DD201505A1

DD201505A1 - Optische anordnung,insbesondere fuer photogrammetrische geraete

Info

Publication number: DD201505A1
Application number: DD81232140A
Authority: DD
Inventors: Rolf Roeder; Werner Tiedeken; Rolf-Peter Mark
Original assignee: Rolf Roeder; Werner Tiedeken; Mark Rolf Peter
Priority date: 1981-07-28
Filing date: 1981-07-28
Publication date: 1983-07-20
Also published as: IT1156041B; FR2510745B1; JPS5827007A; FR2510745A1; DE3215348A1; IT8267865A0; DE3215348C2; JPH0249443B2

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine optische Anordnung zum wahlweisen gemeinsamen binokularen oder stereoskopischen Betrachten von an drei optischen Eingaengen anliegenden Bildern, insbesondere fuer photogrammetrische Geraete. Aufgabe der Erfindung war es, eine einfache, umschaltbare Einrichtung zu schaffen, mit der es moeglich ist, wahlweise einem stereoskopischen Bild ein drittes zu ueberlagern oder zwei oder drei Bilder binokular zu betrachten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemaess geloest, durch eine erste Prismenkombination, bestehend aus drei gleichen rhombischen Prismen (1,2,3) und einem Halbwuerfelprisma (4), eine zweite Kompensation, bestehend aus einem Halbwuerfelprisma (7) und einem Glasweg, wobei diese beiden Kombinationen unabhaengig voneinander oder gemeinsam um eine Achse (5,6) geschwenkt werden koennen, und zwei strahlversetzenden und -umlenkenden Halbwuerfelprismen (9,10). Die erfindung ist anwendbar in universellen photogrammetrischen Auswertegeraeten, die gleichzeitig als Kartenergaenzungsgeraet oder Auswertegeraet fuer Multispektralbilder dienen koennen. Fig. 1

Description

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Titel

Optische Anordnung, insbesondere für photogrammetrische Geräte

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine optische Anordnung zum wahlweise gemeinsamen, binokularen oder stereoskopischen Betrachten von an drei optischen Eingängen anliegenden Bildern, insbesondere für photogrammetrische Geräte· Die optischen Achsen der drei Eingänge liegen dabei parallel, in einer Ebene und symmetrisch zu der mittleren. Die Betrachtung erfolgt in herkömmlicher Weise durch zwei Okulare· Eine solche Einrichtung ist vorzugsweise anwendbar in universellen photogrammetrischen Auswertegeräten, die sowohl als Kartenergänzungsgerät, Interpretationsgerät für Multispektralaufnahmen als auch mit zusätzlichen Einrichtungen als Stereokomparator zum gemeinsamen Ausmessen von drei Bildern gleichzeitig dienen können.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Als Kartenergänzungsgerät bezeichnet man ein photogrammetrisches Auswertegerät, mit dem zwei Luftbilder stereoskopisch betrachtet werden können und gleichzeitig eine Karte in einem der beiden Okulare sichtbar gemacht wird· Damit kann die Aktualisierung von Karten anhand neuerer Luftbildaufnahmen in einfacher Weise durchgeführt werden· Ein solches Gerät ist z. B, aus der schweizerischen Patentschrift 600 305 bekannt· Bei dieser Lösung kann durch die Veröchie-

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bung eines Prismas zwischen zwei Betrachtungsarten (stereoskopische Abbildung der beiden Luftbilder und Einspiegeln der Karte in das rechte Okular bzw. rechtes Luftbild und Karte binokular) gewählt werden.

Es ist weiterhin ein Stereokompa^ator bekannt (DE-AS 1204840), bei dem drei Luftbilder zueinander orientiert und mittels eines kommutatorartig ausgebildeten, dreistufigen Umschalters wahlweise je zwei Bilder stereoskopisch betrachtet werden können. Ein binokulares Betrachten von zwei oder drei Bildern gleichzeitig bzw. ein Überlagern von zwei stereoskopisch gesehenen Bildern mit einem dritten ist nicht möglich.

Geräte zum Überlagern und binokulares Betrachten von zwei oder drei Luftbildern sind in der modernen Photogrammetrie, insbesondere zur Auswertung von Multispektralaufnahmen, in steigendem Maße notwendig.

