DE1297351B - Zur Abbildung eines Objektes im Unendlichen dienendes Geraet - Google Patents

Zur Abbildung eines Objektes im Unendlichen dienendes Geraet

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DE1297351B
DE1297351B DEF53652A DEF0053652A DE1297351B DE 1297351 B DE1297351 B DE 1297351B DE F53652 A DEF53652 A DE F53652A DE F0053652 A DEF0053652 A DE F0053652A DE 1297351 B DE1297351 B DE 1297351B
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Germany
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mirror
plane
quarter
polarizer
wave plate
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DEF53652A
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La Russa Joseph
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Farrand Optical Co Inc
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Farrand Optical Co Inc
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Publication date
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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Abbildung eines Objektes oder mehrerer optisch überlagerter Objekte vorzugsweise im oder beinahe im Unendlichen, wobei das Gerät eine große Austrittspupille und einen weiten Gesichtsfeldwinkel und darüber hinaus einen gedrängten Aufbau und ein geringes Gewicht aufweist.
  • Es ist insbesondere beim Bau von Simulatoren für die Pilotenausbildung schon bekannt, zur Erzeugung eines im Unendlichen gelegenen Bildes eines nahen Gegenstandes einen kokaven Spiegel zu verwenden (USA.-Patentschrift 2 482115). Ein solches Gerät benötigt jedoch einen teildurchlässigen ebenen Spiegel, der schräg zur Achse des gekrümmten Spiegels vor dessen konkaver Seite angeordnet ist.
  • Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Gerät der vorgenannten Art so zu bauen, daß der Beobachter das Auge dem Könkavspiegel beliebig weit nähern kann.
  • Gemäß der Erfifindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Gerät folgende Merkmale aufweist: einen ersten Planpolarisator, einen zu diesem Polarisator hin konvexen teildurchlässigen gekrümmten Spiegel, eine erste Viertelwellenlängenplatte auf der konkaven Seite des gekrümmten Spiegels, einen teildurchlässigen Planspiegel auf der von dem gekrümmten Spiegel abgelegenen Seite der ersten Viertelwellenlängenplatte, eine zweite Viertelwellenlängenplatte auf der von der ersten Viertelwellenlängenplatte abgelegenen Seite des teildurchlässigen Planspiegels und einen zweiten Planpolarisator auf der von dem teildurchlässigen Planspiegel abgelegenen Seite der zweiten Viertelwellenlängenplatte.
  • Vorteilhafterweise ist das Gerät so aufgebaut, daß die Viertelwellenlängenplatten, der teildurchlässige Planspiegel und der Planpolarisator aus flachen, zu einem Paket zusammengebauten Scheiben gebildet sind und der gekrümmte Spiegel ein sphärischer Spiegel ist.
  • Um den Beobachter gegen vom Objekt ausgehende, nicht am Konkavspiegel reflektiertes Licht abzuschirmen, sind die Polarisationselemente vorteilhafterweise so angeordnet, daß die schnelle und langsame Achse der ersten Viertelwellenlängenplatte unter im wesentlichen 45° zur Polarisationsebene des ersten Polarisators liegen, und daß die schnelle und langsame Achse der zweiten Viertelwellenlängenplatte zu den entsprechenden Achsen der ersten Viertelwellenlängenplatte unter Winkeln ausgerichtet sind, die gleich einem ersten, im wesentlichen ganzen Vielfachen von 90° sind, wobei die Polarisationsebene des zweiten Planpolarisators zur Polarisationsebene des ersten Planpolarisators unter einem einem zweiten, im wesentlichen ganzen Vielfachen von 90° gleichen Winkel ausgerichtet ist, wobei das eine Vielfache gerade, und das andere ungerade ist.
  • In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung in schematischer Weise dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine schaubildliche Explosivdarstellung der Einzelteile des Gerätes, F i g. 2 eine Seitenansicht des zusammengebauten Gerätes nach F i g. 1, F i g. 3 ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes, bei dem das abzubildende Objekt ein diffuser Strahler ist, F i g. 4 die Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispieles des Erfindungsgegenstandes, bei dem das abzubildende Objekt aus überlagerten Bildern besteht, F i g. 5 die Darstellung eines Gerätes ähnlich dem in F i g. 4 dargestellten, bei dem jedoch eines der abgebildeten Objekte eine der Oberfläche der Himmelskugel nachgebildete gegenständliche Kugel ist, F i g. 6 ein Schaubild eines weiteren Ausführungsbeispieles, bei dem jedoch das abgebildete Objekt ein von einem Projektionssystem im Raum erzeugtes reelles Luftbild enthält, F i g. 7 ein Schaubild eines dem in F i g. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ähnlichen Ausführungsbeispieles mit einem sphärischen Konkavspiegel als Projektionssystem.
