DE2948687C2

DE2948687C2 - Binokulare Betrachtungsanordnung

Info

Publication number: DE2948687C2
Application number: DE2948687A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Ing.(grad.) 2804 Lilienthal Dietz
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Dst Deutsche System-Technik 2800 Bremen De GmbH
Priority date: 1979-12-04
Filing date: 1979-12-04
Publication date: 1987-04-23
Also published as: FR2471615B1; JPS6349203B2; SE8008406L; DE2948687A1; GB2065325B; FR2471615A1; NL187412C; NL8006545A; NL187412B; JPS56102820A; US4398788A; SE451282B; GB2065325A

Description

Die Erfindung betrifft eine binokulare Betrachtungsanordnung nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Betrachtungsanordnung ist bekannt aus der DE-PS 7 49 352 und dient zur Betrachtung eines beleuchteten Kleinbild-Diapositives. Dabei ist vor dem Strahlenteiler eine Lupe angeordnet, die für beide Okulare wirkt. Für die beiden Augen ist hinter dem Strahlenteiler bzw. hinter der Umlenkeinrichtung je ein Fernrohr als Okular angeordnet, das umkehrend wirkt. Diese bekannte Anordnung wirkt bildumkehrend und ist relativ umfangreich und zwangsläufig lang aufgebaut und eignet sich nicht für bestimmte Zwecke, in denen ein möglichst kurzer Aufbau angestrebt wird, beispielsweise bei Bildverstärkerbrillen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Betrachtungsanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die einfach, klein und besonders kurz aufgebaut ist und die Betrachtung eines Bildes ohne Umkehrung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspuchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Durch die direkte Betrachtung des Bildes über das eine als Lupe wirkende Okular wird eine Umkehrung vermieden, und da zwischen dem einen Okular und dem zu betrachtenden Bild nur der Strahlenteiler liegt, wird ein sehr kurzer und gedrängter Aufbau erreicht. Kollimatorobjektiv und Fernrohrobjektiv können sehr einfach aufgebaut sein, so daß sich auch in der Breite eine sehr kleine Gesamtanordnung ergibt. Durch das Pentagonprisma entsteht das Zwischenbild in der gleichen Orientierung wie das zu betrachtende Bild.
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Dabei erweist sich bei der Ausführung gemäß Anspruch 2 die erfindungsgemäße Einstellung von Kollimatorobjektiv und Fernrohrobjektiv als günstig, denn dadurch ist der Strahlengang zwischen beiden praktisch parallel. Durch die gleichen Brennweiten bleibt die Parallelität der Blickrichtung für beiden Augen auch bei einem leichten Verkippen der baulichen Einheit gegenüber den übrigen Teilen erhalten.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Das Objektiv 1 bildet eine zu betrachtende Szene umgekehrt auf der Kathode 10 einer Bildverstärkerröhre 2 ab. Ein Bildumkehr- Twister 3 in der Bildverstärkerröhre 2 gibt in der Bildebene 11 das lichtverstärkte Bild aufrecht wieder. Dieses Bild in der Bildebene 11 wird mit der rechten Lupe 5&min; direkt, d. h. nur über den Strahlenteiler 4, betrachtet. Dieser Strahlenteiler 4 läßt etwa 50% des von der Bildebene 11 ausgesandten Lichtes gerade hindurchtreten und wirkt für den wesentlichen Rest des nicht gerade durchgelassenen Lichtes als ein Spiegel, der unter einem Winkel von 45° zur Achse der Bildverstärkerröhre und der damit weitgehend zusammenfallenden Achse des Okulars 5&min; steht. Dieses reflektierte Licht wird also in eine Richtung senkrecht zu dieser Achse zur seitlichen Austrittsfläche des Strahlenteilers 4 abgelenkt.
Die dort austretenden Lichtstrahlen werden von einem Kollimatorobjektiv 9 aufgenommen, das mit der Bildverstärkerröhre 2 mit Twister 3, dem Strahlenteiler 4 und dem Okular 5&min; eine Baueinheit bildet.
Wenn das Kollimatorobjektiv 9 so eingestellt ist, daß dessen Brennebene mit der Bildebene 11 zusammenfällt, tritt das Licht aus dem Kollimatorobjektiv 9 praktisch parallel aus.
Dieses parallel austretende Licht fällt auf ein Fernrohrobjektiv 8, das zweckmäßig die gleiche Brennweite hat wie das Kollimatorobjektiv 9, um einen Abbildungsmaßstab 1 : 1 zu erreichen. Diese beiden Objektive können auch völlig gleich aufgebaut sein.
Das das Fernrohrobjektiv 8 verlassende Licht tritt in ein Pentagonprisma mit Dachkante, ein sogenanntes Goulier- Prisma, ein und wird um 90° abgelenkt, und durch die doppelte Reflektion an den Dachkanten wird das Bild gleichzeitig umgedreht. Dabei kann die Zwischenbildebene 7 in dem Prisma 6 liegen.
Das aus dem Prisma 6 austretende Licht fällt auf das Okular 5, das auf die Zwischenbildebene 7 eingestellt ist und im übrigen mit dem Okular 5&min; übereinstimmt. Die Zwischenbildebene 7 muß daher in der gleichen Ebene liegen wie die Bildebene 11, abgesehen von kleinen Verkantungen, die entstehen können, wenn Fernrohrobjektiv 8, Prisma 6 und Okular 5 eine Baueinheit bilden, die gegenüber der erstgenannten Baueinheit verschiebbar angeordnet ist. Da das Licht zwischen dem Kollimatorobjektiv 9 und dem Fernrohrobjektiv 8 praktisch parallel verläuft, verschiebt sich bei einer Verschiebung der beiden Teile gegeneinander zur Einstellung der beiden Okulare 5 und 5&min; auf den Pupillenabstand des Betrachters die Zwischenbildebene 7 nicht. Da ferner Kollimatorobjektiv 9 und Fernrohrobjektiv 8 die gleiche Brennweite haben, entsteht in der Zwischenbildebene 7 das gleiche Bild in gleicher Größe wie in der Bildebene 11. Dadurch ist der Bildeindruck durch beide Okulare 5 und 5&min; stets gleich, unabhängig von einer Verschiebung der beiden Baueinheiten gegeneinander. Auf diese Weise entsteht ein Nachtsicht-Fernglas, bei dem die von der Bildverstärkerröhre lichtverstärkte Szene von beiden Augen gesehen wird, jedoch die sehr teure Bildverstärkerröhre nur einmal vorhanden sein muß, da der stereoskopische Eindruck bei Verwendung von zwei Bildverstärkerröhren vernachlässigbar gering wäre.
Um einen möglichst kleinen, flachen und leichten Aufbau zu erhalten, wurde für die Prismen-Bildumkehr ein Goulier- Prisma gewählt. Dadurch ist der Einbau einer Feldlinse in die Zwischenbildebene 7 nicht möglich. Bei kleinen Durchmessern des Okulars 5 kann man links nicht den vollen Zwischenbild- Durchmesser übersehen, sondern nur einen zentralen Ausschnitt. Fusioniert der Betrachter den linken, zentralen Ausschnitt mit dem rechten Gesamtbild, so ergibt sich nach der Schrödinger-Gleichung für die binokulare Helligkeitsmischung ein gleichmäßiger Gesamtbildeindruck B _G. &udf53;vu10&udf54;&udf53;vz3&udf54; &udf53;vu10&udf54;B _H = Leuchtdichte der hellen Bildzonen
B _D = Leuchtdichte der entsprechenden dunklen Bildzonen.
Dieser Effekt verringert auch die Vignettierung bei größeren Pupillenabstands-Einstellungen, wenn der Abstand zwischen Kollimatorobjektiv und Fernrohrobjektiv vergrößert wird und das Fernrohrobjektiv hierfür nicht überhöht werden soll.

