DE2259476C3 - Instrument zum Übertragen graphischer Daten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Instrurent /um Übertra gen graphischer Daten von einer graphischen Darstel

■40 lung auf eine /weite graphische Darstellung, bestehenil aus einer optischen Einrichtung zum gleichzeitigen Betrachten der beiden graphischen Darstellungen in überlagerter Beziehung, einer Halterung zur Aufnahme der ersten graphit hen Darstellung und einem Gestell

4Ί zum Aufhängen der optischen Einrichtung über einer zur Aufnahme der /weiten graphischen Darstellung vorgesehenen Fläche unter Freilassung eines Zwischenraumes, der die Eintragung von Information in die zweite graphische Darstellung von Hand ermöglicht.

Vi Bei einem aus der US-PS 23 70 143 bekannten Instrument der vorgenannten Art besteht die optische Einrichtung aus einem Spe/ialprisma mit einer Betrachtungsöffnung, über die ein Beobachter gleichzeitig einander entsprechende Bereiche der beiden graphi

■. sehen Darstellungen in überlagerter Beziehung betrach ten kann, wobei jedoch an das Adaptionsvermögen des Auges des Beobachters hohe Anforderungen gestellt werden. Die Durchführung von kartographischen Arbeiten unter Verwendung der bekannten Vorrichtung

mi ist daher außerordentlich ermüdend und anstrengend.

Aus »Photogrammetric Engineering« 1967, Heft 33, Seiten 211—214, ist ein Instrument bekannt, das die gleichzeitige Betrachtung einer Radarphotographie und einer Landkarte gestaltet. Dabei wird mittels einer

M aufwendigen Projcklionsoptik auf einen Projektionsschirm ein Bild der Radarphotographie geworfen. Das Projektionsbild der Radarphotographie und die Landkarte werden gleichzeitig mittels eines Strahlenteiler-

prismas direkt beobachtet. Dabei treten schnell Ermüdungserscheinungen auf, da das Projektionsbild im Vergleich zum Originalbild Unscharfen aufweist.

Bei kriminalistischen Untersuchungen sowie bei der Montage von Miniaturbauelementen werden zum Identitätsvergleich zweier gleichartiger Objekte Vergleichsmikroskope verwendet, wobei mit einem Okular die von zwei Objektiven erzeugten Bilder der Vergleichsobjekte betrachtet werden können. Vergleichsmikroskope sind für kartographische Arbeiten völlig ungeeignet, weil sie weder Einrichtungen zur Maßstabanpassung noch Einrichtungen zur Beseitigung von Verzerrungen aufweiten und darüber hinaus auch nicht für die Übertragung von Einzelheiten von beispielsweise einem Luftbild auf beispielsweise eine Landkarte ausgelegt sind.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Instrument der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine rasche maßstabsgetreue Überlagerung von Bildern der beiden graphischen Darstellungen sowie eine ermüdungsfreie Betrachtung der einander übe. lagerten Bilder ermöglicht.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Instrument der eingangs genannten Art, das erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß die optische Einrichtung ein entlang einer ersten optischen Achse angeordnetes erstes Abbildungssystem sowie ein entlang einer zweiten optischen Achse angeordnetes zweites Abbildungssystem, einen beiden optischen Systemen gemeinsamen Strahlenvereiniger, ein beiden optischen Systemen gemeinsames Okular, eine in einem der beiden optischen Systeme angeordnete, kontinuierlich verstellbare Bildvergrößerungseinrichtung und eine in einem der beiden optischen Systeme angeordnete Anamorphoteinnchtung enthält, die Bildebenen der beiden optischen Systeme zusammenfallen und die Objektebene des einen optischen Systems mit der in der Halterung befindlichen einen graphischen Darstellung zusammenfällt, währer i die Objektebene des anderen optischen Systems mit der Fläche zur Aufnahme der anderen graphischen Darstellung zusammenfällt.

Mit dem Instrument nach der Erfindung lassen sich kartographische Arbeiten mit hoher Genauigkeit ermtidungsfrei durchführen Das Instrumentengestell mit der optische.! Einrichtung ν ird einfach auf beispielsweise eine Landkarte gestellt und durch entsprechende Verschiebung des Gestells auf der Landkarte sowie durch entsprechende Betätigung der Bildvergrößerungseinrid.'ung sowie der Anamorphot einrichtung wird dann fur eine genaue Überlagerung von einand-r entsprechenden Punkten auf der Landkarte und beispielsweise einem am Gestell gehalterten Luftbild gesorgt.

Zur Erhöhung de s Bedienungskomforts kann in einem der beiden optischen Systeme auch eine Bilddreheinrichtung angeordnet werden, wodurch eine Überlage rung von einander entsprechenden Punkten der beiden graphischen Darstellungen ohne Verschiebung des Instrumentengestells durchgeführt werden kann.

Zweckmäßigerweise wird auch eine Vorrichtung zum Verschieben eines Teils einer der beiden optischen Achsen quer zur entsprechenden Objcklebene vorgese* hen, so daß die in der betreffenden Objektebene vorgesehene graphische Darstellung ohne Verschiebung des Instruments abgetastet werden kann.

Das Instrument nach der Erfindung kann auch mit einem dritten Abbildungssystem zur Verarbeitung von Stereobildern ausgerüstet werden.

Die Erfindung wird nun näher anhand von Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 ist eine schaubildliche Darstellung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, wo-■; bei ein Teil eines Objekttisch^ fortgelassen ist, um das darunterbefindliche Beleuchtungsgitter zu zeigen.

F i g. 2 ist eine schaubildliche Ansicht eines weiteren photographischen Objekttischs, der in Verbindung mit dem Gerät aus F i g. 1 verwendet werden kann,
ίο Fig.3 ist eine schaubildliche und schematische optische Darstellung der Anordnung optischer Bauelemente, die bei dem Ausführungsbeispiel aus F i g. 1 verwendet werden können.

Fig.4 ist eine schematische Darstellung des Geräts ι -. zur Strahlaufspaltung und Strahlvereinigung, mit dessen Hilfe ein Stereo-Bild erzeugt werden kann.

F i g. 5 ist eine schaubildliche Darstellung einer Linsenbefestigung, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.

in F i g. 6 ist ein Schnitt durch einen Mechanismus, durch den die Haupt-Strahlaufspaltungsvornch.ung der vorliegenden Erfindung gegen ein weiteres optisches Element leicht ausgetauscht werden kann.

Fig. 7 zeigt einen weiteren photographischen Obi-, jekttisc!..

Fig.8 zeigt schaubildlich eine weitere Montierungsvorrichtung für den Objekttisch aus F i g. 7.

F ι g. 9 ist eine schematische Seitenansicht einer Halterungsvorrichtung für Film-Rollenmaterial,
to Fig. 10 ist ein Schnitt durch das optische System,das auf den photographischen Objekttisch ausgerichtet ist.

Fig. Il ist ein Ausschnitt aus Fig. 10 und zeigt das Lager für den Rhomboidausleger.

Fig. 12 ist eine Schnittdarstellung und zeigt die (■ Okulare und das optische System zur Betrachtung der Manuskriptkopie.

Fig. 13 zeigt das Gerät zur Beleuchtung der Manuskriptkopie.

Fig. 14 ist eine Aufsicht auf die Okulare und das 4ii erfindungsgemäße Gerät zur Strahlaufspaliung und Strahlvereinigung.

Fig. 15 zeigt als Seitenriß eine abgewandelte Montierungsvorrichtung für das erfindun^sgemäße Gerät.

r, Fig. 16 ist ein Schaltdiagramm der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung:

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen

,Ii Geräts 10 zur Übertragung von Daten ist in F i g. 1 gezeigt, wobei ein photographischer oder eingangsseitiger Montierungs-Objekt.isch 12 verschiebbar durch ein Instrumentengestell 14 gehalten wird und dadurch in die Brennebene eines optischen Systems gebracht werden

.-. kann, das in einem Gehäuse 16 montiert und ausgerichtet ist. Das Instrumentengestell 14 wird von einem Leichtbaurahmen 18 getragen,der mit Gleilfüßen 20 aus einem flatten und keine Markierungen hinterlassenden Material mit niedrigem Reibungskoeffi-

Wi zienten versehen ist. Die Gleitfüße 20 stehen auf einer Manuskriptkopie (nicht dargestellt), beispielsweise einer Landkarte oder einer anderen Darstellung graphischer Daten, z. B. einer Photographic, wie sie auf dem Objekttisch 12 angebracht sein kann. Ein

M elektrisches Netzanschlußteil 22 ist an der Rückseite des Geräts vorgesehen und enthält Steckbuchsen für die Lampen 24 und 26, die zur Beleuchtung einer Photographic oder einer Manuskriptkopic dienen.

