Vorrichtung zum Kopieren der aus einem Photostereogramm zu entnehmenden Oberfläche eines räumlichen Gebildes. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kopieren der aus einem Photostereo gramm zu entnehmenden Oberfläche eines räumlichen Gebildes mit einem Kopier system, das ein in beliebigen Richtungen be wegliches, zu sich selbst parallel geführtes Glied enthält und dessen Werkzeug oder Kopieträger mindestens an den Bewegungen dieses Gliedes innerhalb einer Ebene teil nimmt. Vorrichtungen dieser Art, entweder zum Kopieren im Raum oder zum Kopieren auf einer ebenen Fläche (je nachdem das Werkzeug an sämtlichen Bewegungen jenes Gliedes oder nur an den Bewegungen jenes Gliedes innerhalb einer Ebene teilnimmt), sind bereits mehrfach bekannt geworden.
Dabei handelt es sich immer um Vorrich tungen, bei denen die gegenseitige Lage der beiden auszuwertenden Photogramme bei der Aufnahme gewissen Bedingungen un terworfen war, damit ein Kopieren in fort laufenden Linienzügen stattfinden konnte.
Das Ziel der Erfindung ist, eine Vorrich tung zur Verfügung zu stellen, die ein fort- laufendes Kopieren der Oberfläche eines räumlichen Gebildes auch dann erlaubt, wenn die gegenseitige Lage der beiden Photogramme, aus denen dieses Gebilde zu entnehmen ist, bei der Aufnahme eine be liebige war.
Eine gemäss der Erfindung ausgestattete Vorrichtung weist die folgenden Merkmale auf: Ein binokulares Doppelfernrohr, dessen Standlinie durch ein Spiegelsystem auf ein Mehrfaches des Augenabst.ancles gebracht ist, ist um eine seiner Standlinie parallele Achse drehbar gelagert und enthiilt zwei Zielmarken in solcher Anordnung, dass die beiden Ziellinien mit der Standlinie eine Ebene (die Messebene)
bestimmen. Dabei sind die Eintrittsspiegel des Spiegelsystems derart ausgebildet und derart drehbar an geordnet, class eine Drehung jedes derselben eine Neigungsänderung der zugehörigen Ziellinie in' der Messebene zur Folge hat.
Das Doppelfernrohr ist mit jenem im Baum beliebig einstellbaren Glied des Kopier systems durch zwei Lenker verbunden, die an diesem Glied allseitig schwingbar ge lagert sind, während ihre Lagerung an dem Doppelfernrohr derart getroffen ist, dass je der von ihnen um eine zu der Messebene senkrechte Achse drehbar ist, wobei die durch die beiden Drehachsen bestimmte Ebene parallel der Standlinie des Doppel fernrohrs ist. Dabei sind die beiden Lenke je mit einem der beiden Eintrittsspiegel so gekuppelt, dass dieser Spiegel bei Drehung des zugehörigen Lenkers in der Messebene eine Drehung um den halben Drehwinkel erfährt, so dass also die zugehörende Ziel linie stets um den gleichen Winkel verdreht wird wie der Lenker. Die Anordnung ist so zu treffen, dass jeder Lenker der zuge hörenden Ziellinie parallel ist.
Dann wird in der Messebene jeweils durch die Projek tion der Lenker und durch die Verbindungs linie der Durchstosspunkte der Lenkerdreh achsen ein Dreieck bestimmt, das dem durch die Ziellinien und die Standlinie des Doppelfernrohrs bestimmten Messdreieck ähnlich ist. Weiter sind zwei Objektive, je eines vor einem der beiden Eintrittsspiegel, unabhängig von den Bewegungen des Dop pelfernrohrs allseitig einstellbar angeordnet. Jedes Objektiv bildet infolgedessen mit dem zugehörenden Einzelfernrohr ein Mikroskop zur Beobachtung des zugehörenden Photo grammes. Dabei ist jedes Photogramm der art mit dem zugehörenden Objektiv gekup pelt, dass es bei Einstellungen des Objektivs die gleichen Einstellungen erfährt.