  • In F i g. 1 bezeichnet 2 eine unpolarisierte Lichtquelle, die im allgemeinen eine bestimmte räumliche Ausdehnung hat. Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 ist die Quelle 2 am Streuschirm 32 sichtbar, während bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 6 die Quelle durch ein durch die gestrichelte Linie 62 angedeutetes reelles Luftbild gebildet wird.
  • In F i g. 1 ist ferner ein erster Polarisator 4 gezeigt, der das durch ihn hindurchgehende Licht von der Quelle 2 linear polarisiert. Die Polarisationsrichtung des Polarisators 4 ist in F i g. 1 durch einen senkrechten Pfeil 4' angegeben, obgleich natürlich jede beliebige Richtung verwendet werden kann. Die resultierende Polarisation des durch das Element 4 hinduruchgehenden Lichtes ist durch den senkrechten Pfeil 1 angedeutet. Vom Polarisator 4 geht ein Teil des linear polarisierten Lichtes durch einen zur Quelle 2 hin konvexen teildurchlässigen gekrümmten Spiegel 6. Der Spiegel 6 ist beispielsweise sphärisch ausgebildet. Hinter dem Spiegel 6, d. h. auf seiner rechten Seite in F i g.1, trifft das durch diesen Spiegel hinduruchgehende linear polarisierte Licht auf eine Viertelwellenlängenplatte B. Die zueinander senkrechte schnelle und langsame Achse F und S der Platte 8 sind unter 45° zur Polarisationsebene um die mit 5 angedeutete Fortpflanzungsrichtung ausgerichtet. Das am Polarisator 4 entstehende linear polarisierte Licht, welches aus der Viertelwellenlängenplatte 8 austritt, ist je nachdem, ob der Winkel zwischen der Polarisationsebene und der Achse F -h45° oder -45° beträgt, entweder rechts oder links zirkular polarisiert. Es soll einmal angenommen werden, daß das aus der Viertelwellenlängenplatte 8 austretende Licht zirkular polarisiert ist, wie durch die spiralförmige Linie 3 angedeutet ist. Dieses rechts zirkular polarisierte Licht trifft anschließend auf einen teildurchlässigen und teilreflektierenden Planspiegel 10. Der durch den Spiegel 10 hinduruchgehende Teil des rechts zirkular polarisierten Lichtes trifft auf eine zweite Viertelwellenlängenplatte 12, deren schnelle und langsame Achse F' und S' jeweils senkrecht zu den entsprechenden Achsen der Platte 8 sind. Folglich ist das aus der Platte 12 in Fortpflanzungsrichtung 5 austretende Licht auf linearpolarisiertes Licht zurückgeführt mit einer Polarisationsebene unter 90° zu der des Polarisators 4. Dies ist in F i g. 1 mittels des Pfeiles 7 angedeutet. Dieses horizontal polarisierte Licht wird an einem zweiten Planpolarisator 14 gesperrt, dessen Polarisationsebene parallel zu der des Polarisators 4 ist, wie durch den Pfeil 14' darin angedeutet ist.