Optische Sys lerne

Die Grundausführung des Instruments enthält im wesentlichen zwei optische Systeme, die schematisch in Fig.3 gezeigt sind. Auf dem Objekttisch 12 befindet sich eine Photographie 30 und wird durch geeignete Vorrichtungen, die noch näher erläutert werden, beleuchtet. Lichtstrahlen laufen von der Photographie 30 entlang der optischen Achse 28 und werden von einem Spiegel 32, der in einem Rhomboidausleger 33 (Fig. 1) montiert ist, in ein Objektivlinsensystem 34 umgelenkt, das ein erstes Bild der Photographie 30 liefert. Eine weitere reflektierende Oberfläche 36 befindet sich hinter dem Linsensystem 34 und lenkt das Licht in eine Zoom-Vorrichtung 38 ab. Bekanntermaßen bietet, ein Zoom-System eine kontinuierliche und variable Auswahl verschiedener Vergrößerungen eines bestimmten Bereichs, so daß der Bedienungsmann eine beliebige Vergrößerung aus diesem Bereich frei wählen kann.

Die aus dem Zoom-System 38 austretenden Strahlen werden von einer Kollimatorlinse 40 parallel gemacht. Dann laufen sie durch ein anamorphisches oder Verzerrungselement 42, mit dem der Bedienungsmann die Strahlen nach Wunsch dehnen kann. Darauf folgt das Dekollimator-Linsensystem 44, dessen hintere Brennebene mit den Brennebenen 45,46 der Okulare 48, 50 zusammenfällt. Ein Kollimieren der Strahlen ist vor dem Verzerrungselement erforderlich, damit die Strahlen bei ihrem nicht-senkrechten Einfall auf ein anamorphisches oder Zerrprisma 264 einheitlich beeinflußt werden; Prisma 264 ist in Fig. 10 dargestellt und bildet einen Teil des Elements 42. Vor Erreichen der Brennebenen 45, 46 werden die Strahlen durch eine Bild-Drehvorrichtung, etwa ein Pechan-Prisma 52 geleitet. Die Strahlen werden erst nach oben und dann durch den Prismensatz 54 seitwärts abgelenkt und treten von der Seite in die Strahlspaltungsvorrichtung 56 ein. Dort spaltet eine teilreflektierende Oberfläche 58. die vorzugsweise gleiches Verhältnis für Durchlassigkeit una Ketiexion aufweist, die Strahlen in zwei Anteile auf. wobei der eine Anteil hindurchgelassen wird und nach Ablenkung durch einen Spiegel 60 in der Brennebene 45 des linken Okulars 48 fokussiert wird. Der reflektierte Anteil der Strahlen wird durch die Spiegel 62,64 zweimal abgelenkt und in der Brennebene 46 des rechten Okulars 50 gebündelt.

Das andere optische System erzeugt ein Bild der Manuskriptkopie 70 und überträgt es in der Weise, daß es mit dem Üild des ersten optischen Systems kombiniert werden kann. Die Manuskriptkopie wird im folgenden als Landkarte bezeichnet, da ein hauptsächliches Anwendungsgebiet des vorliegenden Geräts die Revision von Landkarten durch Übertragung von Daten aus laufenden Luftaufnahmen betrifft

Eine Lasidkarten-Objektivlinse 72 sammelt die von der Landkarte 70 ausgehenden Lichtstrahlen und führt sie längs der optischen Achse 74. Dann Iaufen die Lichtstrahlen durch Übertragungslinsen 76, 78 und werden durch die zugehörigen Spiegel 80 und 82 zur Strahlspaltungsvorrichtung 56 hin abgelenkt

Dort werden die Strahlen durch die teilreflektierende Oberfläche 58 in zwei Strahlenbündel aufgeteilt, von denen das eine in den. Spiegel 60 und von dort zur Brennebene 45 reflektiert wird, die einerseits die hintere konjugierte Brennebene der Übertragungslinse 78 und gleichzeitig die vordere konjugierte Brennebene des linken Okulars 48 ist Das andere Strahlenbündel, das durch die teilreflektierende Oberfläche 58 hindurchgeht, wird durch die Spiegel 62 Und 64 zweimal abgelenkt und in der Brennebene 46 fokussiert, Wo es durch das rechte Okular 50 betrachtet werden kann.

Auf diese Weise werden also sowohl das Bild der Photographie 30 als auch der Landkarte 70 zu den Okularbrennebenen 45₍ 46 übertragen und können dort gleichzeitig beobachtet werden, wodurch Unterschiede zwischen beiden Bildern festgestellt und auf Wunsch des Bedienungsmanns als Zufügungen oder Auslassungen in die Ausgangsdarstellung aufgenommen werden können.

Betrieb

Beim Betrieb werden entsprechende Ausschnitte aus der Landkarte und der Photographie vor die entsprechenden Objektivlinsen 34 und 72 gebracht Dann wird die Vergrößerung durch das Zoom-Svstem 38 eingestellt. Das Bild kann durch das Pechan-Prisma 52 so lange gedreht werden, bis zwei oder mehr Landkartenpunkte, die auch auf der Photographie identifiziert werden können, mit den entsprechenden Eingabepunkten zur Deckung gebracht sind.

Dann ist es dem Bedienungsmann ein leichtes Ausmaß und Richtung der Bildverschiebung festzustellen, die bis zur vollständigen Bildüberdeckung erforderlich ist ^falls überhaupt eine solche Identität vorhanden ist Das Verzerrungselement 42 kann dann um einen geeigneten Azimuthwinkel gedreht und die Verzerrungsprismen 264 gegeneinander verschoben werden, Um eine geeignete Bildstreckung für eine letztliche Übereinstimmung zu erzielen. Die Verzerrungskorrektur kann weitere Justierungen der Vergrößerung oder Bilddrehung notwendig machen, jedoch läßt sich in kurzer Zeit eine verallgemeinerte Justierung erreichen, durch die das Eingangsbild mit dem Bild der Ausgangsdarstellung so weit übereinstimmt, daß damit gearbeitet werden kann.

Nun braucht der Bedienungsmann nur noch wie im Falle der klassischen Camera Lucida die gewünschten Daten von der Photographie auf die Landkarte zu

UDenragcn unü Auslassungen uuu ixut ι ciiiui cn tjci

vorhandenen Daten in der Ausgabe geeignet zu notieren.

Mechanische Anordnung

Die mechanischen Anforderungen an das Instrument betreffen die Halterung für zwei Mikroskope. Das eine Mikroskop hat eine feste Bildzuordnung zur Landkarte oder zur Ausgangsaufzeichnung, während das «ndere einen variablen zugeordneten Objekttisch zum Anbringen der Photographie oder der Eingangsaufzeichnung enthält

Das Instrument muß vielseitig und modular aufgebaut sein, um die wesentlichen funktionellen Komponenten je nach den Anforderungen austauschen zu können. Beispielsweise sollte eine Ausführungsform photographischer Objekttische auf dem oberen Rahmengestell montiert sein, um wahlweise undurchsichtige photographische Drucke mit Magneten oder Klebeband, durchsichtige Filme mit Magneten oder Klebeband, Gl2sdiapositive und Filmrollenmaterial anbringen zu können. Wenn es sich um undurchsichtige Photographien handelt, müssen Vorrichtungen vorgesehen sein, um sie von der Betrachtungsseite her ausleuchten zu können. Wenn das Eingangsbildmaterial durchsichtig ist, muß es durchstrahlt werden, so daß Beleuchtungsvorrichtungen auf der Rückseite vorgesehen sein müssen, beispielsweise ein in den Photomontierungsrah-

men eingebautes Kaltkathodengittef; Um eine fortlaufende Beobachtung benachbarter Photoausschnitte zu ermöglichen, muß der Objekttisch oder mindestens die Photographic vertikal bewegt werden können; ein Rhomboidaüslegeri der die Objektivlinse 34 trägt, kann gedrel'ii' werden und liefert damit die waagerechte Abtastung.

Mehrere verschiedene Rhomboidausleger können an der Rhomboidauslcger-Montagchaiterung gegeneinander ausgetauscht werden, wobei jede Rhomboidhalte· rung ein Objektiv mit unterschiedlicher Vergrößerung enthält. Jedes Objektiv liefert in Verbindung mit dem VergröBerungsbereich des Zoom-Systems einen unterschiedlichen Maßstabsbereich, um eine Anpassung an die Landkarte zu ermöglichen. Jeder Rhomboidausleger benötigt Montierungsvorrichtungen für eine Vorsatzlinse, beispielsweise eine Verkieinerungsiinse rnii der Vergrößerung 1/2, um dadurch den Maßstabsbereich zu erweitern. Das Verzerrungssyslem und das Bilddrehsystem können beim Zusammenbau fortgelassen werden. falls ihr Vorhandensein für den gewünschten Verwen dungszweck des Geräts nicht unbedingt erforderlich ist.

Verschiedene Landkarten-Linsen Tl mit verschiedenen Vergrößerungen können gegeneinander ausgelauscht werden. Alle diese Linsen weisen einen Schärfenabgleich auf, um einen Tragrahmen genormter Höhe verwenden zu können.

Bei einem Ausführungsbeispiel des vorliegenden Instruments kann der Strahlspaltungskubus gegen einen zweiten ausgetauscht werden, der entweder aus klarem Glas besteht oder aber eine vollständig reflektierende Diagonale aufweist und mit der Strahlspaltungsvorrichtung zu einer Einheit verbunden oder verkittet ist, so daß beide in einem arretierten Gleitstück montiert sind. Durch Verschieben der Strahlspaltungsvorrichtung und damit zusammenhängendes Austauschen gegen den anderen Kubus können das optische System für das photographische Bild und das System für das Landkartenbild voneinander getrennt werden, wodurch das Instrument in ein etwas ungewöhnliches Stereo-Sichtgerät umgewandelt werden kann.

