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Stereoskopischer Entfernungsmesser.
Durch die österr. Patentschrift Nr. 38472 sind stereoskopische Entfernungsmesser bekannt geworden, die zwei Fernrohre und ein Messmarkensystem enthalten, das aus reellen Markenbildern besteht, die von denjenigen optischen Fernrohrteilen erzeugt werden, welche die Objektbilder entwerfen, wobei die Vereinigung der Abbildungsstrahlen der Markenabbildungen und der Objektabbil- dungen durch Winkelspiegel erfolgt, die den Strahleneintrittsöffnungen der Fernrohre vorgeschaltet sind. Diese Winkelspiegel bestehen aus Fünfeekprismen, welche Teile der Strahleneintrittsöffnungen der Fernrohre bedecken und die Querschnitte der Abbildungsstrahlenbündel der Objektabbildung in entsprechendem Masse vermindern. Es findet bei dieser Ausführungsform der Entfernungsmesser eine Strahlenvereinigung statt, die als geometrische Strahlenvereinigung bezeichnet wird.
Mit der geometrischen Strahlenvereinigung ist der Nachteil verbunden, dass Bilder des Objektes und der Marken miteinander verglichen werden, die mit verschiedenen Teilstrahlenbündeln erzeugt sind. Die Lage der im Entfernungsmesser erzeugten Bilder ist aber im allgemeinen in einem die Messgenauigkeit merklich beeinflussenden Masse voneinander verschieden, wenn diese Bilder mit verschiedenen Strahlenbündeln erzeugt sind, d. h. das Messmarkensystem des Entfernungsmessers ist dann, wenn man hohe Anforderungen an die Messgenauigkeit stellt, ungeeignet zur Ausführung von Messungen an den Objektbildern.
Mit stereoskopischen Entfernungsmessern der genannten Art, bei denen erfindungsgemäss die Winkelspiegel aus je zwei planparallelen Platten bestehen, deren Spiegelflächen mindestens den Strahleneintrittsöffnungen der Fernrohre entsprechen und deren eine Spiegelfläche von den eintretenden Abbildungsstrahlen der Objektabbildung durchsetzt wird, während die andere lichtundurchlässig verspiegelt sein kann, kann man auch hohe Anforderungen an die Messgenauigkeit erfüllen. Bei diesen Geräten findet eine Strahlenvereinigung statt, die als physikalische Strahlenvereinigung bezeichnet wird.
Bei dieser Art der Strahlenvereinigung haben die zur Vereinigung gelangenden Strahlenbündel Querschnitte, die nach Grösse und Form gleich sind, denn die Eintrittsöffnungen der Fernrohre, die für die Form und Grösse der Querschnitte der eintretenden Abbildungsstrahlen der Objektabbildung massgebend sind, bestimmen auch die Querschnitte der Abbildungsstrahlenbündel der Markenabbildung.
Durch Spiegelung an den durchsetzten Platten der Winkelspiegel tritt eine Schwächung der Helligkeit der Abbildungsstrahlenbündel der Objektabbildung ein, die an sich unerwünscht ist. Sie kann jedoch in Kauf genommen werden, da sie in der Regel nur etwa acht Hundertstel der Helligkeit beträgt. Ebensoviel wird von der Helligkeit der Strahlenbündel der Markenabbildung nutzbar gemacht.
Hiebei hat man es jedoch in der Hand, die Helligkeit beliebig zu steigern, da man im allgemeinen zur Markenabbildung künstliche Lichtquellen benutzt, deren Lichtstärken frei gewählt werden können.
Ist es zulässig, auf einen grösseren Teil der Helligkeit bei der Objektabbildung zu verzichten, dann empfiehlt es sich, diejenigen Platten der Winkelspiegel, welche von den zur Objektabbildung dienenden Abbildungsstrahlenbündeln durchsetzt werden, mit einer lichtdurchlässigen Siegelschicht zu versehen. Diese Siegelschicht kann sich über eine oder beide Oberflächen der Platten erstrecken.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Die Fig. 1 und 2 zeigen die optischen Teile je eines der Erfindung entsprechenden stereoskopischen Entfernungsmessers im Grundriss.
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Die als Beispiele gezeichneten Entfernungsmesser bestehen aus zwei Fernrohren, deren Objektive mit al, a2 und deren Okulare mit bl, b2 bezeichnet sind. Vor den Objektiven befinden sich Dreieckprismen el, ce mit spiegelnden Basisflächen. Zwischen den Objektiven und den Okularen sind Fünfeckprismen dl, d2 mit je einer spiegelnden Dachfläche angeordnet. Die den Okularen zugekehrten Lichtaustrittsfläehen dieser Prismen fallen mit denjenigen Ebenen zusammen, in denen in grosser Entfernung befindliche Objekte von den Objektiven al, a2 abgebildet werden. Diese Ebenen sind zugleich die Okularbildebenen.