  • Der Teil des zirkular polarisierten Lichtes aus der Viertelwellenlängenplatte 8, der an dem teildurchlässigen Planspiegel 10 reflektiert wird, wird bei solcher Reflexion in zirkular polarisiertes Licht entgegengesetzter Drehung, d. h. in links zirkular polarisiertes Licht in dem angenommenen Fall umgewandelt. Das ist in F i g. 1 mittels der linksgängigen Spirale 9 angedeutet. Bei seinem Rückgang zur Fortpflanzungsrichtung 5, aber zur Quelle 2 hin, trifft dieses links zirkular polarisierte Licht wieder auf die Viertelwellenlängenplatte 8, aus welcher es als linear polarisiertes Licht austritt mit einer Polarisationsebene unter 90° zu der des zuerst an diesem Element 4 polarisierten Lichtes. Dies ist in F i g. 1 mittels des horizontalen Pfeiles 11 angedeutet. Dieses horizontal linear polarisierte Licht wird zum Teil an dem teildurchlässigen Konkavspiegel 6 ohne Ausrichtungsänderung seiner Polarisationsebene reflektiert. Das so reflektierte Licht wird beim Durchgang durch die Viertelwellenlängenplätte 8 links zirkular polarisiert, wie durch die linksgängige Spirale 13 angedeutet ist. Der durch den Strahlenteiler 10 hindurchgehende Teil dieses links zirkular polarisierten Lichtes wird von der zweiten Viertelwellenlängenplatte 12 in linear polarisiertes Licht in einer senkrechten Polarisationsebene umgewandelt, wie durch den senkrechten Pfeil 15 angedeutet ist. Dieses Licht wird infolgedessen durch den zweiten Planpolarisator 14 durchgelassen und bildet den einzigen Teil unpolarisierten Lichtes von der Quelle 2, der für einen auf der rechten Seite der in der Anordnung von F i g. 1 gezeigten Elemente stehenden Beobachter sichtbar ist.
  • Die in Zusammenhang mit F i g. 1 beschriebene Kombination aus Planpolarisator 4, teildurchlässigem gekrümmten Spiegel 6, Viertelwellenlängenplatte 8, teildurchlässigem Planspiegel 10, zweiter Viertelwellenlängenplatte 12 und zweitem Planpolaristor 14 wird bei der Erfindung verwendet, um die Erzeugung eines virtuellen Bildes in dem oder in Nähe des Hauptbrennpunktes des Konkavspiegels 6 zu ermöglichen. Dieses virtuelle Bild wird dann seinerseits von diesem gekrümmten Spiegel im Unendlichen abgebildet. Elemente 8, 10, 12 und 14 von F i g. 1 können in einem kompakten flachen Paket zusammengebaut sein, welches für die Zwecke des Beobachters einen vernachlässigbaren Raum auf der rechten Seite des Konkavspiegels 6 einnimmt und diesen Raum völlig frei von Behinderungen jeglicher Art läßt. Weder das endgültig im Unendlichen abzubildende Objekt noch irgendein schräger teildurchlässiger Spiegel sind in diesem Raum angeordnet. Die linearen und Winkelabmessungen dieses Objektes sind daher nicht durch Abstandserwägungen zwischen dem Konkavspiegel und irgendeinem solchen schrägen teildurchlässigen Spiegel noch durch die für den Beobachter zu wahrende gewünschte Bewegungsfreiheit beschränkt.
  • Ein solches Paket ist in F i g. 2 allgemein bei 16 angeordnet und enthält den Planpolarisator 14, die Viertelwellenlängenplatten 8 und 12 und den teildurchlässigen Planspiegel 10. In F i g. 2 sind ferner ein Streuschirm 20, der bei Beleuchtung als abzubildendes Objekt dient und der Quelle 2 der F i g. 1 entspricht, der erste Polarisator 4 und der teildurchlässige Konkavspiegel 6 gezeigt. Der Schirm 20 ist zu den anderen Elementen hin konvex gekrümmt dargestellt, wie er vorteilhafterweise ausgebildet sein kann, damit sein vom Planspiegel 10 erzeugtes virtuelles Bild mit der gekrümmten Brennfläche des sphärischen Spiegels 6 zusammenfallen kann.
  • Die kombinierte Dicke der das Paket 16 bildenden Elemente 8, 10, 12 und 14 kann geringer als die Sagitta s des Spiegels 6, d. h. seine Tiefe sein. Die Brennfläche des Spiegels 6 ist an der gestrichelten Linie f angedeutet und ist vom Spiegel 6 um seinen halben Radius R entfernt. Wenn man normalerweise die kombinierten Dicken der Elemente 8, 10, 12 und 14 hinsichtlich des Abstandes R/2 als vernachlässigbar betrachtet und besonders berücksichtigt, daß der Spiegel 10 von der. Kante des Spiegels 6 keinen wesentlichen Abstand aufweist, : ist aus F i g. 2 ersichtlich, daß bei einem Abstand x der unpolarisierten Lichtquelle 20 nach links vom Scheitelpunkt des Spiegels 6 derart, daß x -I- s = R/2 - s ist, dann das Objekt 20 von dem Planspiegel 10 auf oder in Nähe der Brennfläche f .virtuell abgebildet wird, so daß der sphärische Spiegel 6 auf der rechten Seite im Unendlichen ein Bild des durch dieses aufrechte Bild gelieferten Objektes erzeugt.. .
