DE265976C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-Ja 265976-KLASSE 42 c. GRUPPE

Firma CARL ZEISS in JENA.

des Meßobjekts darbietet.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. Februar 1912 ab.

Die Erfindung betrifft Entfernungsmesser, die, für einen einzelnen Beobachter bestimmt, ein Fernrohrsystem enthalten, das zwei Bilder des Meßobjekts entwirft. Die Messung geht bei diesen Instrumenten bekanntlich von dem Winkel aus, der im Meßdreieck der Grundlinie gegenüberliegt. In der Spitze dieses Winkels kann sich das Objekt befinden; es liegt dann ein Basisentfernungsmesser im engeren

to Sinne vor. Die Winkelspitze kann aber auch am Orte des Beobachters, also im Instrument liegen, wenn dieses in bekannter Weise eine zur Visierrichtung senkrechte Abmessung des Objekts als Grundlinie voraussetzt. Für beide Fälle gilt, daß der Winkel im allgemeinen um so genauer in die Messung eingeht, je stärker die Vergrößerung der Bilder ist. Einer Erhöhung der Meßgenauigkeit auf diesem Wege sind indessen dadurch Grenzen gezogen, daß mit einer Steigerung der Vergrößerung eine entsprechende Einschränkung des objektiven Sehfeldes, also auch eine Verminderung der Übersicht notwendig verknüpft ist.

Bei dem Entfernungsmesser nach vorliegender Erfindung wird ein Fernrohrsystem angewandt, von dessen Bildern jedes in sich zweierlei Vergrößerung aufweist: eine schwächere Vergrößerung in der Richtung senkrecht zur Meßebene (bei wagerechter Grundlinie, also in Höhe) und eine stärkere in der Richtung parallel zur Meßebene (unter jener Voraussetzung, also in Breite). Die Vergrößerung senkrecht zur Meß ebene ist nämlich auf die Meßgenauigkeit ohne Einfluß, diese steht nur im geraden Verhältnis zur Vergrößerung parallel zur Meßebene. Durch den neuen Entfernungsmesser wird daher der gerügte Übelstand wenigstens teilweise vermieden, insofern die Einschränkung des objektiven Sehfeldes nur in der Richtung parallel zur Meßebene stattfindet. Vergleicht man umgekehrt den neuen Entfernungsmesser mit einem alten von derselben Vergrößerung parallel zur Meßebene, so besteht sein Vorzug in der Erweiterung des objektiven Sehfeldes senkrecht zur Meßebene.

Die Erzeugung scharfer Bilder von zweierlei Vergrößerung, also verzerrter Bilder, durch optische Instrumente im allgemeinen ist der Gegenstand der Patentschrift 99722; die Anwendbarkeit der in ihr angegebenen Mittel auf Fernrohre ist dort auf S. 5, Z. 7 bis 11, erwähnt. Als einfachste Mittel zur Erzielung einer Bildverzerrung stehen nach dieser Patentschrift Zylinderlinsen und brechende Prismen zur Verfügung, die man in geeigneten Kornbinationen entweder an die Stelle sphärischer Linsen setzen oder den sphärischen Linsen hinzufügen kann. So kann man einem der bekannten Entfernungsmesser z. B. dadurch eine der Erfindung entsprechende Bildverzerrung erteilen, daß man jedes seiner Objektive durch zwei sammelnde Zylinderlinsen ersetzt, deren Brennweiten sich zueinander verhalten wie die beiden zu erzielenden Vergrößerungen. Diese beiden Zylinderlinsen sind so anzuordnen, daß ihre hinteren Brennebenen ineinanderf allen, ihre Zylinder ach sen aufeinander senkrecht stehen und die Zylinderachse der Linse

von kürzerer Brennweite zur Meßebene parallel ist. Zur Verminderung der Bildfehler können die Zylinderlinsen in bekannter Weise zusammengesetzt sein. Man kann die Bildverzerrung auch im Okularsystem herbeiführen, indem man z. B. die Augenlinse oder bei terrestrischen Okularen die Umkehrlinse durch ein Zylinderlinsensystem der beschriebenen Art ersetzt. Soll ein solches System eine Umkehrlinse ersetzen, so muß auch hier die Zylinderachse der Linse von kürzerer Brennweite zur Meßebene parallel sein, soll jedoch eine Augenlinse ersetzt werden, so muß jene Achse auf der Meßebene senkrecht stehen.