Ein weiteres Bauelement kann hinzugefügt werden, um die vereinigten Bildstrahlen von der Strahlspaltungsvorrichtung zu einem Kamerasystem anstatt zur Okularbrennebene abzulenken. Wenn also die Strahlen aus der Strahlspaltungsvorrichtung 56 austreten, können sie durch zusätzliche Spiegel in eines der üblichen photomikrographischen Kamerasysteme umgeleitet werden, um die überlagerten Bilder festzuhalten. Photographische Bildausgaben lassen sich durch verschiedene übliche Okularkameras über jedes der normalen Okulare 48,50 herstellen.

Montierungen für die Bildeingabe

Der photographischen Objektträger 12 ist in vereinfachter Form in Fig.2 dargestellt und besteht lediglich aus einer senkrechten Platte 112 aus magnetischem Material. Die Platte enthält Vorrichtungen, etwa einen Flansch 114 und eine Auflagefläche 116, die in Verbindung mit den Schienen 118, 120 einerseits eine Halterung für die Platte 112 und andererseits eine Gleitvorrichtung bilden, längs der die Platte 112 zur Strahlfokussierung bewegt werden kann. Es können auch andere lineare Halterungen, etwa ein Schubiadenzug zur Befestigung des photographischen Objekttischs verwendet werden. In der Platte kann eine Öffnung 122 vorgesehen sein, die dazu dient, einen durchsichtigen Film im durchscheinenden Licht anzubringen.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer einfachen Montierung zeijt Fig.7, bei der ein Rahmen 124 auf eitlem Flansch Π4 Und einer Auflagefläche ί 16, ähnlich den zuvor beschriebenen, montiert ist. Der Rahmen bildet eine halbkreisförmige Rille 126 zwischen Rahmenwand Und einem Ansatz 128. Ein kreisförmiger Einsatz 130 mit einem Rand 132, dessen' Querschnitt mit der Rille 126 übereinstimmt, kann in die Rille eingesetzt werden. Der Einsatz 130 enthält eine Öffnung 134, deren Größe und Form in etwa einem Glasdiapositiv entspricht, das in diese Halterung hineingeschoben werden kann. Um die Öffnung 134 herum sind Vorrichtungen vorgesehen, die als Halterung für das Diapositiv dienen, beispielsweise der Ansatz 136. der in Verbindung mit der Wand des Einsatzes 130 eine Rille zur Aufnahme des Diapositivs bildet, k h

h kann der "ahmen 124 auf di

Schienen 118, 120 aufgelegt werden, und in die halbkreisförmige Rille 126 wird ein Einsatz 130 mit einem Diapositiv eingeschoben. Der Einsatz 130 kann dann in der Rille 126 so gedreht werden, daß speziell zu untersuchende Bildpunkte in eine geeignete Beobachtungsstellung gebracht werden. Eine falsche Winkelausrichtung des Diapositivs kann am besten durch das Bilddrehprisma justiert werden, falls das Instrument mit einem solchen Prisma versehen ist.

Instrumente ohne Bilddrehvorrichtungen sollten vorzugsweise eine senkrechte Abtastvorrichtung enthalten, um die gewünschten Bildpunkte mit Punkten der Landkarte zur Deckung zu bringen. Eine solche Abtastvorrichtung ist in F i g. 8 gezeigt und enthält ein Element 138 mit einem Flansch 114 und einer Auflagefläche 116, die einen Längsschlitz 140 bilden. Spurhalte-Elemente 142 reichen von dem Element 138 an den Enden des Schlitzes 140 nach unten. Eine Einsatzaufnahmevorrichtung 144 mit einem Ansatz 128 bildet eine halbkreisförmige Rille 126, in die ein Einsatz 130 eingeschoben werden kann. Die Außenkanten 146 der Aufnahmevorrichtung 144 können in die Nuten der Sourhalte-Elemente 142 für eine senkrechte Justierung der Aufnahmevorrichtung 144 und des zugehörigen Diapositivs eingeschoben werden. Die Aufnahmevorrichtung 144 ist durch geeignete Vorrichtungen, etwa Halteschrauben 148, gegen ein Hindurchrutschen gesichert. Andere Vorrichtungen, etwa Gegengewichte oder Negativfedern können zur Erleichterung der vertikalen Abtastung als Kompensation für das Gewicht des Objekttisches und photographischen Bildes dienen.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel aus F i g. 1 hat der Photo-Objekttisch 12 die Form eines senkrecht stehenden Lichtkastens 150, dessen Gehäuse 152 mit einem Querträger 154 verschraubt ist. Der Querträger 154 ist mit einem Gleiter 155 befestigt, der sich an einer Seitenwand des Instrumentengestells 14 befindet. Das Gehäuse 152 bildet ein Fenster 156, hinter dem sich eine Lichtquelle 158 befindet, beispielsweise ein Kaltkathoden-Lichtgitter 160. Die Lichtquelle 158 kann im Gehäuse 152 durch beliebige geeignete Vorrichtungen, beispielsweise Eisenschrauben, festgehalten werden.

Das Beleuchtungssystem hat vorzugsweise modularen Aufbau, um es an verschiedenste Aufgaben anpassen zu können. Für undurchsichtige photographische Drucke werden kleine Schwenkleuchten 24 abnehmbar an die Schienen des Gestells 14 angeklemmt, um das Bild von vorne zu beleuchten. Die seitliche Klemmverbindung hat den Vorteil, daß sie eine bequeme Justierung bezüglich Abstand und Winkel erlaubt, um optimale Ausleuchtung zu erreichen und ein

Blenden an der Oberfläche des Photos möglichst auszuschalten.

Die Lampen 24 können hinter dem photographischen Objekttisch 12 festgeklemmt werden, um durchsichtige Phötographien von hinten zu durchleuchten, beispielsweise Glasdiapositive oder Filmstreifen. Bei FiIm-RoI-lenmatefial ist ein Lichtkasten mit einem Kaltkathodengilter 160, '.vie schon erwähnt wurde, oder mit Fluoreszenzlampen am besten geeignet.

Das instrument kann auch für Film-Rolienmaterial verwendet werden, wie F i g. 9 zeigt. Übliche Spulenträger 180 können am Rahmen 18 befestigt sein und zur Aufnahme der Filmspulen 182,184 dienen, auf denen der Film 186 aufgewickelt ist. Eine untere Rollenhalterung 188 ist an der Unterseite des Lichtkastens 150 drehbar angebracht und enthält vorne zwei und hinten eine Umlcnkrolle 190. Weitere Umlenkrollen 190 werden von einer oberen Rollenhalterung 192 getragen, die drehbar an der Oberseite des Lichtkastens 150 belesligt ist.

Wenn also eine Filmrolle zwischen den Umlenkrollen am vorderen Ende der Halterung 188 hindurchgefädclt wird, läuft sie von dort nach oben über die leuchtende Fläche des Lichtkastens 150, über die Rollen der Halterung 192 und abwärts zur hinteren Umlenkrolle der Halterung 188 und wird dann von der Aufwickelspule 184 aufgenommen. Sowohl die Abwickelspule 182 als auch die Aufwickelspule 184 sind mit üblichen Bremsvorrichtungen versehen, um den Film in einer gewünschten Stellung vor dem Lichtkasten 150 festzuhalten.

Aufhängungssysteme

Wie Fig. 1 zeigt, besteht die bevorzugte Aufhängungsvorrichtung für optische Systeme oberhalb der Manuskriptkopie oder Landkarte aus einem einfachen Leichtbaurahmen 18 mit Gleilfüßen 20, die direkt auf der Landkarte aufliegen und diese dadurch festhalten, wodurch gleichzeitig die korrekte Bildzuordnung für das optische System geschaffen wird. Es zeigte sich, daß dünnes Aluminiumrohr für den Rahmen hervorragend „2"j--"> ■-· ~u_v.„li „..„j, c.-ui „,ι,.- „.,...;„„.. οι.,-.;!.

Halteständer befestigt ist, und am vorderen Ende durch ein unteres Spaltrohr 198 gehalten, das an der Vorderkante dns Zeichentisches befestigt ist. Beim Betrieb läßt sich die Landkarte frei auf der Tischoberfläehe 195 verschieben, wobei die Kanten nach Bedarf in den Spaltrohren 196,198 aufgerollt werden.

In' einer weiteren Ausführungsform können die Halteständer direkt an einem Zeichenbrett, und nicht wie vorher am Zeichentisch, befestigt sein, an dessen

ίο Vorderseite das Spaltrohr 198 vorgesehen ist. In dieser Ausführungsform kann das Zeichenbrett nach Wunsch des Bedienungsmanns auf jedes beliebige Pult oder jede beliebige Tischoberfläche aufgelegt werden.

