Haltevorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, um ein erstes, auf Auflager beweglich angebrachtes Element in einer vorbestimmten mechanischen Wech- selbeziehung zu einem zweiten Element zu halten, wobei das zweite Element auf einem Wagen montiert ist,
der wiederum in jeder von drei orthogonalen Richtungen relativ zum Auflager bewegbar ist.
Ein Stereo-Abbildungssystem, für welches die vorliegende Erfindung besonders vorteilhaft verwen det werden kann, ist z. B. im französischen Patent Nr.<B>1369</B> 411 unter der Bezeichnung (Automatisches Stereo-Abbildungssystem von Sidney BERTRAM beschrieben worden.
Mit diesem Stereo-Abbildungs- system wird von einem partikulären Gebiet aus einem Paar Stereoaufnahmen, wie sie vom Flugzeug aus beim Überfliegen des betreffenden Terrains erhalten werden können,
eine orthographische Photographie und eine Vergleichs-Höhenkarte hergestellt. Mit einer bei dem automatischen Stereo-Abbildungssystem ver wendeten Sondereinrichtung werden in ein modifi ziertes Kelsh-Zeichengerät ein Paar stereoskopischer Diapositive oder photographische Transparente ein- gelegt und so ausgerichtet,
dass ihre Lage in redu ziertem Massstab mit der relativen Position der Auf- nahmekamera übereinstimmt. Die bisherigen stereo skopischen Projektions-Einrichtungen vom Typ eines Kelsih-Gerätes enthalten eine Vorrichtung, die die Win kel des einfallenden, vom jeweiligen Diapositiv her kommenden Lichtstrahles ändert,
während die Test- fläche über das projizierte Bild hinwegbewegt wird.
Keine bisher bekannte Einrichtung jedoch besorgt die genaue Einstellung der beiden, in einer automa- tischen stereoskopischen Abtasteinrichtung benutzten Photomultiplier derart,
dass die jeweiligen Photomul- tiplier beim Abtasten des Bildes auf jeden Punkt der Bildfläche genau ausgerichtet werden, und so, dass die Einstellung sowohl mit der Hubhöhe, als auch mit der horizontalen Verschiebung des Abtasters in Über- einstimmung gebracht ist.
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung, um ein erstes, auf Auflager beweglich angebrachtes Element in einer vorbestimmten mechanischen Wech selbeziehung zu einem zweiten Element zu halten, wobei das zweite Element auf einem Wagen montiert ist, der wiederum in jeder von drei orthogonalen Rich- tungen relativ zum Auflager bewegbar ist, die sich auszeichnet durch Mittel,
um das zweite Element auf den Wagen bewegbar zu montieren; Mittel, um die Be wegung des zweiten Elements in bezug auf den Wagen längs einer Geraden zwangsweise zu führen; ausdehn bare, seitwärts starre Mittel, die zwischen dem ersten u. dem zweiten Element gekoppelt sind, um die beiden Elemente während der Bewegung des Wagens in der vorbestimmten Wechselbeziehung zu halten.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes besteht darin, dass die Vor richtung ein EinstelImechanismus für Photomultiplier ist, der in einem Zeichengerät eines Stereo-Abbil- dungssystems verwendet wird, wobei das zweite Ele ment eine Photomultipher und das erste Element eine Lichtquelle enthält.
Zum besseren Verständnis der Erfindung dient im folgenden die ausführliche Beschreibung mit den zugehörigem Zeichnungen, in welchen:
Fig. 1 in Ansicht die bezeichnenden Teile eines im oben erwähnten automatischem Stereoaufnahme- system verwendet modifizierten Kelsh-Zeichengerätes darstellt; Fig. 2 das in Fig. 1 wiedergegebene Kelsh-Zeichen- gerät in Aufsicht zeigt;
Fig. 3 die perspektivische Darstellung der wesent lichen Teile einer Teileinrichtung nach der Erfindung ist, wie sie im Gerät der Fig. 1 verwendet wird; Fig. 4 die Ansicht des in Fig. 3 dargestellten Teiles wiedergibt; Fig. 5 den Teil aus Fig. 3 von unten zeigt;
Fig. 6 einen Teil aus Fig. 4 in Seitenansicht dar- stellt; Fig. 7 die Seitenansicht eines anderen Teiles aus Fig. 4 ist; Fig. 8 noch einen anderen Teil aus Fig. 4 in Seiten ansicht wiedergibt; und Fig. 9 den Schnitt längs der Linie 9-9 in Fig. 4 darstellt.
