Raumbildentfernungsmesser. Die Erfindung betrifft Raumbildentfer- nungsmesser mit Messmarken, die im Strah lengange der Abbildung des Objekts ange bracht sind. Derartige Entfernungsmesser sind in der üblichen Ausführung empfind lich gegen mechanische und thermische Ein flüsse, auch wenn die optischen Elemente des Gerätes selbst unempfindlich sind und ausser dem gegen die durch Luftschichtung im Innern des Gerätes hervorgerufenen Fehler die bekannten Massnahmen getroffen sind.
Die Geräte bedürfen deshalb während ihres Gebrauches von Zeit zu Zeit einer Berichti gung nach einem der bekannten Justierver- fahren, um die vor allem durch .die Objektive, bei Raumbildentfernungs.messern auch durch die Messmarken bedingte Empfindlichkeit auszugleichen.
Als unempfindliche Entfernungsmesser, deren wesentlicher Vorteil darin besteht, dass die durch die genannten Einflüsse hervorge rufenen Änderungen der Lage der optischen Elemente das Messergebnis. nicht zu beein- flussen vermögen, bezeichnet man solche Entfernungsmesser, bei denen eine Wieder holung der Justierung während des Gebrau ches nicht nötig ist.
Die bekannten unemp findlichen Entfernungsmesser für einäugige Beobachtung beruhen sämtlich darauf, dass die von den Enden der Entfernungsmesser ba.sis kommenden Abbildungsstrahlen des Objektes in der Brennebene eines Objektives zu Teilbildern .des Objektes vereinigt wer den. Weiterhin ist ein unempfindlicher Raumbildentfernungsmesser bekannt, bei dem die in einem unempfindlichen Doppelkolli- mator angebrachten Messmarken in ein wie ein Stangenfernrohr gebautes Beobachtungs system hineingespiegelt werden.
Diese Aus führung bedingt jedoch Messmarken, die hell vor dem dunklen Hintergrunde des Objektes erscheinen. Eine Übertragung des Prinzips der genannten Entfernungsmesser für ein äugige Beobachtung auf Raumbildentfer- nungsmesser ist nicht ohne weiteres mög lich, weil .die beiden Abbildungsstrahlen- Bündel des Objektes mit den Abbildungs strahlenbündeln der in der Regel für die bei den Augen verschiedenen Messmarken auf getrennten Wegen in das linke und das rechte Auge des Beobachters geleitet werden müssen und die Empfindlichkeit nicht nur von der Lage der Objektive,
sondern auch von der der Messmarken zueinander und zti den Objektiven abhängt.
Der Gegenstand der Erfindung ist ein Raumbildentfernungamesser mit lllessmarli:en, der gemäss .der Erfindung in der Weise im- empfindlich gemacht ist, dass die von den beiden Strahleneintrittsöffnunben aufgenom menen Abbildungsstrahlenbündel mit Hilfe eines Spiegelsystems einem gemeinsamen Objektiv zugeführt werden, dass sämtliche Messmarken auf einer bemeinsa.men 'Marken platte angebracht sind, dass das Objektiv und die Markenplatte auf einem gemeinsamen Träger befestigt sind,
dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient mit dem der lla.r- kenplatte übereinstimmt, und dass schliess lich optische Mittel vorgesehen sind, welche die im Objektiv vereinigten Abbildungs strahlenbündel getrennt je einem von zwei Okularen zuführen. Es handelt sich also um einen Entfernungsmesser, dessen Fernrohr system nur ein Objektiv, jedoch zwei Oku lare hat und bei dem noch weitere besondere Massnahmen zur Beseitigung der Empfind lichkeit getroffen sind.
Die konstruktive Ausbildung des Entfer nungsmessers ist in verschiedener Weise möglich. Eine zweckmässige Ausführungs- form erhält man, wenn man das Gerät so ausbaut, dass die Achsen der beiden Abbil- dun;satrahlenbündel sieh unter einem spitzen Winkel im Objektiv schneiden.
