Raumbildentfernungsmesser Die vorliegende Erfindung betrifft einen Raumbild entfernungsmesser mit einem Leuchtmarkenkollimator zur Erzeugung der Messmarken. Dieser enthält zwei gleichachsige mit je einer körperlichen Marke ver bundene Kollimatorobjektive sowie eine Vorrichtung zur Beleuchtung dieser Marken.
Die Messmarkenbilder werden über zwei Winkelspiegel, die jeweils ausserhalb der Kollimatorobjektive angeordnet sind, in das eigentliche Beobachtungsfernrohr des Raumbildent- fernungsmessers eingespiegelt. Derartige Raumbild entfernungsmesser haben den Vorteil, dass die Leucht- marke stets in der Entfernung unendlich gesehen wird, d. h. also, dass keine Berichtigung des Raumbild entfernungsmessers notwendig ist.
Voraussetzung für diese sogenannte Selbstberichtigung des Gerätes ist allerdings, dass die Lage der Kollimatorobjektive und die Grösse der Scheitelwinkel der Winkelspiegel immer gleich bleibt.
Es ist schon vorgeschlagen worden, zur Vermei dung der schädlichen Wirkung einer Drehung eines der beiden Kollimatorobjektive die körperlichen Marken so anzuordnen, dass das Bild des Achsenpunktes einer Marke, welches von demjenigen Teil des damit ver bundenen Objektivs erzeugt wird, das auf der dem anderen Objektiv zugekehrten Seite der Marke liegt, mit dem Punkt zusammenfällt, welcher für die Ab bildung der anderen Marken der dingseitige Haupt punkt des Objektivs ist. Um ferner die Scheitelwinkel der Winkelspiegel temperaturunempfindlich zumachen, wurde vorgeschlagen, diese aus Quarzglas herzustellen.
Es ist auch bekannt, zur Innenjustierung von Raum bildentfernungsmessern zu beiden Seiten ausserhalb zweier Winkelspiegel je eine im Brennpunkt eines Kollimatorobjektivs befindliche und von je einer Lichtquelle beleuchtete Justiermarke anzuordnen. Die Justierung erfolgt hier in der Weise, dass zunächst die beiden Winkelspiegel parallel gestellt werden und eine der wechselseitig einschaltbaren Lichtquellen ein geschaltet wird. Hat sich nun einer der Scheitelwinkel der beiden Winkelspiegel verändert, so wird beispiels weise die Entfernung zu kurz gemessen. Nunmehr werden beide Winkelspiegel umgeschlagen und die andere Lichtquelle eingeschaltet. Dadurch wird die Entfernung zu weit gemessen. Das Mittel aus beiden Beobachtungen ist richtig.
Das beschriebene Verfahren hat den Nachteil, dass die Justierung des Entfernungs messers ziemlich viel Zeit erfordert. Ferner ist der Platzbedarf einer Anordnung zur Ausführung des geschilderten Justier-Verfahrens relativ gross.
Es ist vorgeschlagen worden, bei einem Entfernungs messer mit zwei gleichachsigen Kollimatorobjektiven, die mit je einer körperlichen Marke verbunden sind, ausserhalb der beiden Kolimatorobjektive je einen umschlagbaren Winkelspiegel von 90 Ablenkung und je einen die Lichtstrahlen um 180 ablenkenden End- spiegel anzuordnen. Einer der beiden Endspiegel ist dabei zweckmässig mit einer Vorrichtung zur Änderung der Ablenkung versehen. Bei einer Abweichung des Scheitelwinkels eines Endspiegels vom Sollwert ent stehen zwei Messmarkenbilder, die dem Beobachter in verschiedenem Abstand erscheinen.
Mittels der ge nannten Vorrichtung können die Bilder der Mess- marken auf gleichen Abstand gebracht werden, so dass also Schwankungen des Scheitelwinkels der beiden Endspiegel das Messergebnis nicht verfälschen.