Wird das Messdreieck so eingestellt, dass das Ziel- markenpaar nacheinander mit den einan der entsprechenden Bildern der Ober flächenpunkte des zu kopierenden Gebildes zusammenfallend gesehen wird, so erzeugt das Werkzeug auf dem Kopieträger die ver langte Kopie. Haben die beiden Objektive die gleiche Brennweite wie die entsprechen den Objektive bei der Aufnahme der beiden Photogramme, so ist beim räumlichen Ko pieren das kopierte Modell dem Ursprungs gebilde, oder beim ebenen Kopieren der ko pierte Plan dem entsprechenden Plan des Ursprungsgebildes ähnlich. Der Gebrauchs- wert der Vorrichtung bleibt derselbe, wenn der Kopieträger die Stelle des Werkzeuges einnimmt und also an den Bewegungen jenes Gliedes des Kopiersystems teilnimmt.
In diesem Fall müsste das Werkzeug fest an geordnet werden.
Eine Vorrichtung zum Kopieren, bei der ebenfalls zwei Lenker mit zwei Ziellinien so gekuppelt sind, dass beim Einstellen die ser Ziellinien auf zwei einander entspre chende Bilder der Oberfläche des zu kopie renden Gebildes das mit den Lenkern ver bundene Werkzeug auf dem Kopieträger den entsprechenden Modellpunkt angibt, ist be reits durch die österreichische Patentschrift Nr. 74283 bekannt geworden. Sie weist ge genüber einer gemäss der Erfindung ausge bildeten Vorrichtung den Unterschied auf dass im Falle der Auswertung von Photo grammen, die mit Objektiven von beliebiger Achse_nrichtung gewonnen sind, ein Kopie ren in fortlaufenden Linienzügen nicht mög lich ist.
Eine Vorrichtung zum Kopieren, die einerseits ein binokulares Doppelfernrohr mit zwei Zielmarken enthält, dessen Stand linie durch ein Spiegelsystem auf ein Mehr faches des Augenabstandes gebracht ist und das um eine seiner Standlinie parallele Achse drehbar gelagert ist, und bei der an derseits dieses Doppelfernrohr durch zwei Lenker mit einem im Raum beliebig ein stellbaren Glied des Kopiersystems verbun den ist., ist bereits im "Internationalen Ar chiv für Photogrammetrie", Bd. l11, S. 1,90 angegeben worden. Diese Vorrichtung setzt jedoch voraus, dass das zu kopierende Ge bilde selbst als Vorlage dient..
Ferner wird die Einstellung der Ziellinien durch eine Verschiebung der Zielmarken bewirkt. wo mit die Beschränkung auf ein verhältnis mässig kleines Gesichtsfeld verknüpft ist.
Fig. 1 und 2 zeigen in einer Aufriss- und in einer Grundrissansicht ein Ausführungs beispiel der Erfindung. das eine Vorrich tung zum fortlaufenden Kopieren beliebiger Linien der Oberfläche eines aus einem Photostereogramm zu entnehmenden räum- lichen Gebildes im Raum darstellt. In einem mit einer Grundplatte a verschraubten La gerbock a1 ist ein Lagerkörper a2 um eine der Grundplatte parallele Achse X-X dreh bar gelagert. An einer Gradteilung a3 des Lagerbockes a1 wird durch einen Zeiger a4 des Lagerkörpers a2 die jeweils eingestellte Neigung der Standlinie gegen die Horizon talebene angezeigt.
Eine Klemmschraube a5 dient dazu, den Lagerkörper a2 gegenüber dem Lagerbock a1 festzustellen. In dem Lagerkörper a2 ist ein binokulares Doppel fernrohr b drehbar gelagert, dass seine Dreh achse Y-Y seiner Standlinie parallel ist und die Drehachse X-X senkrecht schnei det. Die beiden Hälften des Doppelfernrohrs sind vom astronomischen Typus und enthal ten an optischen Gliedern je ein Objektiv b1, ein Okular b2. ein Pentagonalprisma b3 und drei einfache Spiegelprismen b4, b5 und b6. Diese optischen Glieder sind so an geordnet, dass die optischen Achsen beider Einzelfernrohre in ein und derselben Ebene liegen.