Ferner emp fiehlt es sich aus Gründen der Raumerspar nis, die beiden Abbildungsstrahlenbündel durch ein unmittelbar hinter der Marken platte in den Strahlengang beschaltetes opti sches Keilsystem so zu richten, dass ihre Achsen parallel verlaufen, wobei man als Keilsystem in einfacher Weise zwei Keile mit entgegengesetzt gleicher ablenkender Wirkung anwenden kann, die auf der Mar- kenplatte angeordnet sind.
Bei einer andern vorteilhaften Ausführungsform werden die beiden Abbildungsstrahlenbündel vor ihrer Vereinigung mit Hilfe von Polarisations filtern in zwei zueinander senkrechten Rieb- tun-en polarisiert.
Die Vereinibunb der Strahlenbünde? vor dem Objektiv und ihre Trennung nach dein Durchsetzen der Marken platte erfolgt mit Hilfe je eines durchlässi gen Spiegels, und in die getrennten Abbil- dun,o"sstrahlengänbe sind Polarisationsfilter beschaltet, die nur die von einer der Strah- leneintrittsöffnungen aufgenommenen Strah len in jedes der beiden Okulare gelangen las sen.
Der erstbenannten Ausführungsform gegenüber, bei welcher die Abbildungsstrah lenbündel das Objektiv schief durchsetzen, besteht demnach hier der Vorteil, dass die Achsen der beiden Strahlenbündel mit der Objektivach,:e zusammenfallen können, wo bei man allerdings den Nachteil in Kauf nehmen muss, class infolge der Anwendung von Polarisationsfiltern ein nicht unerhebli cher Hellibkeitsv erlust eintritt.
Die Benut zung eines Entfernungsmessers der zweiten Ausführungsform wird sich also nur dann empfehlen, wenn mit durchschnittlich recht büntiben Helligkeitsverhältnissen bei der Beobachtung berechnet werden kann.
In der Zeichnung sind fünf Ausführunbs- beispiele des Raumbildentfernungsmessers nach der Erfindung veranschaulicht. Fig. 1 zeigt. das erste Beispiel im Grundriss im Schnitt. Während bei diesem Beispiel sowohl die optischen Teile als auch die mecha.ni- schen Teile angegeben sind, sind von den übrigen Beispielen nur die optischen Teile bezeichnet.
Das zweite Beispiel ist in Fig. 2, das dritte in Fib. 3 und das vierte in Fig. 4 im Grundriss im Schnitt wiederbegeben. Fib. 5 stellt das vierte Beispiel im Aufriss dar, während Fig. 6 das fünfte Beispiel wie derum im Grundriss im Schnitt zeigt.
Das erste Ausführungsbeispiel (Fig. 1) hat ein Gehäuse 1 mit zwei dem Strahlen eintritt dienenden Fenstern 2 und 3 und zwei Okularstutzen 4 und 5. Hinter dem linken Fenster 2 befindet sich ein Fünfeckprisma 6, welches die eintretenden Abbildungsstrah len einem zweiten Fünfeckprisma 7 zuführt. Dieses Prisma 7 leitet die Strahlen zu einem Winkelspiegel 8, der sie um einen Winkel ablenkt, der etwas grösser als<B>90'</B> ist.
Hinter dem rechten Fenster 3 ist ein Drehkeilkom- pensator angebracht, der die Mess-einri.chtung des Entfernungsmessers. bildet. Er besteht aus zwei gegenläufig mit Hilfe eines Kegel radtriebes 9 drehbaren Glaskeilen 10 und 11 und kann von einer Welle 12 aus angetrie ben werden. Die Welle 12 ist mit einem An triebsknopf 13 und einer eine Entfernungs teilung 14 tragenden Teilscheibe 15 versehen, zu der ein am Gehäuse 1 befestigter Zeiger 16 ,gehört. Die das Fenster 3 und die Keile 10 und 11 durchsetzenden Abbildungsstrah len gelangen in einen Winkelspiegel 17.
