DE272014C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVI 272014 -KLASSE 57b. GRUPPE

WILLY SELKE in BERLIN.

Zusatz zum Patent 261959.*)

Patentiert im Deutschen Reiche vom 1. Februar 1910 ab. Längste Dauer: 16. Dezember 1924.

Das vorliegende Zusatzpatent bezieht sich auf ein Verfahren und Apparate zur unmittelbaren plastischen Wiedergabe von Objekten nach stereoskopischen Meßbildern, und es unterscheidet sich das neue Verfahren von dem im Hauptpatent 261959 beschriebenen dadurch, daß die zum Beobachten und Messen des stereoskopischen Raumbildes dienende bewegliche Meßmarke im Objektraum angeordnet ist, während sie bei dem im Hauptpatent beschriebenen Verfahren sich in der Bildfeldebene des binokularen Beobachtungsinstrumentes befand. Zwar ist bereits durch Devi lie ein Apparat bekannt geworden, Zeitschrift für Instrumentenkunde 1913, S. 134, I., bei dem sich eine Meßmarke ebenfalls im Objektraum befindet, doch dient diese nur zum Aufzeichnen von Karten und Plänen, während die bei dem vorliegenden Verfahren benutzte Meßmarke mit einer zur unmittelbaren plastischen Wiedergabe geeigneten Vorrichtung, z. B. einer Punktier-, Liniier- oder Reduzier vorrichtung, verbunden ist.

Zur Ausführung des Verfahrens kann man sich verschiedener Apparate bedienen, von denen einige beispielsweise und schematisch in Fig. ι bis 4 dargestellt sind.

Fig. ι zeigt das stereoskopische Raumbild, die Meßmarke und die zur plastischen Wiedergäbe dienende Vorrichtung in Perspektive, während Fig. ia ein Grundriß des Beobach-

*) Früheres Zusatzpatent: 264583.

tungsapparates ist. · Zur Beobachtung der Meßbilder 2 und 3 dient, ähnlich wie im Hauptpatent, ein Mikroskopstereoskop, bei dem die Linsen 24 als Objektive dienen und zur Betrachtung der Bilder vergrößernde Okulare 32 benutzt werden. Die zwei Prismenflächen 25 dieses Mikroskopstereoskops sind nur schwach versilbert, so daß diese Flächen nicht nur reflektieren, sondern auch gleichzeitig durchsichtig sind. Man kann daher mittels dieser Prismen gleichzeitig Gegenstände wahrnehmen, die sich vor und hinter ihren versilberten Flächen befinden, sofern die Helligkeiten dieser Gegenstände richtig zueinander abgestimmt sind. Als Meßmarke dient die Spitze eines Punktierstiftes 9, der mit einer Punktiervorrichtung 39 verbunden ist. Zwei Objektive 38 entwerfen unter Vermittlung von vorgeschalteten und hintergeschalteten Spiegelprismen in der Bildebene 24^ der Okulare 32 je ein Bild der Meßmarke. Die Okulare 32 bilden daher sowohl die Okulare des zur Beobachtung der Meßbilder dienenden Mikroskopstereoskops als' auch die Okulare eines binokularen Fernrohrs zur Beobachtung der Meßmarke. Beim Einblick in das Stereoskop werden die Bilder 2 und 3 durch die reflektierenden Flächen 25 den beiden Augen des Beobachters zugeführt, und gleichzeitig mit dem stereoskopischen Raumbilde des Objekts sieht man die Meßmarke.

Man kann dann durch Abtasten des Raum-• bildes mit der Meßmarke den zu zwei korrespondierenden Meßbildpunkten gehörenden Raumpunkt festlegen und ihn mit Hilfe der Vorrichtung 39 auf ein geeignetes Material übertragen. Statt einzelner Punkte kann man bei entsprechender Gestaltung der Vorrichtung 39 auch Linienzüge auf das Werkstück übertragen. Das Verhältnis, in dem im stereoskopischen Raumbilde des Objekts die Tiefe zu den Frontabmessungen steht, hängt davon ab, unter welcher Vergrößerung die Meßbilder beobachtet werden (also unmittelbar von der Vergrößerung der Okulare, wenn die Mikroskopobjektive die Meßbilder mit der Vergrößerung Eins in den Okularbildebenen entwerfen). Die räumliche Lage, in der sich die Meßmarke bei der Beobachtung durch das Fernrohr scheinbar befindet, hängt von der Vergrößerung des Fernrohrs und von dem gegenseitigen Abstand seiner beiden Eintrittsachsen ab: der erstere Wert •beeinflußt das Verhältnis, in dem das Maß der scheinbaren Tiefenlage der Meßmarke zu dem ihrer scheinbaren Breiten- und Höhenlage steht, der letztere Wert beeinflußt das Verhältnis, in dem die scheinbare Breiten- und Höhenlage zur wahren stehen. Das Verhältnis, in dem die Maße der Nachbildung zu denen des Originals und zueinander stehen, läßt sich daher durch die Wahl der Vergrößerung des Mikroskopstereoskops, der des Fernrohrs und des gegenseitigen Abstandes der Eintrittsachsen des Fernrohrs beeinflussen.