  • Das wird näher erläutert mit Bezug auf F i g. 3, welche ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, bei welchem ein Objekt, beispielsweise ein durchlässiger Objektträger 30 von einer Projektionslinse 31 auf einem durchscheinenden Streuschirm 32 abgebildet wird. Auf der rechten Seite des Schirmes 32 sind der Polarisator 4, der sphärische teildurchlässige Spiegel 6 und die insgesamt bei 16 angedeutete Anordnung der Elemente 8, 10, 12 und 14 angeordnet mit einem Abstand x zwischen dem Schirm 32 und dem Scheitelpunkt des Spiegels 6. Daraus ergibt sich eine Abbildung des Objektes 30 auf der rechten Seite im Unendlichen.
  • In F i g. 3 sind zwei Punkte des von dem Streuleuchtschirm gebildeten Objektes bei o1 und 02 dargestellt. Ihre virtuellen Bilder in dem teildurchlässigen Planspiegel 10 der Einheit 16 sind an oder in Nähe der durch die gestrichelte Linie f angedeuteten Brennfläche des Spiegels 6 bei oi und 02' gezeigt. Von jedem dieser Punkte ist der Weg von zwei Strahlen angedeutet, die an der Kante des Spiegels 6 gewählt sind. Diese sind für den Punkt o1 mit 0l" und ol"' und für den Punkt o2 mit a2' und 02"' bezeichnet. Es ist ersichtlich, daß ein Beobachter an jeder Stelle zwischen den Strahlen o1"' und o2 " in dem parallelgerichteten Licht ein Bild des von o1 bis o2 verlaufenden vollständigen Objektes beobachten kann.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel von F i g. 3 wird die Austrittspupille des Systems an der Kante des Spiegels 6 selbst gebildet. Während der Schirm 32 in F i g. 3 flach gezeigt ist, kann er vorteilhafterweise zum Spiegel 6 hin konvex gekrümmt sein, wie in Zusammenhang mit F i g. 2 gezeigt und erläutert ist. Der Krümmungsradius des Schirmes 32 sollte so genau wie entsprechend möglich gleich R/2, d. h. dem Krümmungsradius der Brennfläche des Spiegels 6 sein, der als Kolimatorokular dient. Durch Wahl einer solchen Krümmung für den Schirm 32 erzielt man ein flaches Feld.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel von F i g. 3 könnten die Projektionslinse 30 und der Schirm 32 durch eine Kathodenstrahlröhre ersetzt werden, wobei der Leuchtschirm dieser Röhre an die Stelle des Schirmes 32 tritt.
  • F i g. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ähnlich wie in F i g. 3, bei welchem jedoch ein teildurchlässiger Planspiegel 41 schräg durch die optische Achse des Systems zwischen dem Streuschirm 33 und dem ersten linearen Polarisator 4 angeordnet ist. Ein zweites Objekt, beispielsweise die Scheibe einer Fernsehröhre 43 ist so angeordnet, daß ihr Bild vor dem Spiegel 41 in überlagerung mit dem Schirm 33 erzeugt wird. Auf diese Weise kann dem Betrachter oder den Betrachtern auf der rechten Seite des Pakets 16 in F i g. 4 ein Bild von zwei Objektfeldern in überlagerung dargeboten werden. Wie gewünscht, erfüllt das Ausführungsbeispiel von F i g. 4 das vorstehend in Form der Beziehung x -I- s = r/2 - s erläuterte Abmessungsmerkmal, nach welcher der Abstand x des Objektes 33 vom Scheitelpunkt des Konkavspiegels 6 zuzüglich der Tiefe s dieses Spiegels gleich oder im wesentlichen gleich dem halben Krümmungsradius dieses Spiegels abzüglich dieser Tiefe ist.