Hier erleiden sie eine Ablenkung um einen Win kel, der ebensoviel kleiner als. 90 ist, als die Ablenkung am Winkelspiegel 8 grösser als 90 ist. Die von den Winkelspiegeln 8 und 17 abgelenkten Strahlenbündel schnei den sich in einem Objektiv 18 unter einem spitzen Winkel und werden einer gläsernen Markenplatte 19 zugeführt, die zwei Systeme 20 und 21 von Markenteilbildern trägt. Die jenige Oberfläche der Markenplatte 19, wel che die Markenteilbilder trägt, fällt mit der Brennebene des Objektivs 18 zusammen.
Die Markenplatte 19 und die Fassung des, Ob jektivs 18 sind auf einem gemeinsamen Trä <I>ger</I> 22 befestigt, der aus demselben Glas wie die Markenplatte 19 besteht. Auf die Mar kenplatte 19 sind zwei Glaskeile 23 und 24 aufgekittet, welche die durchtretenden Ab bildungsstrahlenbündel so ablenken, dass ihre Achsen nunmehr parallel zueinander verlaufen.
Vor :den Okularstutzen 4 und 5 ist im Innern des Gehäuses 1 eine Platte 25 angebracht, die zwei Umkehrsysteme 26 und 27 und zwei Spiegel 28 und 29 trägt, welche die Abbildungsstraklenhündel um<B>90'</B> in die Richtung der Okularstutzen ablenken. Die Brennweiten der Umkehrsysteme 26 und 27 sind so gewählt, :dass sie von den Marken systemen 20 und 21, die sich auf der Ober fläche der Markenplatte 19 befinden, in einer gemeinsamen Ebene Bilder 30 und 31 entwerfen.
Die Ebene dieser Bilder 30 und 31 ist die Bildebene zweier in den Okular- stutzen 4 und 5 verschieblich gelagerten Okulare 32 und 33.
Die Markensysteme 20 und 21 sind @so auf der Markenplatte 19 angeordnet, dass die einzelnen Teilbilderpaare im Abstande der Okularachsen voneinander in der Ebene der Bilder 30 und 31 liegen, dass also bei der stereoskopischen Vereinigung solcher Teil bilderpaare durch den an den Okularen 32 und 33 einblickenden Beobachter in schein barer unendlicher Entfernung gelegene räumliche Marken entstehen.
Das Objektiv 18 entwirft zwei Bilder des- mit dem Entfer nungsmesser angerichteten Objektes in der Ebene der Markensysteme 20 und 21, die zu gleich vom Beobachter in der Ebene der Markenteilbilder 30 und 31 wahrgenommen und zu einem räumlichen Objektbild verei nigt werden. Die Entfernung des Objektes wird durch Drehen des Antriebsknopfes 1ä in bekannter Weise ermittelt, indem das stereoskopische Objektbild in die scheinbare Entfernung -der räumlichen Marke gebracht und die Entfernung auf der Teilung 14 der Teilscheibe 15 am Zeiger 16 abgelesen wird.
Das optische System des Ausführungsbei spiels, ist unter der Voraussetzung, dass die Fünfeckprismen 6 und 7 und die Winkel spiegel 8 und 17 in sich unveränderlich sind, ein unempfindliches System, denn eine Ver änderung der Lage :des Objektivs 18 wirkt in gleicher Weise auf beide Objektbilder, wäh rend eine. Lagenänderung der Markenplatte 19 in gleicher Weise auf die Markenteilbil- der wirkt.
Infolge .des gleichen Ausdeh nungskoeffizienten des Trägers 22 und der Markenplatte 19 bleibt der durch die beiden Teilbilder 20, 21 des Markensystems und die Mitte des Objektivs 18 gegebene Winkel der beiden Abbildungsstrahlenbündel auch bei Temperaturänderungen unverändert.