Ziel der_Erfindung

Darum ist es das Ziel der Erfindung, ein universelles photogrammetrisches Auswertegerät zu schaffen, das z. B. gleichzeitig als Kartenergänzungsgerät und Interpretationsgerät für Miltispektralaufnahmen dienen kann.

V/es en der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist eine umschaltbare Einrichtung, die es ermöglicht, wahlweise einem stereoskopischen Bild ein drittes zu überlagern oder zwei oder drei Bilder binokular zu betrachten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine optische Anordnung zum wahlweisen gemeinsamen binokularen oder stereoskopischen Betrachten von an drei optischen Eingängen anliegenden Bildern, bei der die optischen Achsen der drei Eingänge parallel, in einer Ebene und symmetrisch zur mittleren V⁵T-I auf en. Die erfindungsgemäße Anordnung besteht aus einer ersten Prismenkombination aus drei gleichen rhombischen Prismen mit gleicher Hauptspiegelungsebene, deren Lichteintritts- und -austrittsflächen senkrecht zu den optischen Achsen stehen, und einer zweiten Kombination aus

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einem strahlablenkenden Element und einem Glasweg, wobei diese beiden Kombinationen unabhängig voneinander oder gemeinsam um eine koaxial zur mittleren optischen Achse liegende Achse schwenkbar sind· Diesen beiden Kombinationen ist mindestens ein außerhalb der optischen Achsen der drei Eingänge liegendes strahlversetzendes und -umlenkendes Element zugeordnet, dessen Hauptspiegelungsebene mit der Ebene der optischen Achsen der Eingänge zusammenfällt und dessen Lichtein- und austrittsflächen den beiden Kombinationen zugewandt sind, wobei die Lichteintrittsfläche der ersten Prismenkombination und die Lichtaustrittsfläche der zweiten Prismenkombination zugeordnet ist· Das erste und zweite rhombische Prisma der ersten Prismenkombination sind V-fb'rmig miteinander verbunden, wobei die Verbindungsfläche senkrecht zur optischen Achse des mittleren Eingangs steht, während die Lichteintrittsfläche des den Eingängen zugewandten ersten Prismas der optischen Achse eines äußeren Eingangs zugeordnet ist. Das dritte rhombische Prisma ist so an dem ersten rhombischen Prisma angebracht, daß seine Kanten parallel zu denen des ersten Prismas liegen und seine Lichteintrittsfläche der mittleren optischen Achse zugeordnet ist· Die zwischen dem ersten und dritten Prisma entstehende Trennfläche ist halbdurchlässig verspiegelt, während die zur Trennfläche parallele Fläche des dritten Prismas vollständig reflektierend ist. Das strahlablenkende Element der zweiten Kombination, das als Halbwürfelprisma ausgeführt ist, kann erfindungsgemäß wahlweise durch den Glasweg ersetzt werden. Weiterhin ist in den Strahlengang von zwei benachbarten Eingängen ein strahlenvereinigendes Element einschiebbar· Es ist vorteilhaft als strahlversetzende und -umlenkende Elemente zwei sich gegenüberstehende, mit den Hypothenusenflachen den beiden Kombinationen zugewandte Halbwürfelprismen vorzusehen· Es ist weiterhin von Vorteil, wenn zur Symmetrisierung der optischen Weglängen an der totalreflektierenden Fläche des dritten Prismas der ersten Prismenkombination ein Halbwürfelprisma angebracht ist· Dieses Prisma sowie die HaIb-

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wtirfelprismen der zweiten Kombination und der beiden strahlversetzenden und -umlenkenden Elemente haben aus dem gleichen Grunde höhere Brechzahlen als die rhombischen Prismen und der Glasweg·

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung lassen sich durch einfaches Umschalten die folgenden Betrachtungsarten realisieren:

(I) Bild 1 und 3 stereoskopisch. Bild 2 im linken oder rechten Okular

(II) Bild 1 und 2 oder 2 und 3 binokular

(III) Bild 1, 2 und 3 binokular.