Die Justierung dieses Raumbildentfernungsmessers erfolgt in der Weise, dass nach durchgeführter Messung die beiden Winkelspiegel von 90 Ablenkung umge schlagen werden und eine weitere Messung durch geführt wird. Haben in Messstellung 1 die beiden Spiegel beispielsweise eine solche Lage, dass das von den Kollimatorobjektiven austretende Licht zuerst über die Endspiegel von 180 Ablenkung und dann über die Winkelspiegel von 90 Ablenkung in den Beobach- tungsteil des Raumbildentfernungsmessers gelangt, so kann in dieser Stellung infolge einer Veränderung des Scheitelwinkels einer der Winkelspiegel von 90' Ab lenkung beispielsweise das Ziel zu nahe gesehen werden.
In Messstellung I1, d. h. also nach dem Umschlagen der Winkelspiegel, wird das von den Kollimatorobjektiven austretende Licht direkt über die Winkelspiegel von 90' Ablenkung in den Beobachtungsteil des Ent fernungsmessers gespiegelt. Da hier die Winkelspiegel gegenüber der Messstellung 1 um 180' umgeschlagen sind, wird in diesem Fall bei fehlerhaftem Scheitel winkel eines der Winkelspiegel das Ziel in einem ande ren Abstand, nämlich zu weit entfernt gesehen. Das Mittel aus beiden Einstellungen ist richtig.
Die beiden umschlagbaren Winkelspiegel von 90' Ablenkung sind bei diesem bekannten Raum bildentfernungsmesser nur teildurchlässig verspiegelt und so angeordnet, dass je ein Teilspiegel vor den zum Eintritt der Zielstrahlen dienenden Öffnungen ange ordnet ist. Auf diese Weise durchdringen die Ziel strahlen die Teilspiegel der beiden Winkelspiegel und gelangen direkt in den Beobachtungsteil des Ent fernungsmessers.
Die ausserhalb der Winkelspiegel von 90' Ablen kung angeordneten Winkelspiegel von 180' Ablenkung weisen eine Dachkantwirkung auf. Dadurch wird die Pupille des auf den Winkelspiegel auftreffenden Licht bündels geteilt, so dass in der Austrittspupille des Ent fernungsmessers zwei getrennte Pupillenhälften des Messmarkenbildes auftreten. Dieser Effekt stört wenig, wenn die Austrittspupille einen Durchmesser von 1 mm nicht wesentlich übersteigt, d. h. also, wenn die Austrittspupille des Gerätes merklich kleiner als die Augenpupille ist. Ist jedoch die Austrittspupille des Entfernungsmessers grösser, so verschwindet bei Kopf bewegungen des Beobachters nach rechts oder links jeweils die Marke, deren Pupillenanteil ausserhalb der Augenpupille zu liegen kommt.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ausgestal tung des vorstehend beschriebenen Raumbildent- fernungsmessers, bei welcher der geschilderte Nachteil der Pupillentrennung nicht auftritt.
Dies wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass bei einem solchen Raumbildentfernungsmesser anstelle jedes der 180'- Winkelspiegel 2n+2 (n=1, <I>2,</I> 3, 4<B>...</B> ) Spiegelflächen vorgesehen sind, die zur Aufspaltung des von dem jeweils zugeordneten Kollimatorobjektiv kommenden Strahlenbündels in zwei Teillichtbündel, zur Ablen kung dieser Teilbündel auf gleichen, aber entgegen gesetzt durchlaufenen Wegen um 180' und zu ihrer physikalischen Strahlenvereinigung am Ort des auf treffenden Lichtbündels dienen.
Durch diese Mass nahme wird erreicht, dass keine Pupillentrennung auf tritt, so dass die durch eine solche Trennung bedingten Fehler von vornherein entfallen.
Durch die Aufspaltung des von dem jeweils zu geordneten Kollimatorobjektiv ausgehenden Strahlen bündels in zwei Teillichtbündel und die Ablenkung dieser Teillichtbündel auf gleichen, aber entgegen gesetzt durchlaufenen Wegen um 180' wird erreicht, dass eventuelle, durch äussere Einflüsse hervorgerufene Fehler in der Stellung der Spiegelflächen das Mess- ergebnis nicht beeinflussen. In solchen Fällen werden die beiden Teillichtbündel um entgegengesetzt gleiche Beträge abgelenkt, wobei das Mittel aus den abgelenk ten Strahlen richtig bleibt.