So ergibt sich z. B., wenn die Vergrößerung des Mikroskopstereoskops mit der des Fernrohrs übereinstimmt und die Eintrittsachsen des Fernrohrs einen gegenseitigen Abstand haben, der dem der Objektive bei der Aufnähme der Meßbilder gleich ist, eine Reproduktion, die mit dem Original in allen drei Dimensionen übereinstimmt. Behält man z. B. den gegenseitigen Abstand der Eintrittsachsen des Fernrohrs bei, gibt jedoch dem Fernrohr eine geringere Vergrößerung als sie dem Mikroskopstereoskop eigen ist, so ergibt sich eine Nachbildung, die in den Frontabmessungen mit dem Original übereinstimmt, deren Tiefenmaße jedoch gegenüber denen des Originals verringert sind, so daß die Nachbildung ein Relief ist. Behält man anderseits die Übereinstimmung in der Vergrößerung für beide Instrumente bei, gibt jedoch den Eintrittsachsen des Fernrohrs einen gegenseitigen Abstand, der größer ist als der der Objektivachsen bei der Aufnahme der Meßbilder, so ergibt sich eine Nachbildung, die in allen drei Dimensionen dem Original gegenüber gleichmäßig verkleinert ist. In entsprechender Weise kann man z. B. auch eine gleichmäßig verkleinerte Nachbildung erzielen oder eine Reliefnachbildung, die auch in ihren Frontabmessungen von dem Original abweicht.

Wesentlich ist bei der durch Fig. 1 veranschaulichten Form, daß zwei Objektive 38 zwei Bilder der Meßmarke entwerfen, die zusammen mit den beiden Meßbildern beobachtet werden, wobei es nebensächlich ist, ob die diesen Objektiven vor- oder hintergeschalteten Spiegelprismen in den Strahlengang des Beobachtungsinstruments eingeschaltet sind, wie gezeichnet, oder ob die Lichtstrahlen unter Fortlassung der genannten Prismen geradlinig verlaufen.

Unwesentlich ist ferner, daß die Bilder der Meßmarke auf Abbildungen der Meßbilder (wie in der Zeichnung dargestellt) fallen; bei entsprechender Ausbildung der Vorrichtung könnte man auch die Meßbilder in den Bildebenen der Objektive anordnen und so die Bilder der Meßmarke unmittelbar auf die Meßbilder fallen lassen.

In Fig. 2 sind die Stereomeßbilder 2 und 3 in zwei zueinander parallelen Ebenen angeordnet und werden mit einem Wheatstonesehen Spiegelstereoskop betrachtet, in dessen Strahlengang zwei als Objektive benutzte Linsen 24 eingeschaltet sind; zur Betrachtung der Bilder werden vergrößernde Okulare 32 benutzt.

Die Meßbilder sind ferner durch einen beliebigen bekannten Antrieb 33 zwangläufig miteinander verbunden, durch welchen sie in ihren Ebenen horizontal und vertikal bewegt werden können. Mit dem Meßbild 3 ist ein Richtungslinienträger (Punktierstift 9) zwangläufig verbunden, wie im Hauptpatent ausführlich beschrieben, so daß beim Anvisieren eines bestimmten Bildpunktes der Punktierstift 9 die Richtung g^a angibt, in welcher sich der gesuchte Punkt im Räume befindet. Durch die von den Okularen 32 bewirkte Vergrößerung wird die Tiefe des anvisierten stereoskopischen Raumbildes entsprechend dieser Vergrößerung zusammengeschoben und hat demnach beispielsweise die reduzierte Tiefenausdehnung 34^a bis 34*. Um nun diese Tiefe auf eine der Frontausdehnung des Objekts entsprechende zu vergrößern, dient hier beispielsweise folgende Vorrichtung. Die im Ob- ! jektraum angeordnete Meßmarke 34 ist auf einem Schlitten 40 befestigt, der in der Tiefenrichtung beweglich ist, wie die Pfeile andeuten. Parallel zu diesem Schlitten ist ein zweiter Schlitten 41 angeordnet, der ebenfalls in der Tiefenrichtung beweglich ist. Beide Schlitten sind zwangläufig miteinander durch einen um den Drehungspunkt 35^ schwenkbaren Hebel 35 verbunden. Blickt man nun durch die Beobachtungsinstrumente 32 und tastet mit der Meßmarke 34 die Tiefenausdehnung des stereoskopischen Raumbildes von