Dabei fallen diejenigen Teile der beiden optischen Achsen, die zwischen der, Prismen b3 und b4 liegen. mit der Dreh achse Y--Y des Doppelfernrohrs zusammen, während die zwischen den Prismen b5 und hl liegenden Teile der optischen Achsen eine Gerade bestimmen, die von der Drehachse Y-Y einen Abstand M hat. Auf der in der Brennebene des zugehörenden Okulars lie genden Austrittsfläche jedes Pentagonal- prismas b3 ist eine Zielmarke b7 so ange bracht, dass sie auf der zugehörenden opti schen Achse liegt. Die durch diese Ziel marken bestimmten Ziellinien fallen also je mit der zugehörenden optischen Achse zu sammen.
Damit die Ziellinien in der durch die optischen Achsen bestimmten Ebene (der Messebene) eine Neigungsänderung er fahren können, ist das Prisma b6 (das Ein trittsprisma) jedes Einzelfernrohrs um eine auf der Messebene senkrecht stehende Achse Z-Z drehbar angeordnet. Aus einem später zu erörternden Grunde hat diese Achse von dem zwischen den Prismen b5 und b6 lie genden Teil der optischen Achse einen Ab- stand voll 2 m und liegt im übrigen so, dass sie in der Mittelstellung des Eintrittspris- mas - in der die Ausblickrichtung der Ein blickrichtung parallel und entgegengesetzt gerichtet ist - von der zugehörenden opti schen Achse geschnitten wird.
Die Grund platte a trägt ferner ein räumliches Kreuz schlittensystem, das aus einem Höhen schlitten A', einem Breitenschlitten B1 und einem Tiefenschlitten Cl in solcher Anord nung bestellt, dass die Verschiebungsrich tung des Tiefenschlittens (die Tiefenrich tung) mit der Dreilachse X-X des Lager körpers a2 zusammenfällt. Der oberste Schlitten des Kreuzschlittensystems, cl. i. der Höllenschlitten Al. ist mit einem durch eine Klemmschralube cl feststellbaren Kopier werkzeug, einem spitzen Stift c2, ausgestat tet. Der zeugehörige Kopieträger ist ein auf der Grundplatte a befestigter Block c3 aus plastischem Material. Der Höhenschlitten A1 trägt zwei Handhaben d, mittelst deren die drei Schlitten A1, B1 und C1 von dem Beobachter am Doppelfernrohr b während des Beobachtens beliebig verschoben wer den können.
Durch eine Klemmschraube d1 kann der Höhenschlitten Al auf dem Brei tenschlitten ss1. durch eine Klemmschraube d2 kann der ssreitenschlitten auf dem Tie fenschlitten C1, und durch eine Klemm schraube d3 kann der Tiefenschlitten auf der Grundplatte a festgestellt werden. An einer Skala d0 der Füllrung des Höhenschlittens auf dem Breitenschlitten wird dabei durch die Oberkante des Höhenschlittens die Höhe des Stiftes c2 über der durch die Standlinie des Doppelfernrohrs b bestimmten Horizon talebene angezeigt. Zwei Lenker e1 und e2 dienen dazu,. das Kreuzschlittensystem mit dein Doppelfernrohr zci kuppeln.
Sie sind an dem Doppelfernrohr um zwei Achsen Tr----TI drehbar gelagert, die den Drehachsen r-Z der Eintritfsprismen b' parallel sind und in einer Ebene liegen, die der durch < sie Drehachsen Z-Z bestimmten Ebene pa- rallei ist. Sie sind ferner in zwei Kugeln (1 verschieblich gelagert, die in festen La gern /= allseitig drehbar sind.
Das zu dem Lenker e1 gehörende Lager f2 sitzt fest auf einer Platte g, die auf dem Höhenschlitten A1 um eine in der Tiefenrichtung liegende Achse V-V drehbar gelagert ist, und durch eine Klemmschraube g' auf dem Höhen schlitten fesgestellt werden kann. Das zu dem Lenker e' gehörende Lager f2 wird von einem Zwischenschlitten h getragen, der in der Richtung der Standlinie des Doppel fernrohrs auf der Platte g einstellbar ist. Dabei ist die Anordnung so getroffen, dass die Verbindungslinie der Mitten der beiden Kugeln f1 der Verschiebungsrichtung des Zwischenschlittens h parallel ist. Der Zwi schenschlitten h ist mit einem Zeiger h1 ver sehen, durch den an einer Skala h2 der Plätte f die Verschiebungen des Zwischen schlittens aus seiner Nullstellung angezeigt werden.
