Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zur Betrachtung von Gegenständen, insbesondere Luftbildaufnahmen. Die Auswertung von Luftbildaufnahmen für militärische Zwecke sollte möglichst rasch nach der Aufnahme erfolgen. Dabei sollte einerseits das Bild vorerst ohne oder mit kleiner Vergrösserung betrachtet werden können, und anderseits muss es möglich sein, bestimmte Ausschnitte mit sehr starker Vergrösserung näher zu untersuchen. Bei der bisher üblichen Betrachtung der Ausschnitte mit einer Lupe ist es nachteilig, dass nur eine Person gleichzeitig das Bild betrachten kann. Es ist naheliegend, für diesen Zweck eine Femseheinrichtung zu verwenden, welche die Bildwiedergabe auf einem von mehreren Personen gleichzeitig zu betrachtenden Monitor gestattet.
Im Bedarfsfalle können dabei sogar mehrere parallel geschaltete und das gleiche Bild zeigende Monitoren vorgesehen werden. Die Verwendung einer solchen Fernseheinrichtung bietet ausserdem den Vorteil, dass negative Filme positiv wiedergegeben, der Kontrast und die Grundhelligkeit des Bildes beeinnusst und die Umrandungen von Gegenständen in bekannter Weise schärfer als auf dem Original wiedergegeben werden können.
Eine Fernseheinrichtung zur Übertragung von auf Mikrofilmen enthaltenen Bildern ist beispielsweise aus der deutschen Auslegeschrift 2 336 366 bekanntgeworden. In jener Einrichtung ist der Vergrösserungsmassstab zwischen Film und Bildschirm gleichbleibend. In einer Betrachtungseinrichtung für Luftbildaufnahmen wird dagegen ein Bereich des Vergrösserungsmassstabes von ungefähr 1:30 verlangt, wobei allerdings eine stufenlose Verstellbarkeit nicht notwendig ist. Es ist nicht möglich, einen derart weiten Bereich mit einer einzigen feststehenden, eine veränderbare Brennweite aufweisenden Kamera zu erreichen.
Es ist vielmehr notwendig, eine Kamera mit einem veränderbaren Abstand vom aufzunehmenden Gegenstand oder mehrere feststehende Kameras, deren Objektive verschiedene Abstände vom aufzunehmenden Gegenstand aufweisen, zu verwenden, wobei diese Kameras sowohl feste als auch veränderbare Brennweiten besitzen können. Die letztgenannte Lösung weist weniger bewegliche Teile auf als die erste und erübrigt es, bei jeder Änderung des Abbildungsmassstabes auch die Bildschärfe erneut einstellen zu müssen.
Da jedoch in allen Fällen die Mittelpunkte der von den verschiedenen Kameras aufgenommenen Bildausschnitte zusammenfallen müssen, müssten bei der Anordnung von mehreren Kameras ohne die Ergreifung von besonderen Massnahmen die Kameraachsen in einem schiefen Winkel zur Ebene der abzubildenen Gegenstände angeordnet werden, wodurch einerseits die wiedergegebenen Bilder verzerrt würden und anderseits deren Schärfe in verschiedenen Zonen ungleich wäre.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht nun, mindestens zwei Kameras anordnen zu können, ohne dass die beschriebenen Nachteile in Kauf genommen werden müssen. Sie betrifft ein Gerät der beschriebenen Art, wobei ein Gegenstand oder ein Ausschnitt davon wahlweise durch eine erste Kamera oder eine von mehreren ersten Kameras oder durch eine zweite Kamera aufgenommen und durch Monitoren wiedergegeben wird. Die Bildebene der zweiten Kamera ist dabei weiter vom aufzunehmenden Gegenstand entfernt als diejenige der ersten Kameras.