β Rhomboidauslcger

In der einfachsten Form kann das Instrument so ausgelegt sein, daß es keinerlei Rhomboidauslcger 33 enthält, wobei nur dafür gesorgt werden muß, daß die Eingangsphoiographie auf dem objekttisch \2 zur

2d Einstellung der speziellen Eingabedaten verschoben werden kann. Das Objektivsystem 34 hat vorzugsweise eine sehr geringe Vergrößerung und kann auch eine Verkleinerung liefern, um dadurch ein sehr großes Gesichtsfeld und hohe Tiefenschärfe zu erreichen.

Dieses letztere Merkmal stellt geringere Anforderungen an die Empfindlichkeit, mit der der photographische Objekttisch 12 fokussierbar sein muß, jedenfalls für schwache Vergrößerungen.

Es zeigte sich, daß ein Rhomboidauslcger für eine seitliche Abtastung, bei der die Photographic selbst nicht bewegt zu werden braucht, einfacher ist und einem starren Objektivsystein, das auf eine Bewegung der Photographic angewiesen ist, vorzuziehen ist. Bekanntermaßen verbindet ein Rhomboidauslcger, ähnlich einem Rhomboidprisma, zwei parallel ausgerichtete reflektierende Oberflächen miteinander, deren Funktion darin besteht, eine seitliche Verschiebung im optischen Strahlengang /u schaffen. Das eine Ende des Rhoinboidauslegers ist auf eine Drehbewegung beschränkt, und der betreffende optische Strahlengang wird längs der Drehachse abgelenkt, wodui _h das freie

werkstoffe verwendet werden können. Die Füße 20 bestehen vorzugsweise aus Tetrafluoräthylen-Plastik oder anderen Materialien mit niedriger Reibung auf der Oberfläche der Landkarte, die insbesondere keine Markierungen hinterlassen oder die Abbildung verschmieren. Gas- oder Luftpolster-Lagerung kann für diese Füße ebenfalls verwendet werden.

Bei dem Instrument können auch andere Montierungseinrichtungen verwendet werden, beispielsweise eine Überkopfaufhängung, wodurch die Fläche unter dem Instrument frei bleibt, so daß die Manuskriptkopie frei verschoben werden kann. Solche Montierungen sind jedoch nicht frei von Vibrationen durch die Oberkopfaufhängungsvorrichtung, wodurch eine gute Fokussierung des Landkarten-Abbildungssystems erschwert wird.

Eine weitere Montierungsanordnung enthält, wie Fig. 15 zeigt, zwei Haupt-Halteständer — einer davon ist bei 194 eingezeichnet — die eine starre Verbindung mit dem Gestell 14 haben. Die Halteständer können an einem Zeichengerät, etwa der Oberfläche 195 eines Zeichentischs, befestigt sein. Das Gestell wirkt dabei als Auslegerhalterung für die Betrachtungsoptik. Die Landkarte 70 nimmt dabei ihre übliche Stellung unterhalb des Instruments ein, wird jedoch am hinteren Ende durch ein oberes Spaltrohr 196, das am etwa einer Photographic, bewegt werden kann. Die optischen Elemente eines Rhomboidauslegers können aus lediglich zwei Reflektoren, wie bei einem Prisma, oder aus zwei Spiegeln bestehen; sie können auch Objektivlinsen. Übertragungslinsen oder dergleichen zwischen den reflektierenden Oberflächen enthalten. Letzteres ist zweckmäßig und für eine kompakte optische und mechanische Auslegung vorzuziehen.

Der Rhomboidausleger 33 ist in Fig. 10 gezeigt und enthält zwei Spiegel 32, 36, die in einer langgestreckten Montierung 212 bzw. in einem Winkelträger 214 gehalten werden. Die Montierung 212 und der Träger 214 sind durch ein Hohlelement 216 mechanisch verbunden, das in der Innenfläche Ansätze zur Aufnahme der optischen Komponenten derObjekiivlinse 34 enthält und daher als Objektiblinsen-Montierungszelle dient. Das Hohlelement 216 ist durch zwei Rändelschrauben (nicht dargestellt) abnehmbar an dem Träger 214 befestigt. Da der Rhomboidausleger 33 vom Hohlelement 216 gelragen wird, kann er gegen andere Rhomboidausleger leicht ausgetauscht werden, indem lediglich die (nicht dargestellten) Rändelschrauben

Sä gelöst und danach wieder festgezogen werden. Solche anderen Rhomboidausleger können beispielsweise dann verwendet werden, wenn die Eingabephotographien Objektivlinsen mit höherer oder niedrigerer Vergröße-

ii

rung als bei dem Normalausleger erfordern.

Eine weitere Möglichkeit, die Vergrößerung zu erhöhen oder zu erniedrigen, besteht darin, eine zusätzliche Vergrößerungs- oder Verkleinerungslinse am Ausleger anzubringen. Hierfür wird vorzugsweise eine Zusatzlinse 220 in einer Ringmontierung 222 mit Stiften 224 angebracht, wie Fig. 5 und 10 zeigen. Diese Stifte arbeiten mit zwei Nockenschlitzen 226 im Hohlelement 216 zusammen, damit die Ringmontierung 222 dicht am inneren Ansatz 228 des Hohlelements 216 ansitzt. Dabei sind die Abmessungen des Rings 222, des Ansatzes 228 und des Nockenschlitzes 226 entsprechend der optischen Zuordnung gewählt, die für die Zusatzlinse 220 erforderlich ist.

Der Winkelträger 214 ist starr in einem Lager 230 befestigt, das drehbar in dem Mantel 232 gehalten wird.

Da der Spiegel 32 (wie Fig. 10 zeigt) vorzugsweise ein Spiegel mit erstklassiger Oberflächenqualität sein soiite. ist er meist recht schwer, so daß sein Gewicht zusammen mit dem Gewicht der anderen Auslegekomponenten den Ausleger herabziehen könnte. Zweckmäßigerweise sollten deshalb Vorrichtungen wie in F i g. 11 vorgesehen sein, die als Kompensation eine Reibungskraft auf das Lager 230 einwirken lassen. Eine solche Vorrichtung kann Reibungsscheiben mit verschiedener Andruckskraft neben der Lagerung oder vorzugsweise eine oder mehrere steife Federn 234 enthalten, die in Vertiefungen im Mantel 232 sit/en, so daß sie durch die Spannschrauben 236 so fest an di; Seite des Lagers 230 abgedrückt werden, daß sie eine durch Schwerkraft hervorgerufene Drehung des Rhomboidauslegers verhindern.

Optisches System für die Eingabe

Das für das Instrument gewählte System mit variabler Vergrößerung sollte im Idealfall einen weiten Vergrößerungsbereich umfassen, damit verschiedenste eingangsseitige photographische Maßstäbe an den gewünschten Maßstab des Ausgabedokuments angepaßt werden könnten. Das System sollte mit den recht iangen Arbeitswegen oder Entfernungen, die beim f^oKranoh ^£c Incti-iin-jorilc t/rti-fTOCoh^norrriori^r» |iuf*felen, kompatibel sein und sollte die Bildqualität nicht unzulässig verschlechtern. Für die Erfindung wurde ein Zoom-System gewählt, das einen kontinuierlich variablen Vergrößerungsbereich von 7 : 1 und ausgezeichnete optische Qualität aufweist und das auch bei einer relativ längen Bildzuordnung verwendet werden kann.

Die Grundplatte 238 des optischen Systems ist in Fig. 10 gezeigt. An dieser Grundplatte 238 ist die Zoom-Montierung 240 starr befestigt, an deren Enden der Zoom-Nocken 242 drehbar gelagert ist. Starre vordere Linsen 244 und starre hintere Linsen 246 sind mittels des vorderen und hinteren Abschnitts der Montierung 240 auf der optischen Achse 28 angebracht. Zoom-Linsenträger 243 und 250 können eine erzwungene Bewegung längs einer nicht eingezeichneten Schiene parallel zur optischen Achse ausführen und greifen in schraubenförmige Schlitze 251 im Nocken 242 ein, wodurch die lineare Bewegung längs der Schiene erfolgt. Der Nocken 242 ist über eine nicht eingezeichnete Welle mit einem Zoom-Steuerknopf 252 an der Vorderseite des Instruments verbunden. Durch Drehen des Knopfes 252 werden der Nocken 242 und die Zoom-Linsenträger 248, 250 angetrieben, um deren Positionen und gleichzeitig die der Zoom-Linsen 254 und 256 längs der optischen Achse 28 gemäß bekannten optischen Prinzipien einzustellen, wodurch das Zoom-System 38 eine kontinuierliche Vergrößerungsänderung schafft.