  • F i g. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ähnlich wie in F i g. 4, nur ist hier an Stelle des durchlässigen Objektträgers 30, der Projektionslinse 31 und des Streuschirms 32 oder 33, die vorstehend beschrieben sind, eine Kugel 52 verwendet, auf welche ein Gegenbild der Himmelskugel aufgetragen sein kann. In F i g. 5 sind ferner die von zwei Punkten o. und o4 auf der Kugel 42 und von den entsprechenden Objektpunkten o und o8 auf dem Schirm 43 der Fernsehröhre ausgehenden Strahlen und Strahlenbündel eingezeichnet. Kegel der von diesen Punkten divergierenden Lichtstrahlen werden, wie man sieht, an dem teildurchlässigen Planspiegel in dem Paket 16 reflektiert. Da bei diesem Ausführungsbeispiel wie bei dem von F i g. 2 der optische Abstand von diesen Objektpunkten zum Planspiegel in dem Paket 16 annähernd der gleiche ist wie der Abstand von diesem Planspiegel zur Brennfläche des Spiegels 6, treffen diese Lichtkegel nach Reflexion durch den Planspiegel in dem Paket 16 auf den Spiegel 6 auf und werden dort in zwei parallelgerichtete Bündel umgewandelt, von denen das eine in der Figur mit o4 , o5 und das andere mit o4', 0e bezeichnet ist.
  • Bei dem Gerät der Erfindung kann die Austrittspupille von dem teildurchlässigen gekrümmten Spiegel gebildet sein, oder es kann eine wahre Austrittspupille in Form eine Bildes der Aperturblende des Systems im Abbildungsraum vorgesehen sein. Ein solches Bild wird dann im Abbildungsraum, und zwar optisch gesehen, hinter diesem Spiegel angeordnet. Optische Lagen hinter diesem Spiegel gehen auf Licht zurück, das von dem oder den Objekten stammt und an diesem Spiegel reflektiert worden ist.
  • Bei den soweit beschriebenen Ausführungsbeispielen bestimmt der sphärische teildurchlässige Spiegel 6 selbst hauptsächlich den Winkelbereich der von einem Punkt im tatsächlichen Objekt (d. h. einem Punkt auf den Schirmen 32 oder 33 von F i g. 3 und 4) ausgehenden Lichtbündel oder Lichtkegel, die durch das optische System gelangen können. Der sphärische Spiegel bildet also bei diesen Systemen die Aperturblende. Da in bezug auf an diesem Spiegel reflektierte Strahlen darüber hinaus keine optischen Elemente vorhanden sind, die eine reflektierende oder brechende Wirkung auf diese Strahlen haben und folglich ein Bild der Kante dieses Spiegels im Abbildungsraum erzeugen können, gibt es kein Bild der Kante oder des Randes des Spiegels 6 im Abbildungsraum und folglich keine von der Kante oder dem Rand des Spiegels 6 selbst verschiedene Austrittspupille. Das Ausführungsbeispiel von F i g. 5 hat dieses kennzeichnende Merkmal, obwohl durch den Schnitt der für die parallelgerichteten Bündel 041, os und o3', o. gezeigten Grenzstrahlen auf der rechten Seite des Spiegels 6 der gegenteilige Anschein erweckt wird. Dieser Anschein ist bedingt durch die Tatsache, daß die Grenzstrahlen weit innerhalb der Kante des Spiegels 6 gezeigt sind, um die Reflexion vom Spiegel 10 in dem Paket 16 dieser Figur auf den Spiegel 6 zurück darzustellen. In Wirklichkeit haben die von den Punkten o3, 04, o5 und o. ausgehenden und durch das System gelangenden Kegel eine durch die Kante des Spiegels 6 bestimmte gemeinsame Basis, und die parallelen Bündel o4 0e und o3 , 0s haben ebenfalls in Wirklichkeit durch die Kante des Spiegels 6 begrenzte Querschnitte. Diese Bündel schneiden folglich einander am Spiegel 6 und nicht rechts von ihm.