Ein für die automatische Abtastung eines Stereo- bildes modifiziertes -standard Photogrammetrie-Gerät nach Kelsh ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt,
die der Einfachheit halber nur die bedeutsameren Teile des Zeichengeräts 10 zeigen. Die vorliegende Erfin- dung kann vorteilhaft im modifizierten Kelsh-Gerät 10 der Fig. 1 und 2 angewandt werden und es sind in diesen Fig. besondere Teile der spezifischen Einrich tung nach der Erfindung wiedergegeben. Kurz zusam- mengefasst besteht das <RTI
ID="0002.0056"> modifizierte Kelsh-Gerät 10 aus aufrechtstehenden Rahmenteillen 12, die an der Unterlage 14 befestigt sind und einen horizontalen Querteil 16 tragen.
In dem vertikal am X-Wagen 23 beweglichen Abtasterwagen 22 ist der Altaster 20 eingebaut. Der X-Wagen 23 wiederum gleitet entlang dem Y-Wagen 25, von welchem er getragen wird und der selbst wieder quer zur Basisfläche 14 beweglich ist.
So kann der Altaster 20 das Projektionsfeld des Stereobildes, in Richtung der X und Y Koordinaten überqueren und auch in Richtung der Z-Koordinate bewegt werden.
Zwei am Querträger 16 angebrachte Montageteile 30 enthalten je ein Diapositiv der Fliegeraufnahmen, welche aus einem das zu kartographierende Terrain in vorgeschriebener Fluglinie überfliegenden Flugzeug aufgenommen worden waren. Der Querträger 16 trägt ferner über je einem vertikalem Trägertail 33 und je einer Parallelführung 34 zwei <RTI
ID="0002.0102"> Drehzapfen 32. Diese Drehzapfen 32 sind mit ihrem einen Ende in Pfannen oder Vertiefungen im Querträger 16 gelagert,
so dass .sie um die Fixpunkte 36 geschwenkt werden können. Von jedem Drehzapfen 32 wird mittels eines ge krümmten, durch eine gestrichelte Linie dargestellten Armes 37 je- eine Lichtquelle 38 und 39 getragen.
Zum Betrieb des in dem Fsg. 1 und 2 gezeigten modifizierten Kelsh-Gerätes werden je ein Diapositiv in die zwei Licht sammelnden Montageteile 30 ein gelegt, so das$ von dem aufzunehmenden speziellen Terrain im Gebiet oberhalb der Unterlage 14 - ein stereoskopisches Bild projiziert wird.
Hierauf wird der Altaster 20 in Richtung der Y-Achse vor und zurück und in aufeinanderfolgenden Schritten in Rich tung der X-Achse bewegt, wie dies durch Pfeile in Fig. 2 angedeutet ist. Während der Altaster auf diese Weise über das projizierte Bild geführt wird, wird dieses durch die Nipkow-Scheibe 24 abgetastet, die auch dazu dient, um über eine enge Blende Licht aus den Lichtquellen 38, 39 auf zwei Photomultiplier 26 und 27 auftreffen zu lassen.
Es wird insbesondere dar auf hingewiesen, dass das Licht aus der rechten Licht quelle 39 auf den linken Photomultiplier 26 auffällt, während das Licht aus der linken Lichtquelle 38 auf den rechten Photomultiplier 27 gerichtet ist. In Ab hängigkeit von den durch die Photomultiplier 26 und 27 erzeugten Signalen wird dann der Altaster 20 vertikal in Richtung der Z-Achse bewegt und folgt hierbei während er das Sichtfeld des Projektionsbildes überquert der Kontur des projizierten stereoskopischen Bildes.
Auf diese Weise liefert das Stereoabbildungs- system Informationen über die tatsächliche Erhebung eines jeden individuellen Punktes im aufzunehmen den Terrain.