Das zweite Ausführungsbeispiel (Fig. 2) unterscheidet sich vom ersten Beispiel ledig lich dadurch, dass das Fünfeckprisma 7 und .der Winkelspiegel 8 durch einen einzigen Winkelspiegel ersetzt sind, der aus zwei ein fachen Spiegeln 34 und 35 besteht, die fest miteinander verbunden sind. Das, in das linke Fenster 2 einfallende lbbildun ;sstrahlen- > Bündel erleidet auf seinem Webe zum Oku lar 32 zwei je eine Seitenumkehrung bewir kende Spiegelungen weniger als beim ersten Beispiel, wodurch sich jedoch an der Wir kungsweise des besamten optischen Systems nichts ändert.
Eine Änderung der Wirkungsweise hat. auch das dritte Ausführungsbeispiel (Fig. 3) nicht zur Falbe. Es unterscheidet sich vom zweiten Ausführungsbeipiel lediglich durch i die Vereinigung der beiden Spiegel 34 und 35 zu einem gemeinsamen Spiegelprisma 36.
Bei allen drei beschriebenen Beispielen verläuft das vom rechten Fenster 3 kom mende und vom \V#rinkelspiegel 17 abgelenkte i Strahlenbündel zwischen den Spiegeln, wel che das vom linken Fenster 2 kommende und im Fünfeckprisma. 6 abgelenkte Strahlen bündel dem Objektiv 18 zuführen.
Mit Rücksicht auf eine möglichst gedrängte Konstruktion des Gerätes kann es aber er wünscht sein, die als Spiegelflächen ausge bildeten Endflächen des Prismas 36 so nahe als möglich aneinanderzurücken. -Man kann dies in der Weise ausführen, dass man die- 3 jenige Spiegelfläche, die dann von rückwärts von den Strahlen des von rechts kommenden Strahlenbündels getroffen wird, als. halb durchlässig verspiegelte .Fläche ausführt.
Beide Strahlenbündel füllen dabei zwar die c besamte Öffnung des Objektivs 18 aus, sind aber entweder durch unvollständige Spiege lung oder durch unvollkommene Durchläs sigkeit an der genannten Fläche in ihrer Helligkeit geschwächt. Eine andere Lösung i zeigt das vierte Ausführungsbeispiel (Fig. 4).
Während alle andern optischen Teile unver ändert vom beschriebenen dritten Ausfüh- rungsbeispiel übernommen sind, ist das Spie gelprisma 36 durch ein Spiegelprisma. 37 er- 5 setzt, welches nur die obere Hälfte des Strahlenquerschnittes bedeckt, und ferner ist an der Stelle des Winkelspiegels 17 ein Fünfeckprisma 38 eingeführt, das sich nur über die untere Hälfte de.Strahlenquer- sehnittes erstreckt.
Auch bei dieser Ausfüli- runb des Entfernungsmessers muss man weben der Verkleinerung der Strahlenquerschnitte eine Li.clitschwäehung im Vergleich mit den beschriebenen Ausführungsbeispielen in Kauf nehmen.
Die bisher beschriebenen Entfernungs- messersystenie -aren Beispiele für Ausfüh rungsformen der Erfindung, bei denen sich die Achsen der beiden zu einem räumlichen Objektbild zu vereinigenden Abbildungs- strahlenbündel im Objektiv 18 unter spitzen Winkeln schnitten. Das als fünftes Ausfüh rungsbeispiel bezeichnete System (Fib. 6) weist zwar auch nur ein einziges Objektiv 39 auf, jedoch fallen die benannten Achsen beide mit dessen optischer Achse zusammen.
Die vom linken Ende der Entfernunbsmes- serbasis herrührenden Abbildungsstrahlen werden von einem Fünfeckprisma. 40 aufge nommen und von diesem einem trapezförmi- gen Prisma 41 zugeführt, welches sie dureb zweimalige Spiegelung an seinen Endflächen um 180 " abgelenkt dem Objektiv 39 zu führt.