  • Die Erfindung kann jedoch auch in Anordnungen verkörpert sein, bei welchen eine wahre Austrittspupille gebildet wird, welche die Stelle bestimmt, innerhalb welcher der Beobachter oder die Beobachter stehen müssen, wenn sie das gesamte Objekt sehen sollen. In dieser Figur ist das der aus dem Polarisator 4, dem Spiegel 6 und dem Paket 16 bestehenden Kombination von Elementen dargebotene Objekt ein mittels einer links davon angeordneten, schematisch bei 64 gezeigten brechenden und/oder reflektierenden Objekt auf einer Fläche im Raum erzeugtes, bei 62 angedeutetes reelles Luftbild. Diese Optik kann eine Ähnlichkeit aufweisen oder im wesentlichen identisch sein mit der bei 31 in F i g. 4 gezeigten Projektionslinse. Die Optik 64 hat die Aufgabe, an der Stelle 62 ein reelles Bild zu erzeugen, welches das in F i g. 1 schematisch gezeigte Gerät der Erfindung im Unendlichen auf der rechten Seite abbilden soll. Bei dem Ausführungsbeispiel von F i g. 6 ist der Kegel der von jedem Punkt in dem reellen Bild bei 62 nach rechts divergierenden Strahlen durch irgendein Element in dem System 64 begrenzt, und nach der gebräuchlichen Pupillenlehre gehen alle, diesen Kegeln entsprechende parallelgerichtete Bündel durch einen als Austrittspupille des Systems bezeichneten gemeinsamen Querschnitt, die bei 66 gezeigt und als Bild der Aperturblende definiert ist, das von allen Elementen des Systems optisch hinter der Aperturblende in Richtung des Lichtdurchganges vom ursprünglichen Objekt 31 zum endgültigen Bild im Unendlichen auf der rechten Seite erzeugt wird.
  • Wie in F i g. 6 angedeutet ist, kann sich das reelle Luftbild bei 62 aus einer Kombination von mehreren reellen Luftbildern zusammensetzen. In dieser Figur bildet der Objektträger 31 einen ersten Eingang. Ein zweiter Eingang ist an einem bei 65 gezeigten, lichtdurchlässigen oder undurchlässigen weiteren Objektträger oder Bild vorgesehen, von dem mittels eines teildurchlässigen Planspiegels 67 ein virtuelles Bild dem Objekt 31 überlagert wird. Ein weiterer Eingang istbei 69 angedeutetzurVerbindungmit denEingängen 31 und 65 mittels des halbdurchlässigen Planspiegels oder »Verbindungsglases« 41 an der Stelle 62. Ein nicht gezeigtes Projektionssystem, das dem Projektionssystem 64 ähnlich sein kann, kann verwendet werden, um von einem nicht gezeigten, diffus leuchtenden tatsächlichen Objekt ein durch das Glas 41 an der Stelle 62 angeordnetes reelles Bild zu erzeugen. F i g 7 zeigt noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, dasinsoferndem Beispiel von F i g. 6 ähnlich ist, als der Kombination von sphärischem Spiegel 6 und Paket 16 ein reelles Luftbild 72 als Objekt dargeboten wird, und ferner F i g. 6 ähnlich ist, als auf der rechten Seite (in F i g. 7) des Pakets 16 eine Austrittspupille gebildet wird. Bei dem Ausführungsbeispiel von F i g. 7 nimmt das Objektiv 64 von F i g. 6 jedoch die Gestalt eines Konkavspiegels 74 und zugeordneten halbdurchlässigen Planspiegels 76 an. Der Spiegel 74 arbeitet bei im Endlichen liegenden Konjugierten, wobei die Objektivstellung dafür bei 78 angedeutet ist. Durch nicht gezeigte Mittel kann jedes beliebige Einzelbild oder eine überlagerung mehrerer Bilder an der Stelle 78 erzeugt werden. Beispielsweise kann ein beleuchteter durchlässiger Objektträger an der Stelle 78 angeordnet sein. Um die Art des Lichtdurchganges durch das System von F i g. 7 aufzuzeigen, sind bei o1 und o2 zwei Punkte in dem Objekt bei 78 gezeigt, und bei Cl und C2 sind Teile des Lichtkegels gezeigt, die von diesen Punkten divergieren und durch das System gehen.
  • In F i g. 1 wurde angenommen, daß die Polarisationsebenen der Planpolarisatoren 4 und 14 parallel zueinander und daß die Viertelwellenlängenplatten 8 und 12 gekreuzt zueinander seien. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Anordnung beschränkt. Wenn die entsprechenden Achsen der Platten 8 und 12 parallel und wenn statt dessen die Polarisatoren 4 und 14 gekreuzt sind, ist die Arbeitsweise im wesentlichen die gleiche.