Für ein wirksames Arbeiten des Systems ist es erforderlich, dass die jeweiligen Lichtstrahlen aus den Lichtquellen 38, 39 durch die korrespondierenden Teile der in den Montageteilen 30 eingelegten Diapo sitive und durch die hohlen Drehzapfen 32 hindurch gehen um sich dann in der Apertur der Nipkow-Schei- be 24 zu kreuzen. Die jeweiligen Lichtstrahlen müssen weiterhin zu den Photomultiplieren 26 und 27 gelan gen. Diese besondere Beziehung muss ohne Rücksicht auf die Lage des Abtasters 20 im modifizierten Kelsh- Gerät 10 aufrecht erhalten bleiben.
Weiterhin ist es erforderlich, dass sich auch während der Bewegung des Abtasters 20 im Gerät 10 die Photomultiplier 26 und 27 ebenfalls in Übereinstimmung mit der Rich tung der jeweiligen Lichtstrahlen befinden.
Zur Vervollständigung der mechanischen Verbin dung ist zwischen dem hohlen Drehzapfen 32 und dem Rahmenteil 21 des Abtasterwagens 22 als Fort setzung zur Parallelführung 34 ein teleskopisches Ver bindungsgestänge 42 vorgesehen. Wie im Detail in den Fig. 3 bis 5 gezeigt ist, ent hält der spezielle Photomultiplier-Richtmechanismus erfindungsgemäss ein hilfsweises Richtmontageteil 50 für die Photomultiplier, das auf zwei am Rahmenteil des Abtasters befestigten Führungsschienen 52 längs der Y-Achse im Altaster 20 beweglich angeordnet ist.
Diese Bewegung wird vermöge zweier Endkonsolen 54 ermöglicht, die mittels zylindrischen Gleitlager buchsen 55 auf den Schienen der Y-Achse gleitend angeordnet sind. Diese Gleitlagerbuchsen sind im we sentlichen lineare Kugellager, die für eine präziese Lincarbewegung längs der korrespondierenden Füh rungsschienen mit einem Minimum an Reibung und freiem Spiel verwendet werden, damit die erwünschte Ausrichtung der Elemente erhalten bleibt.
Jede End- konso#ie 54 (Fig. 6) weist zwei Bohrlöcher auf, in die in fester Montage die Enden der X-Achsen-Führungs- schienen 62 eingelassen sind. Ein Paar Gleitteile 64 und 65 für die Photomulltiplier sowie ein Paar Gleit lagerteile 66 und 67 sind mittels zusätzlicher Gleit lagerbuchsen auf den X-Achsen-Schienen 62 gleitend montiert.
Die Photomultiplier 26 und 27 sind zusam men mit geeigneten magnetischen Abschirmungen zwischen den Photomultiplier-Gleitteilen 64 bzw. 65 angeordnet und in dieser Lage mittels einer in Fig. 9 gezeigten Justiereinrichtung gehalten, in welcher der untere Photomultiplierteil, wie z. B. beim Photomulti plier 26 gezeigt, von drei Justierschrauben 69, die in den Unterteil jedes Photomultiplier-Gleitteiles 64 und 65 eingezogen sind, gehalten wird.
In einer speziellen erfindungsgemässen Einrichtung sind die Schrauben aus Isolationsgründen aus Nylon hergestellt, so dass die Photomu'ltiplier-Abschirmungen auf einem Poten tial bleiben, das von dem des Richtmechanismus verschieden ist.
Zwischen dem Gleitteil 66 und dem Photomulti plier-Teil 65 wird durch einen Abstandsbolzen 68, welcher an den Gleitteilen 65 bzw. 66 durch an seinen beiden Enden aufgesetzte Schraubenmuttern befestigt ist, ein konstanter Abstand aufrecht erhalten. Ein gleicher Abstandsbolzen (nicht dargestellt) ist zwi schen dem Photomultiplierteil 64 und dem Gleitteil 67 angeordnet, um auch hier einen festen Abstand zu sichern. Der Abstand zwischen den jeweiligen Gleit- teilen ist etwas veränderlich und kann mittels der Schraubenmuttern an den Enden des Balzens 68 ein gestellt werden.
Der Abstand wird eingestellt, wenn der Mechanismus erstmalig zur Verwendung aufge- setzt wird, und braucht während des normalen Be triebes hinfort nicht mehr geändert zu werden. Der Abstandsbolzen 68 führt durch eine Öffnung im da zwischenliegenden Photomultiplier-Gleitteil 64, so dass das Gleitteil 66 die Position des Photomultiplier-Gleit- teiles 65 auf der X-Achsen-Schiene 62 kontrollieren kann.