Für eine eindimensionale Vergrößerung, die dann zweckmäßig sein kann, wenn örtliche Bildverzerrungen kompensiert werden sollen, kann ein anaifjorphiiches cder Verzerrufigselement im Strahlengang direkt hinter dem Zoom-System vorgesehen sein, das vorzugsweise eine durch Prismen veränderbare Streckung zwischen 1 :1 und 1 :2 liefert und das als ganzes drehbar ist, um den Azimuthwinkel der Streckung über 360° verändern zu können. Das bevorzugte Verzerrungssystem soll hier nicht im einzelnen erläutert werden. Es soll jedoch erwähnt werden, daß eine Reihe von vier Verbund-'Glaskeilen 264. die für optische Aberrationsfehler korrigiert sind, in Trägern, etwa dem bei 266 eingezeichneten, montiert sind, und zwar im Strahlengang hinter der Strahl-Kollimation durch die starre hintere Zoom-Linse 246. Die Träger sind durch Kurbeln und Federn verbunden; außerdem sind sie drehbar in einem Montierungszylinder 268 aufgehängt. Der Zylinder 268 ist so gelagert, daß er um die optische Achse 28 des Photobetrachtungssystems gedreht werden kann, und ist starr mit dem gerändelten Rad 270 verbünde!.. Das Rad 270 steht durch einen Schlitz aus dem Gehäuse 16 nach oben hervor und bietet dadurch eine Für den Bedienungsmann zugängliche Vorrichtung zur Drehung der Dehnungsrichtung. Ein zweiter Zylinder 272 umgibt den Zylinder 268, wird jedoch durch eine Keilnut .in einer Drehung gehindert, die lediglich eine kurze längsgerichtete Gleitbewegung parallel zur optischen Achse 28 erlaubt. Ein Schlitz 274 erstreckt sich radial in der Innenwand des Zylinders 272 und dient zur Aufnahme eines Zapfens 276, der von einer der Keilmontierungen 266 vorsteht. Der Zapfen 276 erstreckt sich durch einen Schlitz in der Wand des Zylinders 268 in axialer Richtung mit dem Zylinder 272. Eine Längsbewegung des Zylinders 272 kann durch Betätigen eines durch den Längsschiit/ im Mantel 16 nach außen stehenden Gr.ffs 278 erfolgen. Wenn der Zylinder 272 bewegt wird, erfassen die senkrechten Wände des radialen Schlitzes 274 den Zapfen 276 und

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der anamorphischen Keile 264 mittels der schon erwähnten Kurbeln, Federn und Drehzapfen, wodurch das photographische Bild in der einen Richtung gedehnt wird. Es soll erwähnt werden, daß der radiale Schlitz 274 unabhängig von der Stellung des Rads 270, das den Azimuth der Dehnung festlegt, immer den Zapfen 276 erfaßt, so daß die Bedienungsperson unabhängig von dem anamorphischen Azimuthwinkel das Ausmaß der anamorphischen Dehnung frei wählen kann.

Es sollte erwähnt werden, daß die Grundauslegung des Instruments, das sowohl Bilddrehvorrichtungen als auch drehbare Vorrichtungen für anamorphische Dehnung des Bildes enthält, so angeordnet ist, daß sich die anamorphische Vorrichtung objektseitig vor der Bilddrehvorrichtung befindet. Hierdurch vermeidet man, daß die anamorphische Korrektur nach jeder Justierung der Bilddrehung erneut vorgenommen werden muß.

Unmittelbar hinter dem Verzerrungselement 42 befindet sich ein DekoIIimator-Linsensystem 44; dieses wirkt, da es Parallelstrahlen empfängt, etwa wie ein Teleskopobjektiv, das die Strahlen längs der optischen Achse 28 in die Okularbrennebenen 45_r 46 fokussiert, wo die Bilder beobachtet werden.

Die Bilddrehvorrichtung, vorzugsweise ein Pechanprisma 52, ist in einem Gehäuse 284 montiert, das mit

einem gerändelten Rad 286 verbunden ist, welches teilweise durch einen Schlitz im Instrumentengehäuse 16 nach außen vorsteht. Das Gehäuse 284 für die Bilddrehvorrichtung ist drehbar in einem Lager 288 montiert. Wenn die Bedienungsperson den freiliegenden Abschnitt des Rades 286 dreht, wird also das Pechan-Prisma 52 gedreht und erzeugt nach bekannten Prinzipien eine Drehung des aus dem Verzerrungselement 42 austretenden Bilds. Pechan-Prismen werden für solche Bilddrehungen bevorzugt verwendet, da sie nicht in einem Strahlengang aus Parallellichtbündeln betrieben werden müssen und da sie einen beträchtlichen Anteil des optischen Strahlengangs sammeln, ohne die Apertur, durch die das Licht hindurchfallen muß, unzulässig einzuengen.

Nach Durchgang durch das Pechan-Prisma 52 folgt der optische Strahlengang der optischen Achse 28 und wird zweimal im Prismensystem 54, das aus zwei 45°-Rechteck"rismen 292, 294 besteht, abgelenkt Die erste, im unteren Prisma 292 auftretende Ablenkung richtet den Strahlengang nach oben, während die ..weite Ablenkung im oberen Prisma 294 den Strahlengang 28 zur Strahlsprltungsvorrichtung 56 hin ablenkt.

Optisches System für die Ausgabe

Die zur Beleuchtung einer Landkarte 70 erforderli-Cnen Lichtstrahlen werden von mehreren Lampen 26 (Fig. 13) erzeugt, die über Leitungen 312 mit dem Netzanschlußteil 22 verbunden sind. Die Lampen 26 sind mittels Drehzapfen 314 an einer langen, schmalen Lampenhalterung 316 befestigt. Die Halterung 316 ist durch geeignete Vorrichtungen, etwa Schrauben 318. an der Instrumenten-Grundplatte 238 befestigt. Die Drehzapfen 314 arbeiten nach dem bekannten Reibungsprinzip, wodurch eine Lampe 26 in jeder beliebigen, von der Bedienungsperson mit Hand eingestellten Position stehenbleibt.

Die bevorzugte mechanische Unterbringung des optischen Systems für das Landkartenbild ist in Fig. 12 gezeigt. Die von der Landkarte 70 reflektierten Strahlen werden durch eine der für verschiedene Vergrößerungen vorgesehenen abgeglichenen Objektivlinsen 72 gebrochen und erzeugen ein Bild der Landkarte, das dann in die Okularbrennebenen 45,46 übertragen wird. Die Linse 72 kann aus einer oder mehreren optischen Komponenten bestehen, die mit einer zylindrischen Linsenzelle 324 fluchten, an deren oberem Ende ein Außengewinde vorgesehen ist. Der mit Gewinde versehene Teil der Linsenzelle 324 wird von einem Linsenzellenhaltering 326 aufgenommen, an dessen Innenseite ein entsprechendes Gewinde vorgesehen ist. Gemäß den jeweils erforderlichen Ein/Ausgangs-Maßstabsverhältnissen können verschiedene andere Linsen mit anderen Vergrößerungen anstelle dieser Linse verwendet werden. Der Ring 326 ruht gleitend auf einem Ansatz 328 eines Trägers 330. der starr mit der Grundplatte 238 verbunden ist. Eine Blattfeder 332 liegt locker auf dem Ansatz 328 zwischen dem Zellenhaltering 326 und der senkrechten Innenwand des Trägers 330. Gegenüber der Feder 332 bildet der Träger 330 zwei mit Gewinde versehene Öffnungen, in die Rändelschrauben, Wie bei 334 dargestellt, eingeschraubt Werden können. Die Spitzen der Rändelschrauben 334 liegen an dem Zellenhaltering 326 an. Die geriäüe seitliche Stellung der Linse 72 kann also durch Drehung der Rändelschrauben 334 gegen den Ring 326 und die Feder 332 justiert werden, wodurch der Ring 326 und die Linsenzelle 324 auf dem Ansatz 328 entlanggleiten.

Die optischen Eigenschaften der Linse 72 und der anderen Linsen im Landkarten-Betrachtungssystem sind sorgfältig so ausgewählt, daß sie diese geringe seitliche Bewegung erlauben, wodurch eine geringfügige Verschiebung des in den Okularbrennebenen 45, 46 betrachteten Landkartenbilds ermöglicht wird. Die Rändelschrauben 334 erlauben also eine Feinjustierung für die Oberlagerung der Bilder aus Landkarte und Photographic, wodurch eine Verschiebung der relativen

ίο Stellungen des Instruments und der Landkarte weniger häufig erforderlich sein wird.

Der Träger 330 bildet oberhalb der Schrauben 334 einen seitlich verlaufenden Schlitz, der einen Schieber 338 aufnimmt. Der Schieber 338 ist eine Befestigung für ein optisches Filter 340, wobei mehrere dieser Filterhalterungsschieber vorgesehen sind und nach Wunsch in die optische Achse 74 des Landkartensystems eingeschoben werden können. In den meisten Fällen wünscht d>e Bedienungsperson keinerlei Füterwirkung und wählt dann ein klares Glasfilter.

Gelegentlich kann jedoch ein Farbfilter zweckmäßig sein, das Linien gleicher Farbe, die auf der Landkarte auftreten können, abblockt. Jedes Filter hat die gleiche Glasdicke und den gleichen Brechungsindex, um zusätzliche optische Aberrationen beim Austauschen von Filtern zu vermeiden. Aus dem gleichen Grunde wird ein Glasfilter eingeschoben, wenn keine Filterwirkung erforderlich ist.

Eine I andkartensystem-Übertragungshalterung 344 ist vorzugsweise ein Einzelteil, das an der Grundplatte 238 beispielsweise durch Schrauben wie bei 346 starr befestigt ist. Ein rohrförmiger Abschnitt 348 der Montierung 344 enthält einen Ansatz, an dem eine Feldlinse 350 anliegi Die Linse 350 wird durch ein Abstandrohr 352 festgehalten, das seinerseits auf der Linse 354 ruht Ein Haltering 356 ist dicht unter der Linse 354 verschraubt und hält beide Linsen und das Abstandsrohr 352 im Rohrabschnitt 348.