  • Dabei wird der Polarisator 4 wie zuvor das Licht von der Quelle 2 linear polarisieren, und die Platte 8 wird wie zuvor das durch den Polarisator 4 und den Konkavspiegel 6 hindurchgegangene linear polarisierte Licht zirkular polarisieren, wobei die zueinander senkrechte schnelle und langsame Achse der Platte 8 wieder im wesentlichen unter 45° zu der von dem Polarisator 4 auferlegten Polarisationsebene liegen. Wenn nun die schnelle und langsame Achse der Platte 12 zu denen der Platte 8 jeweils parallel sind, bewirkt die Platte 12 eine Rückführung dieses zirkular polarisierten Lichtes in planpolarisiertes Licht mit einer um 90° verschobenen Polarisationsebene gegenüber der Ebene, zu welcher das Licht zurückgeführt wird, wenn die Achsen der Platte 12 gegenüber den Achsen der Platte 8 gekreuzt sind. Wenn man also annimmt, daß die Polarisationsebene des Elementes 4 senkrecht ist und die entsprechenden Achsen der Platten 8 und 12 parallel zueinander sind, dann wird das von der Quelle 2 durch den Polarisator 4 gehende und ohne einer Reflexion unterworfen zu sein zu der Platte 12 gelangende Licht von der Platte 12 zu senkrechter Planpolarisation zurückgeführt. Wenn jedoch, wie jetzt angenommen ist, die Achsen der Polarisatoren 4 und 14 gekreuzt sind, dann wird das so aus der Platte 12 austretende Licht am Polarisator 14 gesperrt.
  • Die Ausrichtung der zweiten Viertelwellenlängenplatte 12 mit jeweils parallelen Achsen zu denen der Platte 8 ist ohne Einfluß auf die Wirkung der Elemente 10, 8 und 6 auf den Teil des an der Platte 8 erzeugten zirkularpolarisierten Lichtes, der an dem ebenen Strahlenteiler 10 reflektiert wird. Deshalb hat das von diesem durch Reflexion am Konkavspiegel 6 erhaltene und bei 13 angedeutete parallelgerichtete Licht wie bei dem tatsächlich in F i g. 1 dargestellten Fall, wenn es zu der zweiten Platte 12 gelangt, eine Zirkularpolarisation, die zu der bei 3 in F i g. 1 für das zuerst der Zirkularpolarisation durch die Viertelwellenlängenplatte 8 unterworfene Licht angegebenen entgegengesetzt ist. Es wird daher durch die Platte 12 in planpolarisiertes Licht zurückgeführt, das in einer Ebene polarisiert ist, die senkrecht zu der Ebene ist, in welche die Platte 12 das bei 3 angedeutete zirkular polarisierte Licht zurückführt. Das heißt, wenn man annimmt, daß die Polarisationsebene des Elementes 4 senkrecht ist, wird das parallelgerichtete Licht vom Spiegel 6 durch die Platte 12 in horizontal polarisiertes Licht zurückgeführt. Dieses Licht geht daher durch den Planpolarisator 14 hindurch mit einer nun zur Polarisationsebene des Polarisators 4 als senkrecht angenommenen Polarisationsebene.
  • Allgemein kann daher gesagt werden, daß die zueinander senkrechten schnellen und langsamen Achsen der beiden Viertelwellenlängen- oder »Lambda/ vier« Platten 8 und 12 unter im wesentlichen ±45° zur Polarisationsebene jedes der Planpolarisatoren ausgerichtet sein sollten, daß die entsprechenden Achsen (d. h. ihre schnellen Achsen) der beiden Viertelwellenlängenplatten zueinander unter einem Winkel ausgerichtet sein sollten, der ein erstes, im wesentlichen ganzes Vielfaches von 90° beträgt, und daß die Polarisationsebenen der beiden Planpolarisatoren zueinander unter einem Winkel ausgerichtet sein sollten, der ein zweites, im wesentlichen ganzes Vielfaches von 90° beträgt, wobei das eine Vielfache gerade und das andere ungerade ist. Wenn also das erste Vielfache gerade ist, mit dem Wert Null, sind die entsprechenden Achsen der Viertelwellenlängenplatten parallel, und das zweite Vielfache ist ungerade mit dem Wert Eins, so daß die Planpolarisatoren gekreuzt sind. Wenn das erste Vielfacheungerade ist, d. h. den Wert Eins hat, sind die Viertelwellenlängenplatten gekreuzt, und das zweite Vielfache ist gerade, d. h. hat den Wert Null, so daß die Planpolarisatoren parallel werden. Das ist der tatsächlich in F i g. 1 dargestellte Fall. Es ist nicht erforderlich, andere gerade Vielfache als Null oder ungerade Vielfache als Eins in Betracht zu ziehen.