Am rechten Ende der Basis treten die dort aufgenommenen Strahlen durch die beiden Drebkeile 4? und 43 eines Drehkeil- kompensators in ein Fünfeckprisma 44 ein. welches sie einem auf die zweite Spiegel fläche 45 des Primas 41 aufgekitteten Drei eckprisma 46 um 90 abgelenkt zuführt und an dieser Spiegelfläelie mit dem andern Ab bildungsstrahlenbündel vereinigt.
Die Spie gelfläche 45 ist zu diesem Zwecke mit einer durchlässigen Verspiegelung versehen. Vor ihrer Vereinigung -erden die Abbildungs strahlenbündel in zwei zueinander senkreeb- ten Richtungen polarisiert, und zwar mit Hilfe eines dem Prisma 41. vorgeschalteten Polarisationsfilters 47, welches nur die.
in der waagrechten Ebene schwin-enden Strah len hindurchlässt, und eines Polarisations filters 48, welches dem Fünfeckprisma 4.1 vorgeschaltet ist und das Strahlenbündel in der lotrechten Ebene polarisiert. In der Brennebene des Objektivs 39 befindet sich eine Oberfläche einer Markenplatte 49, auf der ein Markensystem 50 angebracht ist. Nach dem Durchtritt durch diese Marken platte 49 gelangen die Strahlen zu einem durchlässigen. Spiegel 51, der die Teilung der vereinigten Strahlenbündel bewirkt.
Ein Teil der Strahlen wird um<B>90'</B> abgelenkt einem Umkehrsystem 52, der andere Teil un- abgelenkt einem Umkehrsystem 53 zuge führt, von dem er gleichfalls an einem Spie gel 54 um 90 abgelenkt weitergeleitet wird. In die beiden abgelenkten Strahlengänge, die nunmehr parallel zueinander verlaufen, sind Polarisationsfilter 55 und 56 eingeschal tet, die so orientiert sind, dass dem linken der beiden Teilstrahlengä.nge nur Strahlen vom linken Ende, dem rechten nur solche vom rechten Ende der Entfernungsmesserbasis zugeleitet werden.
Die Brennweiten der Um kehrsysteme 52 und 53 sind so gewählt, dass in beiden Strahlengäugen Bilder 57 und 58 des Markensystems _50 in der gemeinsamen Bildebene zweier Okulare 59 und 60 ent stehen.
Da in der Ebene .des Markensystems 50 auch die beiden Objektbilder entstehen, werden diese ebenfalls in der Ebene der Markenbilder 57 und 58 abgebildet. Ihre stereoskopische Vereinigung ergibt das räum liche Objektbild, dessen scheinbare Entfer nung in der beim ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Weise durch Drehen des, Kom- pensators 42, 43 der unendlich grossen schein baren Entfernung der räumlichen Marken angepasst wird.
, Verzichtet man darauf, zwecks bequemer s Einstellung des angezielten Objektpunktes im Gesichtsfeld mehrere Marken in versehie- denen Teilen des Gesichtsfeldes anzubringen, dann kann das Markensystem 50 auch durch eine einzige Marke verkörpert sein.
Beim 3 ersten bis vierten Beispiel genügt je eine Marke in jedem der Abbildungsstrahlen- Auge. Gemäss Gemäss dem früher Gesagten ist natür lich auch bei den vier letzten Ausführungs- beispielen das Entfernungsmesserobjektiv s und die Markenplatte stets auf einem ge meinsamen Träger befestigt zu denken, des sen thermischer Ausdehnungskoeffizient mit dem der Markenplatte übereinstimmt.
Ist .dann noch die weitere Voraussetzung erfüllt, dass alle Winkelspiegel und Fünfeckprismen für sich bei Temperaturschwankungen un veränderlich sind, dann sind auch die Ent fernungsmesser in den Ausführungsformen nach den Fig. 2 bis 6 unempfindlich.