Dieses Gerät ist gekennzeichnet durch je einen jeder ersten Kamera zugeordneten bewegbaren Umlenkspiegel und eine derartige Anordnung der Kameras, dass für jede erste Kamera der Strahlengang zwischen aufzunehmendem Gegenstand und Objektiv über den der betreffenden Kamera zugeordneten Umlenkspiegel verläuft und dass dieser Umlenkspiegel in einer Weise im Strahlengang der zweiten Kamera angeordnet ist, in welcher bei Aufnahmen durch verschiedene Kameras die auf den aufzunehmenden Gegenstand auftreffenden Mittelachsen der verschiedenen Strahlengänge zusammenfallen.
Weitere Kennzeichen dieses Gerätes sind mechanische Mittel, um die genannten Spiegel aus dem Strahlengang der zweiten Kamera herauszuschwenken und somit durch die Lageveränderung der Spiegel wahlweise einer der ersten Kameras oder der zweiten Kamera die Aufnahme desselben Bildes in verschiedenen Massstäben zu ermöglichen. In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung sind insgesamt zwei Kameras vorhanden, welche derart angeordnet sind, dass ihre Längsachsen parallel laufen und je in verschiedenen zur Ebene des aufzunehmenden Gegenstandes parallelen Ebenen liegen, und der zweiten Kamera ist ein fester Umlenkspiegel zugeordnet.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels erklärt.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen ein Betrachtungsgerät mit zwei Kameras, und zwar zeigen die Fig. 1 und 2 je einen Schnitt senkrecht zur Ebene mit den abzubildenden Gegenständen und die Fig. 3 einen parallel zur letztgenannten Ebene verlaufenden Schnitt. Der zur unteren Kamera gehörende Spiegel ist in Fig. 1 in Ruhelage, in Fig. 2 dagegen in Arbeitslage dargestellt.
Die Fig. 4 und 5 zeigen je eine Ansicht der Schwenkmechanik des der ersten Kamera zugeordneten Spiegels, und zwar zeigt die Fig. 4 eine Ansicht von der Seite und die Fig. 5 eine Ansicht von oben.
Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Gerät weist einen Tisch 1 mit einer darüber verlaufenden, aus einem Rohr von rechteckigem Querschnitt bestehenden Brücke 2 auf, welche sich mit den beiden Stützen 3 abstützt. Zur Betrachtung von Filmbildern ist natürlich ein Leuchttisch notwendig. Da aber die Bauart des Tisches nicht mit der Erfindung in Zusammenhang steht, wurde der Einfachheit halber ein gewöhnlicher Tisch dargestellt. Unterhalb der Brücke 2 ist eine erste Kamera 4 mit einem Objektiv verstellbarer Brennweite 5 und oberhalb der Brücke eine zweite Kamera 6 mit einem Objektiv mit fester Brennweite angebracht.
Zu dieser zweiten Kamera 6 gehört nun ein fest angebrachter Umlenkspiegel 7, welcher das aufzunehmende Bild um 90" umlenkt und die vom Bildmittelpunkt ausgehende, auf der Ebene des abzubildenden Films senkrecht stehende Achse 8 in die Kameraachse 9 umlenkt. Im in Fig. 1 dargestellten Zustand kann die Kamera 4 vom auf dem Tisch liegenden Bild nichts aufnehmen.
Mit einer Verschwenkmechanik 10 kann eine Achse 11 je um 90" zwischen zwei Stellungen hin und her gedreht werden.
Ein an dieser Achse 11 befestigter Arm 12 mit einem Spiegel 13 nimmt in der einen Stellung der Mechanik die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Lage ein, während seine der andern Stellung der Mechanik entsprechende Stellung in Fig. 1 ausgezogen und in Fig. 3 gestrichelt gezeichnet ist. In der in Fig. 2 dargestellten Lage des Spiegels gelangt das auf dem Tisch 1 befindliche Bild über den Spiegel 13 auf das Objektiv 5 der Kamera 4, wobei die von der Mitte des aufgenommenen Bildausschnittes senkrecht auf der Tischebene stehende Achse mit der in der Fig. 1 dargestellten, von der Bildmitte des durch die Kamera 6 aufgenommenen Bildes ausgehenden Achse 8 zusammenfällt. Da sich das Objektiv 5 wesentlich näher am aufzunehmenden Bild befindet als das Objektiv der Kamera 6, nimmt die untere Kamera einen wesentlich kleineren Teil des Bildes in einem entsprechend grösseren Massstab auf.