  • Die Planpolarisatoren 4 und 14 und die Viertelwellenlängenplatten 8 und 12 können alle als flache Scheiben ausgebildet sein, die heute in der Technik wohlbekannt sind. Diese Vorrichtungen sind beispielsweise in dem Aufsatz über polarisiertes Licht in Bd. 10 von McGraw Hills »Encyclopedia of Science and Technology«, 1960, S. 448 bis 454, beschrieben.
  • Die Erfindung ist natürlich nicht auf die Verwendung sphärischer Spiegel beschränkt. Es können andere Formen von gekrümmten Spiegeln verwendet werden. Bei solchen anderen gekrümmten Spiegeln als den erörterten sphärischen Spiegeln sollte das Objekt, von welchem das System der Erfindung ein Bild im oder fast im Unendlichen erzeugen soll (d. h. das Element 20, 32, 33, 43 und 52 in F i g. 2, 3, 4 und 5 oder das reelle Luftbild 62 oder 72 von F i g. 6 und 7) in einem solchen Abstand von dem strahlenteilenden Spiegel 10 angeordnet sein, daß das von diesem Planspiegel erzeugte virtuelle Bild dieses Objektes an oder in der Nähe der Brennfläche des gekrümmten Spiegels auftritt.
  • Während in F i g. 2 der erste Polarisator vom Scheitelpunkt des Spiegels 6 um den Abstand x = R/2 - 2 s entfernt gezeigt ist, kann er natürlich näher am Spiegel 6 angeordnet sein, und er kann weiter als um diesen Abstand x von dem Spiegel 6 entfernt sein, zumindest bei Ausführungsbeispielen der Erfindung, die ein reelles Lufbild, beispielsweise das von F i g. 6, verwenden. In ihrer einfachsten Form braucht die Erfindung daher nicht mehr als den gekrümmten Spiegel 6, die erste Viertelwellenlängenplatte 8, den teildurchlässigen Planspiegel 10, die zweite Viertelwellenlängenplatte 12 und den Planpolarisator 14 zu enthalten. Allgemein ist die Erfindung, obwohl sie nur an Hand einer Anzahl von beispielsweisen, zur Zeit bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben ist, nicht auf diese beschränkt.

Claims (3)

  1. Patentansprüche: 1. Zur Abbildung eines Objektes im Unendlichen, insbesondere als Okular eines teleskopischen oder mikroskopischen Systems dienendes, einen konkaven Spiegel aufweisendes Gerät, gekennzeichnet durch einen ersten Planpolarisator (4), einen zu diesem Polarisator hin konvexen teildurchlässigen gekrümmten Spiegel (6), eine erste Viertelwellenlängenplatte (8) auf der konkaven Seite des gekrümmten Spiegels (6), einen teildurchlässigen Planspiegel (10) auf der von dem gekrümmten Spiegel (6) abgelegenen Seite der ersten Viertelwellenlängenplatte (8), eine zweite Viertelwellenlängenplatte (12) auf der von der ersten Viertelwellenlängenplatte (8) abgelegenen Seite des teildurchlässigen Planspiegels (10), und einen zweiten Planpolarisator (14) auf der von dem teildurchlässigen Planspiegel (10) abgelegenen Seite der zweiten Viertelwellenlängenplatte (12).
  2. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Viertelwellenlängenplatten (8, 12), der teildurchlässige Planspiegel (10) und der Planpolarisator (14) aus flachen, zu einem Paket zusammengebauten Scheiben gebildet sind und der gekrümmte Spiegel (6) ein sphärischer Spiegel ist.
  3. 3. Gerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schnelle und langsame Achse der ersten Viertelwellenlängenplatte (8) unter im wesentlichen 45° zur Polarisationsebene des ersten Polarisators (4) liegen und daß die schnelle und langsame Achse der zweiten Viertelwellenlängenplatte (12) zu den entsprechenden Achsen der ersten Viertelwellenlängenplatte (8) unter Winkel ausgerichtet sind, die gleich einem ersten im wesentlichen ganzen Vielfachen von 90° sind, wobei die Polarisationsebene des zweiten Planpolarisators (14) zur Polarisationsebene des ersten Planpolarisators (4) unter einem einem zweiten, im wesentlichen ganzen Vielfachen von 90° gleichen Winkel ausgerichtet ist, wobei das eine Vielfache gerade und das andere ungerade ist.
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