Die erwähnten Spiegelflächen können durch ent sprechend angeordnete Spiegel oder durch entsprechend ausgebildete Prismen gebildet werden. Es empfiehlt sich dabei, vier Spiegelflächen zu verwenden, da durch eine solche Anzahl von Spiegelflächen der angestrebte Effekt mit möglichst kleinem Aufwand erreicht wird. Es ist noch zu erwähnen, dass die Anzahl der Spiege lungen der Teillichtbündel immer eine gerade Zahl sein muss.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Aus führungsbeispiele darstellenden Fig. 1 bis 3 der beige fügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen: Fig. 1 einen Raumbildentfernungsmesser in sche matischer Darstellung; Fig. 2 Messstellung I des Leuchtmarkenkollimators bei verändertem Scheitelwinkel eines der Winkelspiegel mit 90' Ablenkung; Fig. 3 Messstellung 1I des Leuchtmarkenkollimators bei verändertem Scheitelwinkel eines der Winkelspiegel mit 90' Ablenkung;
Fig. 4 ein aus Prismen zusammengesetztes, zur Ablenkung des auftreffenden Lichtes um 180' dienen des Element; Fig. 5 ein aus Spiegeln aufgebautes, zur Ablenkung des auftreffenden Lichtes um 180' dienendes optisches Element.
Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau eines Raum bildentfernungsmessers. Die Kollimatorobjektive 1 und 2, in deren Hauptebenen, die zugleich Brennebenen des anderen Objektives sind, sich die über zwei Lichtquellen 7 und 8 und zwei Prismen 3 und 4 be leuchteten Messmarken 5 und 6 befinden, schicken ihr Licht in der dargestellten Messstellung zu zwei Elemen ten 11 und 12, welche das auftreffende Strahlenbündel in zwei Teillichtbündel aufspalten, diese Teilbündel auf gleichen, aber entgegengesetzt durchlaufenen Wegen um 180' ablenken und sie schliesslich am Ort des auftreffenden Lichtbündels vereinigen.
Die Wirkungs weise des Elementes 11 und des in gleicher Weise auf gebauten, Jedoch spiegelbildlich angeordneten Elemen tes 12 wird anhand der Fig. 4 noch näher erläutert werden.
Von den Elementen 11 und 12 gelangen die Licht strahlen zu zwei 90'-Winkelspiegeln 9 und 10 und von da in den Beobachtungsteil des Entfernungsmessgerätes. Die Teilspiegel der beiden 90'-Winkelspiegel 9 und 10 sind nur teildurchlässig verspiegelt, und der obere Teilspiegel ist jeweils so angeordnet, dass er von den vom Ziel kommenden Strahlen durchdrungen wird.
Der eigentliche Entfernungsmesser besteht aus den beiden Prismen 15 und 16, zwei Objektiven 17 und 18, zwei weiteren Prismen 19 und 20, zwei Umlenkprismen 41 und 42 sowie zwei Okularen 23 und 24. Die Ent fernungsmessung selbst wird mittels der Vorrichtung 25 vorgenommen, welche dazu dient, eine der beiden Linsen 26 zu verschieben.
Eine Spiegelfläche des optischen Elements 12 ist zwecks Veränderung des Ablenkwinkels um die Achse 13 drehbar und mittels einer Schraube 14 einstellbar. Durch Drehen der Schraube 14 können zwei Mess- markenbilder erzeugt werden, die dem Beobachter in verschiedenem Abstand erscheinen. Die Entfernung zwischen diesen beiden Messmarkenbildern kann durch Drehen der Schraube 14 verändert werden. Auf diese Weise lassen sich Differenzmessungen, beispielsweise zur Ermittlung der Ablage von Einschlägen durch führen, wenn die Schraube 14 über ein Messgetriebe mit einer Skala verbunden ist, welche Entfernungs differenzen anzeigt.
Ferner kann die durch die Schraube 14 gegebene Verstellmöglichkeit dazu benutzt werden, persönliche Fehler des Messmannes sowie Sprung- bewegungen des Zieles bei starker Sonneneinwirkung im Gelände auszuschalten. Zu diesem Zweck wird bei der Messung das Ziel zwischen die beiden Messmarken- bilder gestellt, deren Abstand beliebig verändert werden kann.