Wenn man die Abbildung mit Büscheln großer öffnung herbeiführen will, so überläßt man zweckmäßig die sammelnde Wirkung hauptsächlich sphärischen Linsen und bringt die verzerrende Wirkung durch Zusatzsysteme hervor (vgl. S. 5, Z. 85 bis 89 der Patentschrift 99722). Solche Zusatzsysteme können z. B. aus zwei Zylinderlinsen bestehen, die mit parallelen Zylinderachsen und im übrigen so angeordnet sind, daß sie, wenn beide Sammellinsen, wie in einem astronomischen, wenn aber die eine eine Zerstreuungslinse, wie in einem holländischen Fernrohre, zusammenwirken. Es entspricht dieser Wirkungsweise der Zusatzsysteme, daß im Falle zweier sammelnder Glieder neben der Verzerrung noch eine Bildumkehrung in der Richtung senkrecht zu den Zylinderachsen hervorgerufen wird. Das Brennweitenverhältnis der Glieder hängt von dem Verhältnis der beiden gewünschten Vergrößerungen ab. Es ist diesem Verhältnis gleich, wenn das Zusatzsystem, weil im parallelen Strahlengange, z. B. vor dem Objekt oder hinter dem Okular, angeordnet, als teleskopisches System ausgebildet ist. Je nachdem das Glied mit der kleineren Brennweite vorangeht oder nachfolgt, wirkt das System in der Richtung senkrecht zu den Zylinderachsen verkleinernd oder vergrößernd. Ein vergrößerndes System ist mit senkrecht auf der Meßebene stehenden Zylinderachsen anzuordnen, bei einem verkleinernden System müssen die Zylinderachsen der Meßebene parallel laufen.

Auch ein achromatischer Prismensatz mit

verzerrender Wirkung stellt eine einfache Form eines Zusatzsystems dar, darf indessen nur an einer solchen Stelle angeordnet werden, an der genau oder sehr angenähert paralleler Strahlengang herrscht, wenn anders Bildschärfe erzielbar sein soll. Die brechenden Kanten eines vergrößernden Prismensatzes müssen senkrecht auf der Meßebene stehen, die eines verkleinernden ihr parallel laufen.

Die Verwendung zusätzlicher Zylinderlinsen ist bei Koinzidenzentfernungsmessern mit getrennten Bildern bekannt. Der Zweck dieser Linsen war, zum leichteren Messen der Entfernung undeutlicher oder punktartiger Objekte deren Bilder in Streifen zu verwandeln, die auf der Koinzidenzlinie senkrecht stehen. Diese Bilder waren jedoch nicht so scharf, da in ihnen die Objektpunkte nicht durch Punkte, sondern durch Linien wiedergegeben wurden; auch hatte die Verzerrung ja stets den umgekehrten Sinn als nach vorliegender Erfindung.

In Fig. ι und 2 der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel das optische System eines Entfernungsmessers dargestellt, in dem sphärische Linsen durch Zylinderlinsensysteme ersetzt sind, während durch die Fig. 3 bis 8 die Verwendung von Zusatzsystemen zur Erzielung der Bildverzerrung veranschaulicht ist.