Die Übertragungslinse 76 ist in einem Linsengestell 360 montiert, das aus der Halterung 344 hervorsteht.

Eine Blende 361 für eine kleine Apertur wird durch ein Element 362 gebildet, das an der Seite des Gestells 360 festgeschraubt ist.

An der Oberseite der Halterung 344 erstreckt sich ein

4¹J Ring 364 zur Seite, dessen obere Fläche eine Halterung für den Spiegel 80 bildet, der den optischen Strahlen gang 74 nach unten auf die Übertragungslinse 78 ablenkt. Die Linse 78 umfaßt mehrere Linsen, die in einer Zelle 366 montiert sind, die an der Halterung 344 befestigt ist. Die Linse 78 bricht die Landkarten-Bildstrahlen und erzeugt in den Okularbrennebenen 45, 46 längs des optischen Strahlengangs ein Bild Die optische Achse 74 wird durch den Spiegel 82, der auf einem justierbaren Dreifuß auf der Halterung 344 ruht, in die Strahlspaltungsvorrichtung 56 abgelenkt.

Bildvereinigungs- und Betrachtungssysteme

Die Strahlspaltungsvorrichtung 56 ist Teil einer binokularen OkularanoFclnung, die in Fig, 12 und 14 gezeugt ist und Von einem erfolgreich verwendeten Hochqualitätsmikroskop übernommen wurde. Ein Ein* Zelokular ist auch möglich Und könnte eine gewisse minimale Leistungsfähigkeit erbringen, jedoch liegt die Wahl eines Doppelokulärs eher auf der gewünschten

Linie, Wonach ein Instrument geschaffen werden soll« mit derri eine Bedienungsperson auch über läfigere Zeiträume bequem arbeiten kann. Die bekanri(e₍ abnehmbare Kopfstütze 370 erlaubt dem Bedienungs-

mann seine Augen konstant auf die Austrittspupillen der Okulare 48,50 ausgerichtet zu halten. Die Stütze ruht in einem Teil des Instrumentengehäuses 16 und kann dort nach Justierung durch gerändelte Klemmschrauben 372 befestigt werden. Eine Schrägverstellung der Kopfstütze 370 kann durch Verstellung des Sperrnocken 374 erreicht werden.

Wie aus der Aufsicht auf die Binokularanordnung aus Fig. 14 ersichtlich ist, folgen die das Landkartenbild darstellenden Strahlen der optischen Achse 74 in die Strahlspaltungsvorrichtung 56 und werden dort an der teilreflektierenden Oberfläche 58 in zwei Anteile aufgespalten. Der reflektierte Anteil folgt der optischen Achse 378 für das linke Okular, die nach Durchgang durch die Strahlspaltungsvorrichtung zum Spiegel 60 führt, dessen normale Orientierung die Achse 378 zur linken Okularbrennebene 45 hin ablenkt.

Der hindurchgelassene Anteil der Landkarten-Bildstrahlen verläuft geradlinig durch die Strahlspaltungsvorrichtung 56 längs der optischen Achse 380 für das rechte Okular und wird an jedem der Spiegel 62, 64 abgelenkt, so daß die Strahlen in der rechten Okularbrennebene 46 ein Bild erzeugen.

Die photographischen Bildstrahlen iängs der optischen Achse 28 laufen durch eine Reihe optischer Elemente und werden durch eine Linse gebrochen, so daß in den Okularbrennebenen 45, 46 je ein Bild entsteht, wie oben beschrieben wurde. Dabei treten die Strahlen aus dem oberen Rechteckprisma 294 aus und durch eine Seitenfläche in die Strahlspaltungsvorrichtung 56 ein. Die Strahlen werden an der teilreflektierenden fläche 58 in einen reflektierten und einen hindurchgelassenen Anteil aufgespalten, wobei der hindurchgelassene Anteil der linken Okularachse 378 folgt und am Spiegel 60 abgelenkt wird, bis er in der Brennebene 45 ein Bild erzeugt. Der reflektierte Anteil folgt der rechten Okularachse 380. wird an den Spiegeln 62 und 64 zweimal abgelenkt und erzeugt in der Brennebene 46 ein Bild. Für Fachleute ist ersichtlich, daß sowohl der hindurchgelassene als auch der reflektierte Anteil der Landkarten-Bildstrahlen die gemeinsame Orientierung beibehalten, da beide nach der Aufspaltung in der Strahlspaltungsvorrichtung zweimal, also geradzahlig abgelenkt wurden. Es ist weiterhin ersichtlich, daß die hindurchgelassenen und reflektierten Anteile der photographischen Bildstrahlen ihre gemeinsame Orientierung beibehalten, da sie nach der Strahlaufspaltung einmal bzw. dreimal, also ungeradzahlig abgelenkt wurden.

Die in den Okularbrennebenen erzeugten überlagerten Bilder können durch Standard-Okulare 48, 50 betrachtet werden, die wahlweise verschiedene Ausfiihrungsformen aufweisen können. Es gibt verschiedene austauschbare Arten von Okularen. die in Verbindung mil Mikroskopen hoher Qualiiäl verwendet werden können

Die Strahlspaltungsvorrichtung 56 ist vorzugsweise ein optischer Strahlspallungskubus. obwohl auch andere teilreflcktiercnde Vorrichtungen verwendet werden können. Im allgemeinen sollten teilreflckticrende Flächen äh plahpariillcleii Planen vermieden Werden, da sie die Neigung zu Geisterbildefrt oder Sekiindärbildcrn haben,

Der Spiegel 60 ist auf einen) durch eine Feder vorgespannten Gelenk 384 montiert und kann geschwenkt werden. Dadurch können die aus der Stfahispaitungsvorrichtung austretenden Lichlbündel, die die Überlagerten Bilder enthalten, dem optischen Strahlengang 386 frei zum starren Spiegel 388 folgen, über dem eine (nicht dargestellte) übliche Kamera-Anpaßvorrichtung vorgesehen ist Das Gelenk 384 enthält einen Flansch 390, der sich an der unteren Kante erstreckt, wie Fig. 12 zeigt. Ein Gleiter 392 greift an dem Flansch 390 an und treibt den Spiegel aus seiner durch Federspannung erzwungenen normalen Stellung zurück. Der Gleiter 392 erstreckt sich durch den seitlichen Schlitz 394, der im unteren Abschnitt des Gehäuses 16 vorgesehen ist und der eine Gleitführung bildet. Ein Zapfen 396 ist am Gleiter 392 befestigt und bildet für den Bedienungsmann eine bequeme Vorrichtung, um den Spiegel aus dem optischen Strahlengang herauszuklappen, damit das pholographische System betrieben werden kann.

Verfahren zur Photokartographie

Eine übliche photomikrographische Ausrüstung kann an der Kamera-Anschlußvorrichtung befestigt werden, so daß systematisch Bilder der überlagerten Landkarte und der Photographie aufgenommen werden können. Diese Bilder können dann gedruckt und zu einem Mosaik zusammengesetzt werden, wie das herkömmlicherweise mit üblichen berichtigten Photographien gemacht wird. Das Mosaik kann direkt als Photoatlas verwendet werden oder aber photographisch als zusammengesetzte Photographie kopiert und in Form einer gedruckten Photokarte reproduziert werden, wie für Fachleute auf dem Gebiet der Kartographie ersichtlich ist.

Photokarten aus beriuiiigten Luftaufnahmen mit einer überlagerten Umrißkarte sind bekannt, jedoch werden sie normalerweise so hergestellt, daß zuerst ein kontrolliertes Mosaik aus berichtigten Photographien hergestellt wird, wobei einheitlicher Kartenmaßstab durch sorgfältige Projektionsvergrößerung erzielt wird, und dann entweder eine Überlagerung zweier Bilder aus einem photographischen Druck des Mosaiks und einer der Karten erzeugt wird, oder aber ein üblicher graphischer Druck des Mosaiks durch eine Umrißkarte überlagert wird, die manchmal eine andere Farbe haben kann. Wie angenommen wird, ist jedoch das Verfahren, bei dem zuerst ein photographisches Bild im Maßstab und durch anamorphische Dehnung an ein Kartenbild angepaßt wird, während beide Bilder durch eine Strahlspaltungsvorrichtung gleichzeitig betrachtet werden, und dann eine Photographie der überlagerten Bilde hergestellt wird, neuartig und verschieden von allen bisherigen Verfahren. Entsprechend wird auch die Herstellung eines Photomosaiks aus so erstellten Photographien und die Reproduktion eines solchen Photomosaiks als neuartig angesehen.