AusfÜhrungsbeisgiel

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen

Figur 1: das Schema eines photogrammetrischen Auswertegerätes mit der erfindungsgemäßen Anordnung in der Betrachtungsstellung (I)

Figur 2: die Anordnung in Betrachtungsstellung (II) Figur 3: die Anordnung in Betrachtungsstellung (III) Figur 4: eine Seitenansicht der Kombination aus HaIbwürfelprisma und Glasweg

Die erfindungsgemäße optische Anordnung besteht aus den drei gleichen rhombischen Prismen 1, 2, 3 mit einem am Prisma 3 angebrachten Halbwürfelprisma 4, die miteinander fest verbunden und an der Drehachse 5 angebracht sind. An der zur Achse 5 koaxial liegenden Achse 6 sind ein Halbwürfelprisma 7 und ein Glasweg 8 versetzt zueinander befestigt, wie in Figur 4 dargestellt ist· Die sich gegenüberstehenden strahlversetzenden und -umlenkenden Elemente sind als Halbwürfelprisma 9, 10 ausgeführt· In Figur 1 ist die Betrachtungsstellung (I) dargestellt. Vom rechten Luftbild (Strahlengang 11), von der Körte (Strahlengang 12) und vom linken Luftbild (Strahlengang 13) kommt das Licht über UmIenkelemente 14, 15, 16, 17 bzw· einen Glasweg 18 auf drei Eingänge mit parallelen optischen Achsen 19, 20, 21· In den Strahlengängen 11, 12, 13 oder

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auch 19, 20, 21 befinden sich die nicht abgebildeten Objektive, die auch als Zoom-Objektive ausgeführt sein können· Desweiteren können dort Prismengruppen zur Bilddrehung bzw. zur Beseitigung von Verzerrungen angeordnet sein. An der halbdurchlässig verspiegelten Trennfläche 22 zwischen den Prismen 1 und 3 werden die vom rechten Luftbild und von der Karte kommenden Lichtstrahlen überlagert und anschliessend mittels des Prismas 2 auf das rechte Okular 23 gegeben. Die vom linken Luftbild kommenden Lichtstrahlen werden von der totalreflektierenden Hache 24 auf das Halbwürfelprisma 10 geworfen und von dort über das Halbwürfelprisma 7 auf das linke Okular 25 gegeben. Zur Angleichung der Intensität in den beiden Okularen 23, 25 ist am Prisma 7 ein 50 % absorbierendes Neutralglasfilter 26 angebracht. Mittels der dargestellten Anordnung sieht der Betrachter also die beiden Luftbilder stereoskopisch und die Karte im rechten Okular. Durch gemeinsames Schwenken der beiden Kombinationen 1,2, 3, 4 bzw. 7, 26 um 180° um die Achsen 5 bzw. 6 wird die Karte in dem linken Okular abgebildet. Im Kartenstrahlengang 12 kann noch eine Blende angebracht sein, mit der die Karte ausgeblendet wird. Durch den Luftweg zwischen den Prismen 4 und 10 bzw. 10 und 7 weicht die optische Weglänge von derjenigen der in den rhombischen Prismen 1, 2, 3 verlaufenden Lichtstrahlen ab, was durch eine höhere Brechzahl der Prismen 4, 7, 10 kompensiert wird. Figur 2 zeigt die Betrachtungsstellung (II). Die Lichtstrahlen von den Eingängen 20 (Karte) und 21 (linkes Luftbild) werden an der halbdurchlässig verspiegelten Fläche vereinigt und über Prisma 2 auf das linke Okular bzw. die totalreflektierende Fläche 24 und den eingeschwenkten Glasweg 8 auf das rechte Okular gegeben. Somit sieht der Betrachter das linke Luftbild und die Karte binokular. Die Überlagerung vom rechten Luftbild und Karte ist durch gemeinsames Verschwenken der beiden Kombinationen um 180° zu realisieren.

In Betrachtungsstellung (III), die in Figur 3 dargestellt ist, verbleibt die Anordnung in der Stellung (II). Zusätzlich wird jetzt ein strahlenvereinigendes Element 27 mit

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einer halbdurchlässig verspiegelten fläche 28 in den Strahlengang von zwei Eingängen 20, 21 gebracht und so die Überlagerung aller drei Eingänge für den Betrachter binokular sichtbar gemacht. Zur Angleichung der Integritäten befindet sich im Strahlengang des dritten Eingangs 19 ein 50 % absorbierendes Filter· Außerdem werden für den Zweck der Auswertung von MuItispektralaufnahmen in die Strahlengänge der drei Eingänge 19, 20, 21 noch Farbfilter mit entsprechenden Charakteristiken gebracht« Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt· Z, B. reicht auch ein Halbwürfelprisma 10 aus, das fest mit der ersten Prismenkombi"ation 1, 2; 3verbunden ist und mit dieser mitgedreht wird·