34" bis 34* ab, so bewegt sich gleichzeitig der Stift 36 mit dem Schlitten 4 um die Strecke 36" bis 36*.

Der Abstand zwischen den Schienen 40 und. 41 sowie deren Abstände vom Drehungspunkt 35^ können verändert werden und werden proportional der verwendeten Bildvergrößerung der Beobachtungsinstrumente 32 gewählt. Besitzen diese z. B. eine dreifache Vergrößerung, so wird der Abstand der Schiene 41 vom Drehungspunkt 35" dreimal so groß bemessen wie der Abstand der Schiene 40 von 35^. Dieses hat zur Folge, daß die durch die dreifache Bildvergrößerung entsprechend (also ebenfalls dreifach) zusammengeschobene Tiefe des stereoskopischen Raumbildes 34^s bis 34* mittels des Hebels 35 und der Schienen 41 auf das dreifache Maß ausgedehnt wird von 36" bis 36*, so daß diese letztere Tiefenausdehnung nun im richtigen Verhältnis zur Frontausdehnung des Objekts steht.

Die Tiefenbewegungen 36" bis 36* werden durch geeignete mechanische Hilfsmittel, z.B.

Zahnstangen und ein Kettengetriebe 37, auf eine Visiervorrichtung 19 übertragen. Dann bildet der Schnittpunkt des Visierstrahls mit dem Punktierstift 9 den im Raum gefundenen Punkt P, und dieser wird auf ein aus geeigneter Masse bestehendes Arbeitsstück 21 übertragen.

Nachbildungen in verändertem Maßstabe werden ausgeführt, indem man beispielsweise den gegenseitigen Abstand der Schlitten 40 und 41 ändert und gleichzeitig für einen beliebigen Objektpunkt den Abstand der Entfernungsebene Z vom Drehungspunkt 7 so einstellt, daß, wie beispielsweise gezeichnet, die Frontausdehnung X des Objekts auf ¹Z₂ X reduziert wird.

Nachbildungen in Relief werden ausgeführt, indem man die durch die Bildvergrößerung der Beobachtungsinstrumente 32 entstehende Tiefenreduktion 34" bis 34* des stereoskopisehen Raumbildes nur so weit ausdehnt, als die Reliefhöhe betragen soll. Dies erreicht man beispielsweise durch eine entsprechende Verringerung des Abstandes der Schienen 40 bis 41.

Eine ähnliche Ausführungsform zeigt Fig. 3 im Grundriß. Die Platten 2 und 3 sind in gemeinsamer Ebene angeordnet, horizontal und vertikal gemeinsam verschiebbar und werden mit einem stereoskopischen Beobachtungsinstrument, ähnlich wie für Fig. 2 beschrieben wurde, betrachtet.

Mit Platte 3 ist in der bereits genannten Weise ein Punktierstift 9 zwangläufig verbunden, dessen jeweilige Richtung zur Be-Stimmung der Frontlage eines Raumpunktes dient, während die durch die Bildvergrößerung der Beobachtungsinstrumente 32 verursachte Tiefenreduktion des stereoskopischen Raumbildes 34^ bis 34* durch die im Objektraum befindliche Meßmarke 34, die Schlitten 40 und 41 sowie den Hebel 35 in der bereits beschriebenen Weise auf die der Frontausdehnung des Objekts entsprechenden richtigen Tiefenmaße 36^s bis 36* ausgedehnt wird. Diese letzteren werden dann jeweils auf die Lage des Fernrohrs 19 übertragen, so daß der Schnittpunkt seines Visierstrahles mit dem Punktierstift 9 den im Raum gesuchten Punkt bildet.

