DE3590114C1

DE3590114C1 - Optical element as a viewing window

Info

Publication number: DE3590114C1
Application number: DE19853590114
Authority: DE
Inventors: Hermann Gernet
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-02-22
Filing date: 1985-02-20
Publication date: 1990-10-25
Anticipated expiration: 2005-02-21
Also published as: WO1985004260A1; DE3590114D2; EP0174350A1

Abstract

Afocal glasses with spherical convex-concave boundary surfaces and with an identical curvature center, as a weak binocular with a large field of vision and as additional elements for optical apparatuses. Description of principles of fabrication of afocal glasses according to the formulae of Snellius and Reiner and of the practical possibilities of utilization of afocal glasses in telescope cupolas, in telescopes and in combinations with periscopes, cameras, microscopes, light-guides and documentation systems.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches Element gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.The invention relates to an optical element according to the preamble of the main claim.

Es sind allgemein Fernrohre bekannt, die mit einem die Linsenanordnung aufnehmenden Tabus ausgerüstet sind und daher kein großes Beobachtungsfeld schaffen. Als Sichtfenster, beispielsweise in Fahrzeugen, Astronautenhelmen od. dgl. sind solche bekannten Fernrohranordnungen nicht einzusetzen.Telescopes are generally known, which with a equipped taboos receiving lens arrangement are and therefore do not create a large field of observation. As a viewing window, for example in vehicles, Astronaut helmets or the like are known ones Do not use telescope arrangements.

Es sind auch Fernrohrbrillen bekannt, deren Vergrößerungswirkung für die Ferne gering ist, die aber ohne zusätzliche Handbetätigung vom Benutzer getragen werden können. Würde man die Vergrößerungswirkung für die Ferne steigern, käme es zwangsläufig zur Verkleinerung des Beobachtungsfeldes und zur Unhandlichkeit derartiger Brillen.Telescope glasses are also known whose magnifying effect is small for the distance, but it is worn by the user without additional manual operation can be. Would the magnifying effect for the distance, it would inevitably come about for reducing the field of observation and for unwieldiness of such glasses.

Schließlich ist aus der US-PS 36 11 970 eine durchsichtige Kuppel für U-Boote bekannt, die dem Gattungsbegriff des Hauptanspruches entspricht. Dieses bekannte Sichtfenster hat jedoch selbst in optimaler Augenannäherung an die Innenwand weder über Wasser noch unter Wasser eine brauchbare Vergrößerung, da die Wandstärke der Kuppel in Abhängigkeit der Innen- und Außenradien nicht stark genug ist. Die theoretisch mögliche Vergrößerung dieses Sichtfensters ist nicht erläutert, vielmehr wird ausgeführt, daß durch die sphärische Form der Beobachtungskuppel bei gleicher Druckfestigkeit die Wandstärke des durchsichtigen Materials verringert werden kann.Finally, from US-PS 36 11 970 is a transparent Dome for submarines known to the generic term of the main claim. This well-known viewing window has itself in optimal Eye approach to the inner wall neither over water a usable enlargement even under water, because the wall thickness of the dome depending on the interior and the outer radius is not strong enough. Theoretically possible enlargement of this window is not explained, rather it is stated that by the spherical shape of the observation dome at the same Compressive strength the wall thickness of the transparent Material can be reduced.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optisches Element mit Vergrößerungswirkung zu schaffen, das als Sichtfenster dient und dessen Beobachtungsfeld wesentlich größer als das der bekannten Fernrohre ist und dessen Vergrößerung wesentlich größer als die bisher bekannter Sichtfenster ist.The invention has for its object an optical To create an element with a magnifying effect, that serves as a viewing window and its field of observation much larger than that of the known telescopes and its magnification is much larger than the previously known viewing window.

Diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch die Lehre des Hauptanspruches gelöst.This object underlying the invention will solved by the teaching of the main claim.

Mit anderen Worten ausgedrückt, schlägt die Erfindung vor, ein optisches Element erheblicher Dicke mit einer sphärisch konvexen und einer dazu konzentrisch angeordneten sphärisch konkaven Fläche als Sichtfenster oder Sichtfensterausschnitt zu schaffen, das in Kombination mit einer für die Ferne die schwach negative Brechkraft des Sichtfensters kompensierende Sammelglaswirkung durch geringe und physiologische Akkommodation der menschlichen Augenlinsen von normalsichtigen menschlichen Beobachteraugen in geeignete Position gebracht wird. Dieses kombinierte System bildet im Gegensatz zu den bekannten konzentrischen Linsen ein echtes Fernrohr. In other words, the invention suggests before, an optical element of considerable thickness with a spherical convex and one concentric with it arranged spherically concave surface as To create a window or window section, that in combination with one for the distance slightly negative refractive power of the viewing window Glass effect through low and Physiological accommodation of the human eye lenses from normal-sighted human observer eyes is brought into a suitable position. This combined system forms in contrast to the known concentric lenses a real telescope.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert.Embodiments of the invention are as follows explained using the drawings.