Strahlspaltungsschalter

In einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Strahlspaltungsvorrichtung 56 durch Betätigen eines einfachen Schalters gegen einen optischen Würfel aus entwedef klarem Glas öder mit einer vollständig reflektierenden Diagonalfläche aUsge* tauscht werden, Wenn man nun im Zusammenhang mit der vorheriger! Erörterung der üildvereinigungs- Und Betrachtungssysteme aus Fig, 14 die Abbildung aus Pig.6 beifachtet, wobei jedoch die tcilrcilektierende Fläche 58 als voll reflektierende Fläche angesehen wird,

ergibt sich, daß die Bildstrahlen längs der optischen Achse 74 längs der Achse 378 zum Spiegel 60 und von dort zur linken Okularbrennebene 45 vollständig abgelenkt würden. In ähnlicher Weise wurden die Strahlen längs der Achse 28 vollständig längs der Achse 380 zum Spiegel 62, zum Spiegel 64 und letztlich zur rechten Okularbrennebene 46 reflektiert Eine voll reflektierende Oberfläche würde also die beiden Bilder vollständig voneinander trennen und ein Oberlagern verhindern. Wenn eine auf dem photographischen Objekttisch angebrachte Photographic ein Gegenstück in einer passenden Photographie hätte, die unter einem anderen Gesichtswinkel aufgenommen wäre, auch wenn beide verschiedenen Maßstab hätten, und wenn die zugehörige Photographie in die Landkartenebene gebracht würde und wenn beide Photographien in ihrer Position zueinander ausgerichtet wurden, könnte durch die Okulare ein räumliches Bild beobachtet werden. Der räumliche Effekt kann gleich gut mit einem klaren Glaswürfel anstelle der Strahlspaltungsvorrichtung erzielt werden, wie für Fachleute ersichtlich ist.

Wenn der voll reflektierende Würfel oder der klare Glaswürfel gegen die Strahlspaltungsvorrichtung ausgetauscht werden soll, wird dafür vorzugsweise ein in F i g. 6 gezeigter Mechanismus verwendet, woraus ersichtlich ist, daß die Strahlspaltungsvorrichtung 56 in Tandembauweise mit einem zweiten optischen Würfel 412 montiert ist. Die beiden Würfel sind über öffnungen ir einer ebenen Oberfläche einer Halterungsplatte 414 miteinander verkittet. Die Platte 414 ist mit Rillen versehen und lii'jt an einer Stange 416 an. mit der sie durch eine Blattfeder 418 gleitenrfpn Kontakt hat. Eine zweite identische Stange 417 (nicht dargestellt) verläuft hinter der Stange 416 parallel zu d'cser, weshalb sie in Fig.6 nicht sichtbar ist, und eine stellschraube (nicht dargestellt), die durch die Platte 414 hindurchgeschraubt ist, bildet einen justierbaren gleitenden Kontakt mit der zweiten Stange. Eine Ausrichtung beider Würfel erfolgt beim Zusammenbau durch Justierung der Stellschrauben. Beide Stangen lagern an ihren Enden in einem Halteträger 420. der am Gehäuse 16 mittels Eisenschrauben 422 befestigt ist. Eine öffnung 424 ist irr Träger 420 freigelassen, so daß die Strahlen längs der optischen Achse 74 hindurchtreten können. Ein Schaft 426 mit einem Handgriff 428 ist an der Platte 414 befestigt und erstreckt sich durch einen Durchlaß 430 in der (irundplatte 238 durch diese hindurch nach außen.

Wenn die Bedienungsperson von einer Betriebsart mn Bildüberlagerung zu räumlicher Betrachtungsweise umschalten möchte, zieht sie am Handgriff 428 nach unten und bewirkt dadurch, daß der Schaft 426. die Halleplatte 414. die Strahlspaltungsvorrichtung 56 und der Würfel 412 so weit abgesenkt werden, bis die Strahlspaltungsvorrichtung 56 und der Würfel 412 die in F i g. 6 in gestrichelten Linien gezeigte Stellung einnehmen (wobei die Stellung des Würfels 412 identisch mit und daher verdeck! durch die Strahlspallungsvorrichtung 56 ist).

Stereo-Bild durch doppelte Eingabe

In einem weiteren Ausführüfigsbcispiel der vorliegen·¹ den Erfindung sind zwei phoiograpriischd Öbjekllische vorgesehen! die int wesentlichen identisch mit einer der zuvor beschriebenen Ausfiihriingsform sein können; Die linke Photögraphie eine's 5>(efco'ßildpaafes wird auf dem linken Objekttisch angebracht Und beleuchtet, und die rechte Photographie des Stereo-Bildpaares wird auf dem rechten Objekttisch montiert und beleuchtet. Eine Karte des zugehörigen Gebiets wird unter das Instrument gelegt. Ein zweites photographisches optisches System ist für die zweite Photographie vorgesehen und hat die gleichen optischen Komponenten wie die zuvor für das erste System beschriebenen. Der hauptsächliche Unterschied liegt in der Anordnung der Strahlspaltungsvorrichtung und der Strahlvereimgungsvorrichtung im Binokular-Abschnitt des Instruments, der schematisch in F i g. 4 gezeigt ist

Ein Bild der Karte wird mit ähnlichen Vorrichtungen, wie sie zuvor beschrieben wurden, erzeugt, und die Bildstrahlen längs der optischen Achse 74 werden in _L;ne Strahlspaltungsvorrichtung 56 abgelenkt, die eine teilreflektierende Diagonalfläche 58 hat Die Karten-Bildstrahlen werden in zwei Anteile aufgespalten, wie schon beschrieben wurde, wobei der hindurchgclassene Anteil längs der optischen Achse 440 läuft und durch

2" den Spiegel 62 in einen Strahlvereinigungswürfel 442 abgelenkt wird, der eine teilrefiektierende Diagonalfläche 444 besitzt und dazu dient die Kartenbildstrahlen zur rechten Okularbrennebene 46 abzulenken, wo ein Bild der Landkarte erzeugt wird. Der reflektierte Anteil der Kartenlichtstrahlen wird längs der optischen Achse 450 in einen linken Strahlvereinigungswürfel 452 abgelenkt, der eine teilreflektierende Diagonalfläche 454 hat. die die Kartenbildstrahlen zur linken Okularbrennebene 45 ablenken, wo ebenfalls ein Bild der Landkarte erzeugt wird.

Die Bildstrahlen der rechten Stereo-Photographie laufen durch das rechte photographische Bildsystem längs der optischen Achse 458 in den rechten Strahlvereinigungswürfel 442 und erzeugen ein Bild der Photographie in der rechten Okularbrennebene 46. In ähnlicher Weise werden die von der linken Stereo-Photographie ausgehenden Strahlen durch das linke photographische Bildsystem längs der optischen Achse 460 geleilet und laufen durch den linken Strahlvereini gungswürfel 452,durch die tcilreflektierende Oberfläche 454 und erzeugen ein Bild in der linken Okularbrennebc ne45.

Ersichtlicherweise kann nun ein durch beide Okulare auf die Brennebene 45 und 46 schauender Beobachter ein herkömmliche·, räumliches Bild beobachten, wobei außerdem das Kartonbild zu sehen im. das binokular dem Stereo-Bild überlagert ist. Ein Verschluß oder eine Blende 462 kann herausnehmbar in einen der Strahlen gange 440 und 4iO eingeführt werden, wenn die

5s) Bedienungsperson lediglich im linken oder rechten Okular ein Bild der Landkarle haben möchte

Die beschriebene Ausführungsform zur Stereo He trachiung wird für bestimmte Anwendungsbereiche bevorzugt, um beispielsweise kulturelle Merkmale aus einer Luftaufnahme mit früheren topographischen Grundkarten verglichen werden sollen. Da der ßeob achter das Bild räumlich sieht, wird dadurch seine Fähigkeit erhrthl, solche Merkmale senkrecht auf die Landkarte einzuzeichnen, ohne daß Verzerrungen oder Verschiebungen aufgrund topographischer Parallaxe in den Photögfaphien auftreten.

Die räumliche Betrachtungsweise ist auch dann von Vorteil, Wenn die Bedienungsperson den Ort von Ümrißlinieil dort abschätzen soll, wo die Topographie

örtlich verändert wurde, beispielsweise durch Schnitte, Einfügungen oder neue Straßen. Das Verfahren ist auch dann zweckmäßig. Wenn Ufilrißliriich anderer Herkunft, etwa Fall-Linien aus orlhophotographischen Verfahren

auf einer planimeirischen Karte eingezeichnet werden sollen.