Gleichermassen führt der zwischen Photomulti plier-Gleitteil 64 und Gleitteil 67 angebrachte Ab standsbolzen durch eine Öffnung im Photomultiplier- Gleitteil 65.
Einze'l'heiten der Gleitteile 66 und 67 sind in Fig. 7 und die Photomultiplier Gleitteile 64 und 65 im Detail in Fig. 8 gezeigt. Wie in Fig. 7 dargestellt, hat das Gleitteil 67 die Form eines Trapezoides, so dass Ge wicht und Trägheit des Mechanismus so weit als mög lich reduziert sind. Im Gleitteil 67 ist die Pfanne eines Kugelgelenkes 71 eingelassen, dessen Kugel mit einem nach oben gerichteten Stab 72 versehen ist.
Der Stab 72 erstreckt sich bis in den hohlen Mittelteil des unte ren Endes des teleskopischen Verbindungsgestänges 42, welches von einem zweiten Kugellager 74 im Rah men 21 des Abtasterwagens 22 gehalten wird. Die Kugellager 74 dienen damit den teleskopischen Ver bindungsgestängen 42, die die Drehzapfen 32 mit den Gleitteilen 66 und 67 verbinden,
als Gelenkpunkte. Mit Hilfe dieser Einrichtung kann nun der Abtaster 20 während des durch seine Bewegung längs der X-Y- Z-Koordinaten Achsen erfolgenden Abtastens des projizierten Stereobildes die jeweiligen Winkel der Drehzapfenteile 32 und die Positionen der zugehörigen Photomultiplier 26 und 27 kontrollieren, wobei die Mulbiplier 26 und 27 einen bestimmten festen Ab stand von der Apertur der Nipkow-Scheibe 24 ein halten.
Während dieser eben beschriebenen Bewegung kann sich der obere Teil des Teleskopgestänges 42 auseinander oder zusammenschieben, je nach den Ab- ständen der untereinander verbundenen Elemente. Gleichermassen schieben sich die Stäbe 72 in die unte ren Endpartien der Teleskopführung 72 hinein oder aus ihnen heraus, je nach den Abständen der jeweili gen Gleitteile 66, 67 von den am Rahmen 21 befestig ten Kugelgelenken 74.
In dem Masse, wie sich die Gleitteile 66, 67 längs der X- und Y-Koordinaten- achsen relativ zum Rahmen 21 bewegen, bewegen sich auch die mit ihnen jeweils verbundenen Photomulti pher-Gleitteile 64 und 65.
So sind auf geeigneter Weise die Photomultiplier 26 und 27 in der Lage, das auf sie gerichtete Licht aus den ihnen zugehörigen Licht quellen 39, 38 aufzunehmen, ohne dass hierbei uner wünschte Abweichungen bei Bewegung des Abtasters 20 auftreten. In der Erfindung ist demnach ein ver besserter Phatomultiplier-Richtmechanismus aufge zeigt worden, welcher die Photomultiplier 26 und 27 bezüglich der Position des Abtasters 20 ausrichtet, ohne dass Unterbrechungen oder Schwächungen der auf die Photomukiplier 26,
27 auffallenden Licht- strahlen bei Bewegung des Abtasters auftreten.
Bei der Herstellung des erfindungsgemässen Pho- tomultiplier- Richtmechanismus ist besondere Sorge zu tragen, dass die präzise Lagebeziehung der ein- zelnen Komponenten zueinander bei deren Montage erhalten bleibt. Die Endkonsolen 54, die Gleitteile 66, 67 und die Phatomultiplier-Gleitteile 64,
65 sind sorg fältig auszurichten und während des Bohrens der jeweiligen Löcher für die X-Achsen-Führungsschiene 62, die Y-Achsen-Führungsschiene 52 und die Di stanzbolzen 68 in einer fixierten gegenseitigen Lage in einem Spezialspanner zu halten. Hierauf werden die verwendeten Buchsen, wie z. B. die Buchsen 55, eingesetzt und die vollständige Hilfs-Montageeinrich- tung wird dann auf die Führungsschienen 52 und 62 aufgeschoben.
Wird die Hilfseinrichtung 50 auf diese Weise hergestellt, so wird eine Präzision in der Her stellung mit extremen Endtoleranzen erreicht, die die Wirksamkeit der beschriebenen erfindungsgemässen Einrichtung noch erhöht.