 11,25"ε'ε —ε'3,ο" 7.0"30,03" 0,05"3' 4.20" 7.05". Es stimmen also nicht nur die Ablenkungen, die sich bei senkrechtem Eintritt sowohl für den unmittelbar hindurchgehenden als ίο tMch für den zweimal gespiegelten Strahl ergeben, in beiden Fällen fast völlig mit der einem Strahl von der Wellenlänge der Linie D erteilten Ablenkung von 3' überein, sondern auch der Unterschied zwischen der Ablenkung des unmittelbar hindurchgehenden und des zweimal gespiegelten Strahls ist bei beiden untersuchten Farben selbst bei 10° Abweichung vom senkrechten Eintritt für die praktische Verwendung völlig unwesentlich. Es sei noch erwähnt, daß bei dem vorliegenden Beispiel für senkrechten Eintritt sogar das sekundäre Spektrum fast völlig beseitigt ist. Wollte man statt für senkrechten Eintritt für eine gewisse Neigung des eintretenden Strahls die günstigsten Verhältnisse herbeiführen, so ließe sich dies leicht durch geringe Änderungen in den brechenden Winkeln bewirken. Durch die Zeichnung ist das erste der oben aufgeführten Zahlenbeispiele veranschaulicht. Die ausgewählte Richtung der eintretenden Strahlen, bei der das Prisma der Erfindung genügt, ist also die senkrechte Richtung, es wird durch das Prisma eine Ablenkung bewirkt, die verwendeten Glasarten sind durch nh = 1,5162 und n\) = 1,6202 gekennzeichnet und die brechenden Winkel der beiden Glieder sind a1 = — 3i' 10" und α2 = 2o/ io". Paten τ-A N Sprüche:

1. Brechendes Prisma, das dazu bestimmt ist, ein parallelstrahliges Büschelsystem abzulenken und einem Linsensystem zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, daß es aus zwei miteinander verkitteten Gliedern besteht, in deren jedem der Brechungsexponent und der brechende Winkel von solcher Größe sind, daß für eine ausgewählte Richtung der in das Prisma eintretenden Strahlen die nach Spiegelung an seiner Austrittsfläche und an seiner Eintrittsfläche austretenden Strahlen den unmittelbar austretenden Strahlen parallel sind.

2. Prismensystem aus zwei brechenden Prismen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Prismen von verschiedener Größe der Ablenkung, aber von derselben Farbenzerstreuung sind und so hintereinander angeordnet sind, daß sie von demselben Strahlenbüschelsystem nacheinander je in der ausgewählten Richtung getroffen werden können und dabei die beiden Teilablenkungen, die das Büschelsystem erleidet, entgegengesetzten Sinn haben.

3. Prismensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden inneren Glieder aus derselben Glasart bestehen und parallele Nachbarflächen haben, so daß sie in ein Stück verschmolzen werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.