Vor den Dreieckprismen c1, c2 des ersten Ausführungsbeispiels (Fig. 1) befinden sieh Winkelspiegel, die aus je zwei planparallelen, unbelegten Glasplatten el, e2 und/\/ bestehen. Zwischen diesen Winkelspiegeln ist ein Doppelkollimator angeordnet, zu dem zwei mit je einer Marke gl oder g2 versehene Glasplatten ho, 712 und zwei Kollimatorobjektive il, i2 gehören. An die Rückseiten der Glasplatten hl und h2 sind kleine Dreieekprismen c, ? zur Zuführung von seitlich einfallendem Lichte
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überdies ein Drehkeilpaar l im Strahlengange.
Die durch das Prisma k1 beleuchtete Marke g1 wird vom Objektiv i2 in grosser Entfernung abgebildet. Das Abbildungsstrahlenbündel durchsetzt die Glasplatte/ und das Drehkeilpaar l und wird nach Spiegelung an der Platte/ der Platte 12 zugeführt, an welcher eine zweite Umlenkung und die gleichzeitige Vereinigung mit dem diese Platte f2 durchsetzenden Abbildungsstrahlenbündel der Objektabbildung des einen Fernrohres stattfindet. Beide Abbildungsstrahlenbündel werden vom Objektiv a2 in der Okularbildebene zu Bildern vereinigt.
Das Bild der Marke gl ist mit ml bezeichnet.
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und das Prisma du entsteht in der Bildebene des Okulars b1 ein Bild m2 der Marke g2, wobei die Vereinigung der beiden Abbildungsstrahlenbündel an der von den Abbildungsstrahlen der Objektabbildung durchsetzten Platte e2 stattfindet. Die freien Öffnungen der Objektive al und a2 bestimmen die Querschnitte der Abbildungsstrahlenbündel, da sowohl die Dreieekprismen el, c2 als auch die Platten cl, p2 und t1, t2 so gross angenommen sind, dass an ihnen keine Beschränkung der Querschnitte eintritt. Die Richtung des Abbildungsstrahlenbündels, welches zum Markenbilde gehört, kann durch Drehen des Drehkeilpaares l verändert werden.
Diese Veränderung hat eine seitliche Verlagerung des Bildes ml im Gesichtsfelde des Okulars b2 zur Folge. Durch stereoskopisehe Vereinigung der beiden Markenbilder , -rn2 entsteht eine stereoskopische Messmarke, deren scheinbare Entfernung von der seitlichen Lage des Markenbildes m1 abhängig ist. Diese stereoskopisehe Marke dient in bekannter Weise zur Bestimmung der Entfernung des Objektes, welches durch Vereinigung der beiden Objektbilder stereoskopiseh abgebildet wird.
Während beim ersten Ausführungsbeispiel die Platten el, e2 in bezug auf die zur Zeichenebene senkrechte Mittelebene des Gerätes symmetrisch zu den Platten/\ jss angeordnet sind, ist das als zweites Ausführungsbeispiel (Fig. 2) gezeichnete Gerät mit Winkelspiegeln ausgestattet, die aus je zwei
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sind beiderseits mit einem dünnen Silberniedersehlag versehen, während die Platte o1 einseitig mit einer lichtundurchlässigen Spiegelschicht belegt ist. Zum Markensystem gehört bei diesem Beispiel ein Kollimator, der eine beleuchtete Marke p und ein Kollimatorobjektiv q enthält. Vor der Platte o1 ist wiederum ein Drehkeilpaar r in den Strahlengang geschaltet.
Die Marke p wird vom Objektiv q in grosser Entfernung abgebildet. Die Abbildungsstrahlen treffen zuerst auf die Platte n1, an welcher sie in der Weise geteilt werden, dass ein Teil zur Platte n2 und von dieser gemeinsam mit dem diese Platte 12 durchsetzenden Strahlenbündel der Objektabbildung nach Spiegelung im Prisma c1 dem Objektiv al zugeführt werden, während der Rest der Kollimatorstrahlen die Platte nl unabgelenkt durchsetzt. Dieses Strahlenbündel durchsetzt weiterhin das Drehkeilpaar r und trifft auf die Platte ol, an welcher eine Ablenkung nach der Platte os hin stattfindet.
Hier vereinigen sich die Kollimatorstrahlen mit dem der Objektabbildung dienenden Strahlenbündel, welches diese Platte o2 durchsetzt, und das Prisma c2 führt die vereinigten Strahlenbündel dem Objektiv a2 zu. Durch Abbildung mit Hilfe der Objektive al und a2 entstehen zwei Bilder Si und S2 der
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einigung ergibt die zum Messen der Objektentfernung dienende stereoskopische Messmarke, deren scheinbare Entfernung durch Drehen des Drehkeilpaares r geändert werden kann. Die Abmessungen der Platten nl, n2 und ol, 02 entsprechen den Abmessungen der Platten e1, e2 und f1, f2 des ersten Ausführungsbeispiels.
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