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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.. .
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.