Claims

1. Binokulare Betrachtungsanordnung zur gleichzeitigen Betrachtung eines Bildes mit beiden Augen, mit je einem Okular für jedes Auge sowie mit einem Strahlenteiler und mit einer optischen Strahlumlenkeinrichtung, wobei die optische Achse des einen Okulars über den Strahlenteiler durch das Bild verläuft und das andere Okular den Strahlengang vom Bild über die Strahlenumlenkeinrichtung und den Strahlenteiler erhält, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betrachtung eines in einer Bildebene (11) aufrechtstehenden gegenständlichen Bildes beide Okulare (5, 5&min;) als nicht umkehrende Lupen ausgebildet sind,
von denen die eine Lupe (5&min;) über den Strahlenteiler (4) direkt auf die Bildebene (11) und
die andere Lupe (5) auf ein reelles Zwischenbild gerichtet ist, das in einer Zwischenebene (7) in der gleichen Lage wie die Bildebene (11)
mittels einer dem Strahlenteiler (4) nachgeordneten Abbildungsoptik erzeugt ist, die ein Kollimatorobjektiv (9), dessen eingangsseitige Brennebene über den Strahlenteiler (4) im wesentlichen mit der Bildebene (11) zusammenfällt, ein dem Kollimatorobjektiv nachgeordnetes Fernrohrobjektiv (8) mit im wesentlichen gleicher Brennweite, dessen Brennebene die Zwischenbildebene (7) darstellt, und ein bildumkehrendes Pentagonprisma (6) mit Dachkante als Strahlenumlenkeinrichtung enthält.

2. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fernrohrobjektiv (8), das Pentagonprisma (6) und das andere Okular (5) eine bauliche Einheit bilden, die zum Einstellen des Abstands der Okulare (5, 5&min;) auf den Pupillenabstand des Betrachters gegenüber dem Kollimatorobjektiv (9) verschiebbar ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das zu betrachtende Bild am Ausgang einer Bildverstärkerröhre (2) mit einem aus einem Glasfaserbündel bestehenden Twister (3) zum Ausgleich der Bildumkehr, die ein der Bildverstärkerröhre (2) vorgeordnetes Objektiv (1) hervorruft, erzeugt wird.