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Claims

.т. 2321 40 3 Erfindungsansgruch

1_# Optische Anordnung zum wahlweisen gemeinsamen binokularen oder stereoskopischen Betrachten von an drei optischen Eingängen anliegenden Bildern, insbesondere für photogrammetrisehe Geräte, wobei die optischen Achsen der drei Eingänge zueinander parallel, in einer Ebene und im wesentlichen symmetrisch zur mittleren der drei Achsen verlaufen, gekennzeichnet dadurch, daß eine erste Prismenkombination, bestehend aus drei im wesentlichen gleichen rhombischen Prismen (1, 2, 3) mit gleicher Hauptspiegelungsebene, deren Lichtein- und -austrittsflächen senkrecht zu den optischen Achsen stehen, und eine zweite Kombination, bestehend aus einem strahlablenkenden Element (7) und einem Glasweg (8), vorgesehen sind, daß diese beiden Kombinationen unabhängig voneinander oder gemeinsam um eine koaxial zur mittleren optischen Achse liegende Achse schwenkbar sind, und daß diesen beiden Kombinationen mindestens ein außerhalb der optischen Achsen der drei Eingänge liegendes, strahlversetzendes und -umlenkendes Element (9, 10) zugeordnet ist, dessen Hauptspiegelungsebene mit der Ebene der optischen Achsen der drei Eingänge zusammenfällt und dessen Lichtein- und -austrittsflächen den beiden Kombinationen zugewandt sind, wobei die Lichteintrittsfläche der ersten Prismenkombination und die Lichtaustrittsfläche der zweiten Kombination zugeordnet ist,

2, Optische Anordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das erste und zweite rhombische Prisma (1, 2) der ersten Prismenkombination V-förmig miteinander verbunden sind, wobei die Verbindungsfläche senkrecht zur optischen Achse (20) des mittleren Eingangs steht, während die Lichteintrittsfläche des den Eingängen zugewandten ersten Prismas (1) der optischen Achse eines äußeren Eingangs zugeordnet ist, daß das dritte Prisma (3) an dem ersten Prisma (1) angebracht ist, daß die

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Kanten des dritten Prismas (3) parallel zu den Kanten des ersten Prismas (1) liegen und seine Lichteintrittsfläche der mittleren optischen Achse (20) zugewandt ist, wobei eine Trennfläche (22) zwischen dem ersten und dritten rhombischen Prisma entsteht, welche halbdurchlässig verspiegelt ist, und daß die zur Trennfläche (22) parallele Fläche (24) des dritten Prismas vollständig reflektierend ist,

3. Optische Anordnung nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß das strahlablenkende Element (7) der zweiten Kombination durch Schwenken der zweiten Kombination wahlweise durch den Glasweg (8) ersetzt werden kann.

4. Optische Anordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß in den Strahlengang von zwei benachbarten optischen Eingängen ein strahlvereinigendes Element (27) einschiebbar ist.

5. Optische Anordnung nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß das strahlablenkende Element (7) der zweiten Kombination ein Halbwürfelprisma ist.

6_# Optische Anordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß zwei sich gegenüberstehende Halbwürfelprismen (9, 10) mit den beiden Kombinationen zugewandten Hypothenusenflachen als strahlversetzende und umlenkende Elemente vorgesehen sind.

7· Optische Anordnung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß zur Symmetrieierung der optischen Weglängen an der totalreflektierenden Fläche (24) des dritten Prismas (3) der ersten Prismenkombination ein Halbwürfelprisma (4) angebracht ist,

8. Optische Anordnung nach einem der vorigen Punkte , gekennzeichnet dadurch, daß die Brechzahlen der Halb würfelprismen (4, 7) der ersten Kombination und г?*»г zweiten Kombination sowie der strahlversetzenden und -umlenkenden Halbwürfelprismen (9, 10) höher sind als die der

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rhombischen Prismen (1, 2, 3) und des Glaswegs (8),

9· Optische Anordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß nur ein außerhalb der optischen Achsen der drei Eingänge liegendes, strahlversetzendes und -umlenkendes Element (10) vorgesehen ist, welches fest mit der ersten Prismenkombination (1, 2, 3) verbunden ist.

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