Da das Objektiv 5 mit einer ferngesteuert verstellbaren Brennweite ausgerüstet ist, ist der Abbildungsmassstab der über die Kamera 4 aufgenommenen Bilder veränderbar. In der dargestellten Anordnung verhält sich der über die Kamera 6 wirksame Abbildungsmassstab zum kleinsten über die Kamera 4 wirksamen wie ungefähr 1:5, und die verstellbare Brennweite des Objektivs 5 erlaubt eine weitere stufenlose Änderung des Abbildungsmassstabes um ungefähr 1:5, so dass der gesamte zu verarbeitende Vergrösserungsbereich ungefähr 1:25 beträgt.
Es ist nun wichtig, dass bei der Betrachtung des Bildes über die Kamera 6 der Ausschnitt erkennbar ist, welcher bei Um schaltung auf die Kamera 4 wiedergegeben wird. Wollte man die Mittelpunkte der von den beiden Kameras aufgenommenen Bilder genau in die Mitte des Bildschirms des Monitors legen und diese Mitte am Monitor anzeichnen, müssten beide Kameras mechanisch genau einstellbar sein und gelegentlich nachgestellt werden. Nachdem ausserdem bekannt ist, dass sich, unter Voraussetzung eines gleichen Eingangssignals, durch Einflüsse der Speisespannung und der Temperatur die Lage des Bildes auf dem Bildschirm des Monitors verschieben kann, wäre infolge der Wirkung der genannten Einflüsse trotz mechanischer Kamera-Einstellung die verlangte Übereinstimmung nicht dauernd gewährleistet.
Sofern nun in nicht dargestellter, jedoch bekannter Art mindestens dem zwischen der oberen Kamera und dem Monitor verlaufenden Bildsignal ein elektronisch erzeugtes, ein Fadenkreuz darstellendes Signal zugemischt wird, können die zuletzt genannten Nachteile vermieden werden. Ohne eine mechanische Verstellung der Kameras kann dann durch Verstellen der genannten elektronischen Signal-Erzeuger der Schnittpunkt des Fadenkreuzes in einem von der oberen Kamera aufgenommenen Bild derart gelegt werden, dass er die Mitte des nach Umschaltung auf die untere Kamera von dort übertragenen Bildes anzeigt.
In den Fig. 4 und 5 ist die in den übrigen Figuren mit 10 bezeichnete Einrichtung zur Verschwenkung des Spiegels 13 mit allen Einzelheiten dargestellt. Diese Figuren zeigen den auch auf den anderen Figuren dargestellten Arm 12 und die damit fest verbundene Achse 11. Die ganze Einrichtung ist auf zwei Platinen 15 aufgebaut, in denen die Achse 11 gelagert ist.
Ein Drehmagnet 16 mit der Achse 17 verdreht diese Achse um 90 , wenn er an Spannung gelegt wird. Mit dieser Achse 17 ist ein Dreharm 18 fest verbunden, welcher an seinem Ende einen Führungsbolzen 19 trägt. Mit der Achse 11 ist ausser dem Arm 12 auch der Arm 20 fest verbunden, so dass die beiden Arme und der Spiegel 13 gleichzeitig verschwenkt werden.
Zwei Anschläge 21 und 22 begrenzen die Bewegung des Arms 20 zwischen zwei 90" auseinanderliegenden Stellungen. Diese Anschläge bestehen aus einem metallischen, mit der obern Platine verbundenen Bolzen und einem elastischen Mantel.