Elektrisches System

Das schematisch in Fig. 16 gezeigte elektrische System enthält vorzugsweise eine herkömmliche Wechselspannungsversorgung von 110 Volt, 60 Hz, die dem System durch ein Eingangskabel 464 zugeführt wird, das von einem Wandauslaß zu einem Steuerkasten 466 führt Spannung in dem einen Leiterzweig führt zuerst über den einen von zwei üblichen Dämpfungsoder Abblendkreisen 468 zu einem Abwärtstransformator 470 und zu Kontakten in einer Ausgangsleitung 47Z Außerdem wird Netzspannung direkt durch einen zweiten Abblendkreis 468 zu weiteren Korrtaktklem- ü men in der Ausgangsleitung 472 geführt Ein dritter Leiterzweig der eintretenden Leitungen führt zu einem variablen Transformator 474, dessen Ausgang zu wieder anderen Kontakten in der Ausgangsleitung 472 führt Ein Verbundstecker 476 kann in die Verbindung mit der Ausgangsleitung 472 abnehmbar eingesteckt werden und dient als Kontaktverbindung für eine Kabelfühn-ng zum Netzanschlußteil 22, das an der Rückseite des Instruments vorgesehen ist. Leitungsdrähte füir.en vom Abwärtstransformator 470 durch das Kabel und dienen 2i als Niederspannungs-Steckverbindung 478 im Netzanschlußteil 22. Der Stecker 480 kann in die Steckverbindung 478 eingesteckt werden und führt zum Landkartenbeleuchtungssystem mit den Lampen 26. Die normale Netzspannung wird im Netzanschlußteil zu Ausgangs-Steckverbindungen 484 verzweigt, in die Stecker 486 eingesteckt werden können, die zur Versorgung der photographischen Beleuchtungslampen 24 dienen. Ein weiterer Zweig der Eingangsnetzspannung speist einen Aufwärtstransformator 488, der die « Hochspannung für das Kaltkathodengitter 160 liefert.

Weiterhin ist gezeigt, daß das Kaltkathodengitter 160 über den Draht 490 zum Netzanschlußteil 22 geerdet ist, daß das Netzanschlußteil 22 über den Draht 492 zum Sleuerkaslen 466 hin geerdet ist. der seinerseits durch einen dritten Draht 494 mit der F.rdungsklemme des Gesamtsystems verbunden ist.

Der .Steuerkasten 466 kann eine getrennte Konsole in der Nähe der Bedienungsperson oder aber vorzugsweise in das Instrument unterhalb des Gehäuses 16 4i eingebaut sein. Auf ledcn Fall muß <'ie Bedienungsperson Zugang zu den Steuerungen, insbesondere /ur Steuerung der Abblendkreise 468 haben, damit die relative und absolute Beleuchtung der beiden Bilder bequem variiert werden kann.

Wechselweises Abblendverfahren

Mit der Möglichkeit, eines der Bilder gegenüber dem anderen abzublenden, wird ein besonderer Vorteil für den Bedienungsmann geschaffen. Wenn ein erstes Bild abgeblendet wird, erscheint das andere dem Beobachter vorherrschend. Wenn dann die Beleuchtung wieder an die des zweiten Bildes angepaßt wird, scheinen unterschiedliche Merkmale speziell hervorgehoben zu werden, während gemeinsame Merkmale in beiden Bildern keine Änderung erfahren. Wenn also eine neue Luftaufnahme als Eingangsbild mit einer alten topographischen Karte als Ausgangsbild verglichen wird, und zwar mit dem Ziel, die alte Karte zu korrigieren und auf neuesten Stand zu bringen, wurden beispielsweise Häuser, die sowohl in der alten Karte als auch auf der neuen Photographic vorhanden sind, bei Beleuchtungsänderungeh dem Beobachter im wesentlichen unverändert erscheinen, abgesehen davon, d.-.i ihre Darstellung einerseits ein photographisches Biid up i andererseits ein Landkartensymbol ist. Neue Häuser, die nach Fertigstellung der Landkarte gebaut wurden, springen dagegen hervor, wenn die Landkarte gegenüber der Photog-aphie abgeblendet wird, so daß leicht festgestellt werden kann, daß sie neu eingezeichnet werden müssen. Nachdem sie eingezeichnet wurden, verringert sich dagegen der Unterschied, so daß bei Wiederholung des Verfahrens die nicht-eingezeichnetcn Unterschiede immer weniger werden, bis schließlich der Bedienungsmann mit guter Annäherung feststellen kann, daß alle neuen Merkmale eingezeichnet wurden. In gleicher Weise können kulturelle Merkmale auf der Landkarte, die nicht in der Eingangsphotographie erscheinen, leicht festgestellt und für ein späteres Fortlassen markiert werden, was auch wiederum mit bisher nicht dagewesener Zuverlässigkeit durchgeführt werden kann. Es können auch andere Vorrichtungen zur Änderuig der jeweiligen Vorrangigkeit der Bilder verwendet werden. Mechanische Interferenzen mit Lichtquellen oder opnschen Strahlengängen, etwa Filter oder Blenden, können verwendet werden, jedoch zeigte sich eine besonders günstige Wirkung, wenn das nicht-vorherrschende Bild nicht vollständig ausgeblendet wird und wenn die Änderung graduell und nicht plötzlich erfolgt, wodurch der Eindruck entsteht, als würden Merkmale aus der Dunkelheit »aufleuchten«.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Instrument zum Übertragen graphischer Daten von einer ersten graphischen Darstellung auf eine zweite graphische Darstellung, bestehend aus einer optischen Einrichtung zum gleichzeitigen Betrachten der beiden graphischen Darstellungen in überlagerter Beziehung, einer Halterung zur Aufnahme der ersten graphischen Darstellung und einem Gestell zum Aufhängen der optischen Einrichtung über einer zur Aufnahme der zweiten graphischen Darstellung vorgesehenen Fläche unter Freilassung eines Zwischenraumes, der die Eintragung von Information in die zweite graphische Darstellung von Hand ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Einrichtung ein entlang einer ersten optischen Achse (28) angeordnetes erstes Abbildungssystem (11) sowie ein entlang einer zweiten optischen Achse (74) angeordnetes zweites Abbildungssystem (!3), einen beiden optischen Systemen gemeinsamen Strahlenvereiniger, ein beiden optischen Systemen gemeinsamens Okular (48, 50), eine in einem der beiden optischen Systeme angeordnete, kontinuierlich verstellbare Bildvergrößerungseinrichtung (38) und eine in einem der beiden optischen Systeme angeordnete Anamorphoteinrichtung (42) enthält, die Bildebenen der beiden optischen Systeme zusammenfallen und die Objektebene (31) des einen optischen Systems

   (11) mit der it' der Halterung (12) befindlichen einen graphischen Darstellung (30) zusammenfällt, während die Objektebene (71) des anderen optischen Systems (13) mit der Hache ?ur Aufnahme der anderen graphischen Darstellung (70) zusammenfällt.

   2. Instrument nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Anamorphoteinrichtung (42) im gleichen optischen System wie die kontinuierlich verstellbare Bildvergrößerungseinrichtung (38) an geordnet ist.

   3. Instrument nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Anamorphoteinrichtung (42) zwischen der kontinuierlich verstellbaren Bildvergrößerungseinrichtung (38) und dem Strahlenvereiniger angeordnet ist.

   4. Instrument nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß /wischen der kontinuierlich verstellbaren Bildvergrößerungseinnchtung (38) und der Anamorphoteinrichtung (42) eine Kollimatorlinsc (40) und /wischen der Anamorphoteinrichtung (42) und dem Strahlenvereiniger eine Dekollimatorlinse (44) angeordnet ist.

   5. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem der beiden optischen Systeme (il, 13)eine Bilddrehcinrichtung(52)angeordnet ist.

   fv Instrument nach Anspruch I. dadurch gekenn zeichnet, daß Minel (114, 116, 118, 120) /um Einstellen des Abstandes /wischen der Halterung

   (12) und dem ersten optischen System (11) Vorgesehen sind,

   7. Instrument nach Anspruch I₁ dadurch gekenn* zeichnet, daß eine Vorrichtung (33) zum Verschieben eines Teils einer der beiden optischen Achsen (28, 74) quer zur entsprechenden Objeklebene (31 bzw. 71) Vorgesehen ist.

   8. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (33) aufeinander ausgerichtete und parallel zueinander angeordnete

   Reflexionsflächen (32, 36) enthält, die zur seitlichen Versetzung einer der beiden optischen Achsen (28, 74) durch eine Dreheinrichtung (230) um eine Achse verdrehbar sind, die mit einem zweiten Teil einer der beiden optischen Achsen (28,74) zusammenfällt.

   9. Instrument nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß ein linkes Okular (48) und ein rechtes Okular (50) vorgesehen ist und der Strahlenvereiniger eine teilreflektierende Fläche (58) zum Vereinigen und Aufteilen der von der ersten Objektebene (31) sowie der zweiten Objektebene (71) einfallenden Strahlen in zwei Teile aufweist, von denen der erste Teil dem rechten Okular (50) und der zweite Teil dem linken Okular (48) zugeleitet wird.

   10. Instrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Einrichtung ein drittes optisches Abbildungssystem mit einer dritten optischen Achse (460), einer dritten Objektebene und einer dritten Bildebene enthält, die dritte Bildebene mit der gemeinsamen Bildebene der ersten und zweiten Abbildungssysteme zusammenfällt, ein linkes Okular (48) und ein rechtes Okular (50) vorgesehen ist und der Strahlenvereiniger zum Vereinigen der von der ersten Objektebene (31) sowie der zweiten Objektebene (7t) einfallenden Lichtstrahlen und /um Weiterleiten mindestens eines Teils der vereinigten Lichtstrahlen zu einem der Okulare (48 bzw. 50) teilreflektierende Flächen (58, 444) besitzt sowie eine zusätzliche teilreflektierende Fläche (454) aufweist, von der mindestens ein Teil der von der dritten Objektebene (45) einfallenden Lichtstrahlen dem anderen der beiden Okulare (48,50) zugeleitet wird.