Fig. 1 zeigt ein optisches Element als Kuppel. Dieses optische Element hat einen Außenradius von 0,54 m, einen Innenradius von 0,22 m, eine Dicke von 0,32 m und die Brechzahl des optischen Elementes ist 1,93 (hochbrechender optischer Werkstoff). Die Vergrößerungsformel ist: Fig. 1 shows an optical element as a dome. This optical element has an outer radius of 0.54 m, an inner radius of 0.22 m, a thickness of 0.32 m and the refractive index of the optical element is 1.93 (high-index optical material). The enlargement formula is:

In der Formel bedeutet
V die Eigenvergrößerung des optischen Elementes,
d - seine Dicke in m,
n - seine Brechzahl (Brechungsindex) und
D - die Brechkraft der Außenfläche in Dioptrien.In the formula means
V is the self-magnification of the optical element,
d - its thickness in m,
n - its refractive index (refractive index) and
D - the refractive power of the outer surface in diopters.

Dieses in Fig. 1 dargestellte optische Element (-1,3 Dioptrien-Brechkraft) führt in maximaler Annäherung der akkommodierenden Beobachteraugen an die Innenwand zu einer Vergrößerung von 1,39 (39%), in 15 mm Innenwandabstand der Augen zu einer Vergrößerung von 1,35 (35%).This optical element shown in FIG. 1 (-1.3 diopter refractive power) leads to an enlargement of 1.39 (39%) in maximum approximation of the accommodating observer eyes to the inner wall, and an enlargement of 1 in 15 mm inner wall distance of the eyes , 35 (35%).

In Fig. 2 ist ein Sichtfenster dargestellt, das einen Außenradius r₁ von 0,30 m und einen Innenradius r₂ von 0,10 m aufweist. Das optische Element besteht aus schußfestem Kunststoff mit einer Brechzahl von n=1,70, wobei seine Dicke d=0,20 m beträgt. In Fig. 2, a viewing window is shown, which has an outer radius r ₁ of 0.30 m and an inner radius r ₂ of 0.10 m. The optical element consists of bulletproof plastic with a refractive index of n = 1.70, its thickness d = 0.20 m.

Bei maximaler Annäherung der Beobachteraugen an die Innenwand führt dieses optische Element zu einer Vergrößerung von 1,38 (38%).At maximum approximation of the observer eyes to the This optical element leads to an inner wall Magnification of 1.38 (38%).

Die Fig. 3 zeigt ein Sichtfenster mit einem Außenradius r₁ von 0,15 m und einem Innenradius r₂ von 0,09 m. Das Sichtfenster besteht aus Kunststoff mit einer Brechzahl n von 1,70. Die Dicke d beträgt 0,06 m. Fig. 3 shows a viewing window with an outer radius r ₁ of 0.15 m and an inner radius r ₂ of 0.09 m. The viewing window is made of plastic with a refractive index n of 1.70. The thickness d is 0.06 m.

Bei maximaler Annäherung der Beobachteraugen an die Innenwand führt dieses Sichtfenster zu einer Vergrößerung von 1,20 (20%).At maximum approximation of the observer eyes to the This viewing window enlarges the inner wall of 1.20 (20%).

Die vorauf beschriebenen optischen Elemente können als Beobachtungskuppel ortsfest und in Fahrzeugen angeordnet sein, können aber in gleicher Weise auch als Sichtfensterausschnitte ortsfest und in Fahrzeugen oder auch in Helmen, beispielsweise Astronautenhelmen, angeordnet werden.The optical elements described above can as a fixed observation dome and in vehicles can be arranged, but can also in the same way as viewing window sections stationary and in vehicles or even in helmets, for example astronaut helmets, to be ordered.

Claims

Telescope-like optical element as a viewing window made of an optical material curved around both eyes of the user, such as glass or plastic with a spherically convex outer surface and a spherical inner surface, the center of curvature of the outer and inner curvature being identical, characterized in that the optical material has the following indices has: refractive index n from 1.70 to 1.93,
Thickness d from 0.06 m to 0.32 m,
Outer radius r ₁ of spherical curvature from 0.15 m to 0.54 m,
Inner radius r ₂ of the spherical curvature from 0.09 m to 0.22 m.