Sind die beiden Lenker einander parallel, so wird der Wert Null angezeigt. Durch eine Klemmschraube h3 kann der Schlitten h auf dem Höhenschlitten A1 fest gestellt werden. Das Verhältnis der an der Skala, h2 angezeigten Länge zu dem gegen seitigen Abstand der beiden Drehachsen Z-Z ist der Massstab der Kopie. Sind die beiden Lenker horizontal so zeigt die Ober kante des Höhenschlittens an der Skala d den Wert Null an. Jeder Lenker ist. mit dem zugehörenden Eintrittsprisma b6 so gekup pelt, dass eine Drehung des Lenkers um seine Drehachse U-U eine halb so grosse Drehung des Eintrittsprismas um seine Drehachse Z-Z und damit eine gleichgrosse Drehung der entsprechenden Ziellinie in der Messebene verursacht.
Zu dem Zweck ist jeder Lenker mit einer Scheibe i1 und jedes Eintrittsprisma mit einer Scheibe i2 vom doppelten Durchmesser der Scheibe i' fest verbunden, und (im die beiden Scheiben ist ein Stahlband i3 gelegt. Dabei ist die Kupp lung so getroffen, dass jeder Lenker der ent sprechenden Ziellinie parallel ist. Diese Pa rallelität wird bei jeder Bewegung der Schlitten A1, B1 und C1 aufrechterhalten, so dass die Stellun n des Stiftes c2 auf dem Block e2 stets dem Schnittpunkt der beiden Ziellinien entspricht. Auf der Grundplatte a sind zwei L agerböcke k in der Breitenrich tung einstellbar angeordnet, von denen jeder durch eine Klemmschraube k1 auf der Grundplatte feststellbar ist. In jedem dieser Lagerböcke ist mit Nut und Feder in der Höhenrichtung einstellbar eine Säule l an geordnet, die durch eine Klemmschraube L1 an dem Lagerbock feststellbar ist.
Auf jeder Säule L ist ein gabelförmiger Träger in um eine Achse W-W drehbar gelagert, die in der Höhenrichtung liegt und die Drehachse Y-Y des Doppelfernrohrs b schneidet. Durch eine Klemmschraube m1 kann der Träger in auf der Säule l festgestellt werden. Dabei zeigt ein Zeiger m2 des Trägers m einer Gradteilung l2 der Säule die jewei- an einer Gradteilng l2 der Säule die jewei lige Stellung des Trägers gegenüber der Säule an. In jedem Träger m ist um eine die Drehachse W-W des Trägers senkrecht schneidende Achse R-R ein Gehäuse n drehbar gelagert, das durch eine Klemm schrauben' an dem Träger feststellbar ist. Dabei wird an einer Gradteilung n2 dieses Gehäuse durch einen Zeiger m3 des Trägers m die jeweilige Stellung des Gehäuses gegenüber dem Träger angezeigt.
In jedem Gehäuse n ist ein Objektiv n3 fest so angeordnet, dass sein vorderer Hauptpunkt mit dem Schnitt punkt der Drehachsen W-W und R-R zu sammenfällt und dass seine Achse die Dreh achse R--R des Gehäuses n senkrecht schneidet. Ferner ist in jedem Gehäuse ein Rahmen o, in dem eines der beiden auszuwertenden Negative o' eingespannt ist, drehbar so gelagert, dass seine Dreh achse mit der Objektivachse zusammenfällt. Eine Klemmschraube o2 dient-dazu, den Rah men o an dem Gehäuse n festzustellen.
Da bei gibt clcr Zeiger o des Rahmens an einer Gradteilung n' des Gehäuses<I>n</I> die jeweils Eingestellte Verkantung des eingespannten Negativs o' an. Die Verkantung Null wird angezeigt, wenn der Plattenhorizont senk recht' zur Höhenrichtung gerichtet ist.