In Fig. 2 ist der Leuchtmarkenkollimator des be schriebenen Raumbildentfernungsmessers in Mess- stellung I dargestellt, wobei der Scheitelwinkel des Winkelspiegels 10 verändert sein soll. In dem hier dar gestellten Fall weicht das vom Winkelspiegel 10 kommende Licht um den Winkel a von der optischen Achse des Beobachtungsteils des Entfernungsmessers ab. Dadurch wird die Messmarke zu nahe gesehen. Zur Justierung werden die Winkelspiegel 9 und 10 umge schlagen, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.
Auch hier weichen die vom Winkelspiegel 10 kommenden Licht strahlen um den Winkel a von der optischen Achse des Beobachtungsteiles ab, jedoch erfolgt die Abweichung nach der anderen Seite wie bei Messstellung I. Dadurch wird die Messmarke zu weit entfernt gesehen. Das Mittel aus den beiden Messstellungen 1 und 1I ergibt die richtige Messung.
Um diesen Mittelwert sofort an der Entfernungs skala ablesen zu können, ist es vorteilhaft, Mittel vor zusehen, durch welche die Verstellung des Entfer- nungsmessgliedes während der Kontrollmessung nur mit der Hälfte der bei der normalen Entfernungs messung vorgesehenen Grösse auf die Entfernungsskala übertragen wird. Beträgt z. B. die Übersetzung zwi schen dem Einstellknopf des Entfernungsmessgliedes und der Messskala in der Messstellung I bei der nor malen Entfernungsmessung 1:1, so verwendet man in der Messstellung II bei der Kontrollmessung ein Über setzungsverhältnis 1:2.
Da die Differenz der normalen und der Kontrollmessung den doppelten Messfehler darstellt, wird die Entfernungsskala infolge der ge änderten Übersetzung um die Hälfte dieser Differenz und damit genau um den einfachen Betrag des Mess- fehlers verschoben, so dass nunmehr die wahre Ent fernung angezeigt wird.
In Fig,#4 ist das Element 11 in vergrösserter perspek tivischer Darstellung gezeichnet. Wie aus dieser Dar- Stellung hervorgeht, besteht das Element 11 aus zwei rhombischen Prismen 35 und 36, welche entlang der Fläche 21 miteinander verkittet sind und welche ein rechtwinkliges Prisma 27 einschliessen. Die Kittfläche 21 ist halbdurchlässig verspiegelt und, wie aus Fig. 1 hervorgeht, um 45 gegen das auftreffende Lichtbündel geneigt. Das auftreffende Lichtbündel 28 wird an der Fläche 21 in zwei Teillichtbündel aufgespalten, welche auf gleichen, aber entgegengesetzt durchlaufenen Wegen um 180 abgelenkt werden. Die beiden Teil bündel werden schliesslich wieder auf der Spiegel fläche 21 miteinander vereinigt.
Es ist leicht einzusehen, dass durch eine Kippung des Prismas 27 um seine Dachkante eine Änderung des Ablenkwinkels des Elementes 11 erreicht werden kann.
Fig. 5 zeigt eine dem Element 11 entsprechende Spiegelanordnung. Diese besteht aus dem halbdurch lässigen Spiegel 29, welcher um 45 gegen das auftref fende Lichtbündel 28 geneigt ist und welcher zur Strahlentrennung und Strahlenvereinigung dient. Die drei weiteren Spiegel 30, 31 und 32 bilden mit dem Spiegel 29 ein Viereck und lenken die Teillichtbündel in Form einer geschlossenen Lichtschleife ab. Zur Veränderung des Ablenkwinkels ist ein Schraube 33 vorgesehen, mittels welcher der Spiegel 31 um eine Achse 34 verkippt werden kann.
Bei der beschriebenen und dargestellten Vorrich tung tritt keine Pupillentrennung auf, da die an der halbdurchlässigen Fläche 21 getrennten Lichtbündel auf dieser Fläche auch wieder vereinigt werden. Dem zufolge kann der in Fig. 1 dargestellte Raumbild entfernungsmesser auch für Messungen verwendet werden, bei welchen die Austrittspupille des Gerätes wesentlich grösser als 1 mm, d. h. also grösser als die Augenpupille ist.