Das optische System nach Fig. 1 und 2 ist das eines Koinzidenzentfernungsmessers mit getrennten Bildern, von denen das untere, dem rechten Ende der Standlinie angehörige, vollständig aufgerichtet, das andere in der Richtung senkrecht zur Meßebene umgekehrt geblieben ist. Statt einer sphärischen Objektivlinse ist hinter jedem der beiden Objektivprismen α ein Paar sammelnder Zylinderlinsen b¹, b² mit gekreuzten Zylinderachsen angeordnet. Die hinteren Brennpunkte der linken sowohl wie der rechten Zylinderlinsen fallen in die Kittschicht c° eines Scheideprismensystems c¹, c². Ein längsverschieblicher Glaskeil d deutet die Meß vorrichtung, das nur im Grundriß (Fig. 2) angegebene Linsenpaar e¹, e² ein astronomisches Okular an.

Als zweites Beispiel ist in Fig. 3 und 4 das optische System eines Koinzidenzentfernungsmessers mit getrennten Bildern dargestellt, die beide vollständig aufgerichtet sind. Es ist hier zwischen die Objektivlinsen f und das Scheideprismensystem c¹, c³ je ein verkleinerndes System geschaltet, das nach Art eines astronomischen Fernrohres aus zwei sammelnden Zylinderlinsen, einer stärkeren g¹ und einer schwächeren g², zusammengesetzt ist. Die Zylinderachsen sind einander und der Meßebene parallel. Die Objektivlinsen und die Linsen der Zusatzsysteme sind in ihren Brechkräften so bemessen und sind so angeordnet, daß der Brennpunkt jedes der beiden Gesamtsysteme sowohl hinsichtlich des der Meßebene parallelen als auch des auf ihr senkrecht stehenden ebenen meridionalen Büschels in der Kittschicht c° des Scheideprismensystems liegt.

Fig. 5 und 6 zeigen als drittes Ausführungsbeispiel das optische System eines Doppelbild- entfernungsmesser. Vor das Objektiv f ist ein vergrößerndes teleskopisches, nach Art eines holländischen Fernrohres zusammengesetztes System aus einer sammelnden Zylinderlinse k¹ und einer zerstreuenden h² mit parallelen Zylinderachsen geschaltet. Zwischen dem Objektiv und dem durch die vier Lin-

sen i¹, i², i^z und i⁴ angedeuteten terrestrischen Okular liegt ein in der Richtung der optischen Achse verschiebliches Rochonsches Prisma k, das zwei Bilder des Meßobjekts liefert. Die Ebene des Prismenhauptschnitts, also auch jede Verbindungslinie einander entsprechender Punkte der beiden Bilder, liegt senkrecht zu den Zylinderachsen. Zum Messen wird in bekannter Weise das Instrument in eine solche

ίο Lage gedreht, daß die dem Meßobjekt angehörende Grundlinie jenen Verbindungslinien parallel liegt; die Messung wird dadurch vollzogen, daß durch Verschieben des Prismas Koinzidenz des einen Endes des einen Bildes der Grundlinie mit dem andern Ende ihres andern Bildes herbeigeführt wird.

Als letztes Beispiel ist in Fig. 7 und 8 das optische System eines stereoskopischen Entfernungsmessers dargestellt. Zwischen die Objektivprismen α und die Objektivlinsen f ist hier je ein Brewsterscher Prismensatz P-, I², dessen Hauptschnitt auf der Meßebene senkrecht steht, so geschaltet, daß er vergrößernd wirkt. Die beiden Okularprismen m tragen die Markensysteme m°, deren Bilder in bekannter Weise eine stereoskopische Entfernungsskala ergeben.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Entfernungsmesser mit einem Fernrohrsystem, das einem Beobachter zwei Bilder des Meßobjekts darbietet, dadurch gekennzeichnet, daß jedes dieser Bilder in sich zweierlei Vergrößerung aufweist: eine schwächere Vergrößerung in der Richtung senkrecht zur Meßebene (in Höhe) und eine stärkere in der Richtung parallel zur Meßebene (in Breite).

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.