Gibt der Zeiger in-' ah der Gradteilung v= den Wert-Null an, so steht die Achse des Objek tivs n auf der Höhenrichtung senkrecht. Wird dabei durch den Zeiger -Eia= an der Gradteilung L2 der Wert Null angegeben, so fällt die Achse des Objektivs n3 in die Tiefenrichtung.
Zufolge der gewählten Lage des Objektivs n3 und der Drehachsen W-W, Y-Y, Z-Z und R-R wird erreicht, dass die Ziellinie des zugehörenden Einzelfernrohrs bei jeder Stellung des sie steuernden Len kers innerhalb der praktisch vorkommen den Grenzen ungefähr durch den vorderen Hauptpunkt des Objektivs n3 geht, so dass also stets ungefähr die volle Öffnung des Objektivs n3 ausgenutzt wird.
Statt der gemeinsamen, durch die Hand griffe d verkörperten Treibvorrichtung der drei Schlitten Al, B1 und Cl könnte auch für jeden dieser Schlitten eine besondere Treib- vorrichtung vorgesehen werden. Diese Treibvorrichtungen wären dann vorteilhaft, so anzuordnen, dass der Beobachter zwei da von mit seinen Händen betätigen könnte.
Um die Vorrichtung gebrauchsfertig zu machen, ist zunächst der Schlitten h auf der Platte g in derjenigen Lage festzustellen, in der der Zeiger h1 an der Skala h2 den Wert Null anzeigt, während der Höhen schlitten A1 auf dem Breitenschlitten B1 in derjenigen Lage festzuklemmen ist, in der seine Oberkante an der Skala d0 den Wert Null anzeigt. Nachdem so die beiden Lenker e1 und e2 in eine solche Lage gekommen sind, dass sie einander pa rallel und horizontal sind, sind sie durch Einstellen des Breitenschlittens B' so zu richten, dass sie in der Tiefenrichtung liegen. Dabei gelangt jedes der beiden Eintritts prismen b6 in seine Mittelstellung, in der die zugehörende Ziellinie in der Tiefenrich tung liegt.
Darauf ist das Doppelfernrohr b durch eine Drehung des Lagerkörpers a2 um seine Achse X-X so einzustellen, dass an der Gradteilung a3 durch den Zeiger a4 der Neigungswinkel der Aufnahmestandlime gegen die Horizontalebene angegeben wird. Zufolge der Kupplung zwischen dem Dop pelfernrohr b und der Platte g durch die Lenker erfährt dabei die Platte g eine gleiche Drehung und die Achse V-V. Nach beendigter Einstellung sind die Klemm- schrauben a5 und g1 festzustellen.
Alsdann sind die gabelförmigen Träger an auf den Säulen L in derjenigen Lage festzustellen, in der die Zeiger m2 an den Gradteilungen l2 den Wert Null anzeigen, und sind ferner die Gehäuse<I>n</I> auf den Trägern in in derjenigen Lage festzustellen, in der die Zeiger m3 an den Gradteilungen n2 den Wert Null an zeigen. Dadurch kommen die Objektiven n3 in eine solche Lage, dass ihre Achsen in die Tiefenrichtung fallen. Weiter sind die Trä ger m durch Einstellen der Lagerböcke k in der Breitenrichtung und der Säulen l in der Höhenrichtung in diejenige Lage zu brin gen, in der die Achsen der Objektive n3 mit den Ziellinien des Doppelfernrohrs zu sammenfallen, worauf die Klemmschrauben k1 und l1 anzuziehen sind.
Darauf sind nach Lösen der Klemmschrauben m1 die Träger ne so einzustellen, dass ihre Zeiger m2 an den Gradteilungen l2 diejenigen Winkel an zeigen, die bei der Aufnahme die Horizon talprojektionen der Objektivachsen mit der in der Horizontalebene liegenden Senkrech ten zur Standlinie eingeschlossen haben. Ferner sind nach Lösen der Klemmschrau ben n1 die Gehäuse n so einzustellen, dass an ihren Gradteilungen n' durch die Zeiger m3 diejenigen Winkel angezeigt werden, unter denen bei der Aufnahme die Objek- tivachsen gegen die Horizontalebene ge neigt waren.