Der am Arm 18 befestigte Bolzen 19 wird von einem im Arm 20 angebrachten Schlitz 23 umfasst.
Im stromlosen Zustande des Drehmagneten 16 nehmen die Arme und der Spiegel die in den Fig. 4 und 5 gezeigten Stellungen ein. Durch eine nicht dargestellte Rückstellfeder und einen nicht dargestellten Anschlag wird der Arm 18 im stromlosen Zustand des Drehmagneten in die in den Fig. 4 und 5 gezeigte Lage verbracht, in welcher er mit dem Arm 20 einen rechten Winkel bildet. Der Arm 20 wird dabei vom Bolzen 19 gegen den Anschlag 21 gedrückt. Infolge der Elastizität des Anschlages 21 ist dabei zwischen dem Bolzen 19 und der äussern Wand des Schlitzes 23 kein Spiel vorhanden und wegen des genannten Winkels von 90" zwischen den beiden Armen haben kleine Abweichungen der Lage des Arms 18 von seiner Sollage praktisch keinen Einfluss auf die Lage des Arms 20, wodurch sich für den Arm 20 und damit für den Arm 12 und den Spiegel 13 eine genau definierte Lage ergibt.
Wird nun der Drehmagnet 16 an Spannung gelegt, verdreht sich der Arm 18 um 90" im Uhrzeigersinne und bewegt dabei den Arm 20 im Gegenuhrzeigersinne ebenfalls um 90", so dass er am Anschlag 22 anschlägt. Der Spiegel befindet sich dann in der in der Fig. 5 gestrichelt gezeichneten Lage 13a. Die Arme 18 und 20 könnten auch verschiedene Längen aufweisen und die Bewegungen der Arme müssen nicht 90" sein. Wesentlich ist nur der rechte Winkel, den die beiden Arme in der Stellung bilden, in welcher der Spiegel ein Bild an das zugehörige Kamera-Objektiv überträgt.
Infolge der beschriebenen, nach dem Prinzip des Malteserkreuzes arbeitenden Einrichtung ist die Stellung des Spiegels 13 bei seinem Gebrauch derart genau festgelegt, dass das mit seiner Hilfe aufgenommene Bild immer die gleiche relative Lage zu dem von der andern Kamera aufgenommenen Bild aufweist.
Die Erfindung ist in keiner Weise an das Ausführungsbeispiel gebunden. Es ist z. B. möglich, mehr als 2 Kameras übereinander anzuordnen, und die am weitesten entfernte Kamera kann derart gestellt sein, dass das ihr zugeführte Bild nicht über einen Spiegel übertragen wird. Die Kameraachsen müssen weder unter sich noch mit der Ebene der abzubildenden Gegenstände parallel laufen, und ebensowenig muss die Achse, um welche der Spiegel verschwenkt werden kann, senkrecht zu dieser Ebene stehen.
The present invention relates to a device for viewing objects, in particular aerial photographs. The evaluation of aerial photographs for military purposes should take place as soon as possible after the recording. On the one hand, it should be possible to view the image with little or no magnification, and on the other hand, it must be possible to examine certain details more closely with very high magnification. When viewing the details with a magnifying glass, which was customary up to now, it is disadvantageous that only one person can view the image at the same time. It is obvious to use a television device for this purpose, which allows the display of images on a monitor that can be viewed by several people at the same time.
If necessary, several monitors connected in parallel and showing the same image can be provided. The use of such a television device also offers the advantage that negative films can be reproduced positively, the contrast and basic brightness of the image can be influenced and the borders of objects can be reproduced more sharply than on the original in a known manner.
A television device for the transmission of pictures contained on microfilms has become known, for example, from the German Auslegeschrift 2,336,366. In that facility, the magnification ratio between film and screen is constant. In a viewing device for aerial photographs, on the other hand, a magnification range of approximately 1:30 is required, although infinitely variable adjustability is not necessary. It is not possible to achieve such a wide area with a single fixed camera with a variable focal length.