Dadurch gelangen die Achsen der Objektive n' in die gleiche räumliche Lage in bezug auf die Standlinie des Dop pelfernrohrs, die die Achsen der Aufnahme objektive zur Aufnahmestandlinie hatten.
Nach dieser Einstellung sind die Klemm schrauben m' und n' wieder anzuziehen. Darnach sind die Negative o' so in den Rah men o zu befestigen, dass ihre Schichtseiten den Objektiven n 3 zu,eN\-anctt sind, und sind ferner die Rahmen o in den Gehäusen -.n mittelst der Klemmschrauben o= in der jenigen Lage festzustellen, in der ihre ,Zei ger o' an den Gradteilungen 7a4 die Verkan- tungen der Kammern bei der Aufnahme an zeigen.
Wird endlich noch der Schlitten 1z so eingestellt., dass sein Zeiger la' an der Skala h2 den im Kopiermassstab gemesse nen Wert der Standlinie bei der Aufnahme anzeigt, und in dieser Lage durch die Klemmschraube h3 festgestellt, so ist die Vorrichtung gebrauchsfertig. Je nachdem welche von den drei Klemmschrauben d', d2 und d3 des Kreuzschlittensystems A1, B1, C1 angezogen ist, je nachdem also der Hö henschlitten A1, der Breitenschlitten ss1 oder der Tiefenschlitten C1 festgestellt ist, kön nen Höhenlinien, Breitenlinien oder Tiefen linien kopiert werden.
Sind sämtliche drei Klemmschrauben gelöst, so können belie bige Linien der Oberfläche kopiert werden. Zum Gebrauch ist das Kreuzschlittensystem mittelst der Handgriffe rl von dem Beob achter am Doppelfernrohr b so zu bewegen, dass das Zielmarkenpaar b7 nacheinander mit den einander entsprechenden Bildpunk ten der Negative o1 zusammenfallend ge sehen wird. Die dabei von dem Werkzeug c2 auf dem Kopieträger cl beschriebene Ko pie wird dem durch die Negative bestimm ten räumlichen Gebilde ähnlich, wenn die Brennweiten der Objektive n3 gleich den Brennweiten der Aufnahmeobjektive ge wählt sind.
Der Zeichnung ist der einfachste Fall, der bei der Aufnahme möglich ist - der so genannte Normalfall - zugrunde gelegt. bei dem die Standlinie horizontal ist, und die Objektivachsen horizontal und senk recht zur Standlinie gerichtet sind. Dabei wird an den Gradteilungen a3, l2 und n2 der Wert Null angezeigt. In Fig. i ist vor dem linken Einzelfernrohr der Einfachheit hal ber das Gehäuse n mit dem Objektiv n3 und dem Negativ o1 weggelassen worden.
Würde man (las Doppelfernrohr b mit nach vorwärts gerichtetem Ausblick aus statten, so wären die Spiegelprismen b5 und b6 entbehrlich. Dann würden die Spiegel prismen b1 die Eintrittsprismen. vor denen die Gehäuse n reit den Objektiven und den Photogrammen anzuordnen wären. Würfle man in diesem Falle die Lenker mit den Prismen b4 so kuppeln wollen, dass die Ziel linien den Lenkern stets parallel bleiben. so wäre, wie sich durch eine einfache Über legung ergibt, die Verwendung von Diaposi tiven erforderlich.
Die erwünschte Beibe haltung von Negativen würde eine solche Kupplung zwischen den Prismen b<B>'</B> und den Lenkern erfordern, dass eine Abwei chung jedes Lenkers von der Tiefenrichtung aus gerechnet nach der einen Seite eine gleicbgrosse Abweichung der zugehörenden Ziellinie nach der entgegengesetzten Seite zur Folge hätte.
Eine entsprechende Vorrichtung zum Aufzeichnen von Höhenschichtplänen würde gegenüber der beschriebenen, für das Ko pieren im Raum bestimmten Vorrichtung lediglich die folgenden Abänderungen er fordern: An die Stelle des Kopieträgers c tritt ein zur Höhenrichtung senkrechtes Zeichenbrett und an die Stelle des Werk zeugs c2 ein Zeichenstift.. Dieser Zeichenstift ist an dein Breitenschlitten B' zu befestigen.