Rather, it is necessary to use a camera with a variable distance from the object to be recorded or several fixed cameras, the lenses of which have different distances from the object to be recorded, and these cameras can have both fixed and variable focal lengths. The last-mentioned solution has fewer moving parts than the first and eliminates the need to readjust the image sharpness every time the image scale is changed.
However, since the center points of the image sections recorded by the various cameras must coincide in all cases, the camera axes would have to be arranged at an oblique angle to the plane of the objects to be depicted if several cameras were arranged without taking special measures, which on the one hand distorts the reproduced images and on the other hand their sharpness would be unequal in different zones.
The present invention now enables at least two cameras to be arranged without having to accept the disadvantages described. It relates to a device of the type described, an object or a section thereof being optionally recorded by a first camera or one of several first cameras or by a second camera and reproduced by monitors. The image plane of the second camera is further away from the object to be recorded than that of the first cameras.
This device is characterized by a movable deflecting mirror assigned to each first camera and an arrangement of the cameras such that for each first camera the beam path between the object to be recorded and the lens runs over the deflecting mirror assigned to the camera in question and that this deflecting mirror is in a manner in the beam path of the Second camera is arranged, in which when recordings are made by different cameras, the central axes of the different beam paths that strike the object to be recorded coincide.
Further features of this device are mechanical means to pivot the said mirrors out of the beam path of the second camera and thus enable either one of the first cameras or the second camera to record the same image at different scales by changing the position of the mirrors. In a special embodiment of the invention, a total of two cameras are present, which are arranged such that their longitudinal axes run parallel and each lie in different planes parallel to the plane of the object to be recorded, and the second camera is assigned a fixed deflecting mirror.
The invention will now be explained using an exemplary embodiment.
1 to 3 show a viewing device with two cameras, namely FIGS. 1 and 2 each show a section perpendicular to the plane with the objects to be imaged, and FIG. 3 shows a section running parallel to the last-mentioned plane. The mirror belonging to the lower camera is shown in the rest position in FIG. 1, whereas in FIG. 2 it is shown in the working position.
4 and 5 each show a view of the pivoting mechanism of the mirror associated with the first camera, namely FIG. 4 shows a view from the side and FIG. 5 shows a view from above.
The device shown in FIGS. 1 to 3 has a table 1 with a bridge 2 running above it, consisting of a tube of rectangular cross-section, which is supported by the two supports 3. A light table is of course necessary to view film images. But since the design of the table is not related to the invention, an ordinary table has been shown for the sake of simplicity. A first camera 4 with an adjustable focal length lens 5 is attached below the bridge 2 and a second camera 6 with a fixed focal length lens is attached above the bridge.
This second camera 6 now has a permanently attached deflecting mirror 7, which deflects the image to be recorded by 90 "and deflects the axis 8, which extends from the image center and is perpendicular to the plane of the film to be imaged, into the camera axis 9. In the state shown in FIG the camera 4 cannot record anything from the image lying on the table.
With a pivot mechanism 10, an axis 11 can be rotated back and forth by 90 "between two positions.
An arm 12 attached to this axis 11 with a mirror 13 assumes the position shown in FIGS. 2 and 3 in one position of the mechanism, while its position corresponding to the other position of the mechanism is extended in FIG. 1 and in FIG. 3 is drawn in dashed lines. In the position of the mirror shown in FIG. 2, the image on the table 1 reaches the lens 5 of the camera 4 via the mirror 13, with the axis perpendicular to the table plane from the center of the recorded image section with the axis shown in FIG. 1, axis 8 starting from the center of the image recorded by camera 6 coincides. Since the lens 5 is located much closer to the image to be recorded than the lens of the camera 6, the lower camera records a much smaller part of the image on a correspondingly larger scale.
Since the lens 5 is equipped with a remotely adjustable focal length, the magnification of the images recorded by the camera 4 can be changed. In the arrangement shown, the imaging scale effective via the camera 6 is approximately 1: 5 compared to the smallest effective via the camera 4, and the adjustable focal length of the lens 5 allows a further stepless change in the imaging scale by approximately 1: 5, so that the entire the magnification range to be processed is approximately 1:25.
It is now important that when viewing the image via the camera 6, the section can be seen which is displayed when switching to the camera 4. If you wanted to place the center points of the images recorded by the two cameras exactly in the center of the monitor screen and mark this center on the monitor, both cameras would have to be mechanically precisely adjustable and occasionally readjusted. Since it is also known that, provided that the input signal is the same, the position of the image on the monitor screen can shift due to the influence of the supply voltage and the temperature, the required correspondence would not be permanent due to the effect of the influences mentioned, despite the mechanical camera setting guaranteed.
If an electronically generated signal representing a crosshair is added to at least the image signal running between the upper camera and the monitor in a known manner, not shown, the disadvantages mentioned last can be avoided. Without mechanical adjustment of the cameras, the intersection of the crosshairs in an image recorded by the upper camera can then be positioned by adjusting the aforementioned electronic signal generator so that it shows the center of the image transmitted from there after switching to the lower camera.
In FIGS. 4 and 5, the device, denoted by 10 in the remaining figures, for pivoting the mirror 13 is shown with all details. These figures show the arm 12 also shown in the other figures and the axis 11 firmly connected to it. The entire device is built on two plates 15 in which the axis 11 is mounted.
A rotary magnet 16 with axis 17 rotates this axis by 90 when voltage is applied to it. A rotary arm 18 is firmly connected to this axis 17 and carries a guide pin 19 at its end. In addition to the arm 12, the arm 20 is also firmly connected to the axis 11, so that the two arms and the mirror 13 are pivoted simultaneously.
Two stops 21 and 22 limit the movement of the arm 20 between two positions 90 "apart. These stops consist of a metallic bolt connected to the upper plate and an elastic jacket.
The bolt 19 fastened to the arm 18 is surrounded by a slot 23 made in the arm 20.
In the de-energized state of the rotary magnet 16, the arms and the mirror assume the positions shown in FIGS. 4 and 5. By means of a return spring (not shown) and a stop (not shown), the arm 18 is brought into the position shown in FIGS. 4 and 5 in the de-energized state of the rotary magnet, in which it forms a right angle with the arm 20. The arm 20 is pressed against the stop 21 by the bolt 19. Due to the elasticity of the stop 21 there is no play between the bolt 19 and the outer wall of the slot 23 and because of the mentioned angle of 90 "between the two arms, small deviations in the position of the arm 18 from its desired position have practically no effect on the Position of the arm 20, which results in a precisely defined position for the arm 20 and thus for the arm 12 and the mirror 13.
If the rotary magnet 16 is now energized, the arm 18 rotates 90 ″ in the clockwise direction and moves the arm 20 in the counterclockwise direction also by 90 ″ so that it strikes the stop 22. The mirror is then in the position 13a shown in dashed lines in FIG. 5. The arms 18 and 20 could also have different lengths and the movements of the arms do not have to be 90 ". Only the right angle formed by the two arms in the position in which the mirror transmits an image to the associated camera lens is essential .
As a result of the device described, which works on the principle of the Maltese cross, the position of the mirror 13 is so precisely defined during its use that the image recorded with its help always has the same position relative to the image recorded by the other camera.
The invention is in no way bound to the exemplary embodiment. It is Z. B. possible to arrange more than 2 cameras on top of each other, and the most distant camera can be placed in such a way that the image fed to it is not transmitted via a mirror. The camera axes do not have to run parallel either below or with the plane of the objects to be imaged, and the axis about which the mirror can be pivoted does not have to be perpendicular to this plane.