Nachbildungen in verändertem Maßstabe oder in Relief werden beispielsweise ebenso hergestellt wie für Fig. 2 beschrieben ist.

Statt die zu einer Verstellung der Meßmarke 3'4 gehörige Bewegung des Stiftes 36 wie in Fig. 2 und 3 durch einen Hebel 35 zu übertragen, kann man auch mit Hilfe einer um den Punkt 35^a wagerecht beweglichen Visiervorrichtung die zu einer Stellung der Meßmarke 34 gehörige Lage des Stiftes 36 festlegen.

Statt die Entfernungsebene Z wie in Fig. 2 und 3 mit einer Visiervorrichtung 19 zu finden, kann man sie auch durch ein Lichtstrahlenbüschel oder ein Lichtstrahlenbüschelsystem mit vertikaler Begrenzungsebene festlegen.

Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine besonders einfache Vorrichtung, bei der die Meßmarke unmittelbar betrachtet wird, während die Meßbilder 2 und 3 ebenfalls mittels eines Wheatstoneschen Spiegelstereoskops, jedoch unter Fortlassung der die Bilder vergrößernden Okulare gesehen werden. Der Beobachter erblickt infolgedessen ein in den Objektraum hinausproji- too ziertes stereoskopisches Raumbild 26.

Dieses Raumbild ist (vorausgesetzt, daß die Linsen 24 von derselben Brennweite sind wie die bei der Aufnahme der Meßbilder verwendeten) eine in allen drei Dimensionen richtig proportionierte Erscheinung des aufgenommenen Objekts. Da nun die Prismenflächen 25, wie bereits beschrieben, durchsichtig sind, erblickt man außer dem stereoskopischen Raumbild auch gleichzeitig die hinter dem Apparat im Räume befindlichen reellen Gegenstände und kann nun eine Meßmarke 30 in den Objektraum stellen und so bewegen, daß die Meßmarke scheinbar das stereoskopische Raumbild der Meßbilder abtastet. Mit dieser Marke ist hier eine zur plastischen Wiedergabe geeignete Reduziervorrichtung verbunden. Diese besteht aus einer Laufschiene 27, die in einem Kugelgelenk 28 derart gelagert ist, daß sie im Raum in beliebiger Richtung um den Drehungspunkt 28 schwenkbar ist. Mit dieser Schiene ist ein Storchschnabel 29 verbunden, der außer

Claims (8)

der Meßmarke 30 noch einen Arbeitsstift 31 trägt. Bringt man nun beim Einblick in das Instrument die Meßmarke 30 in scheinbare Berührung mit der Oberfläche des stereoskopischen Raumbildes und führt sie über diese Oberfläche scheinbar hinweg, so überträgt gleichzeitig der Arbeitsstift 31 der Reduziervorrichtung die anvisierten Formen, Linien oder Punkte des stereoskopischen Raumbildes auf das aus plastischer Masse bestehende Arbeitsstück. Beispielsweise kann hierbei, die Größe des Arbeitsstückes von der des stereoskopischen Raumbildes abweichen, wie Fig. 4 zeigt. Pa te ν t- Ansprüche:

1. Verfahren zur plastischen Wiedergabe eines Objekts nach zwei stereosköpischen Meßbildern nach Patent 261959, wobei durch ein binokulares Beobachtungsinstrument ein stereoskopisches Raumbild des Objekts dargeboten wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Objektraum eine reelle, bewegliche Meßmarke benutzt wird, um mit ihrer Hilfe jenes Raumbild abzutasten und gleichzeitig eine zur plastischen Wiedergabe geeignete Vorrichtung zwangläufig mitbewegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Meßbilder unter einer Vergrößerung betrachtet werden, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Beobachtungsinstrument zusammen mit den Meßbildern zwei Bilder der Meßmarke beobachtet werden, die von dieser durch zwei Objektive entworfen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem zur Betrachtung der Meßbilder ein Mikroskopstereoskop dient, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beobachtung der Marke ein binokulares Fernrohr dient, dem die Okulare mit dem Mikroskopstereoskop gemeinsam sind, so daß das Verhältnis, in dem die drei Dimensionen der Reproduktion zueinander und zu den Dimensionen des Originals stehen, einerseits von dem Verhältnis der Vergrößerung, unter der die Meßbilder betrachtet werden, zu der Vergrößerung, unter der die Marke beobachtet wird, und anderseits von dem Verhältnis des gegenseitigen Abstandes der Eintrittsachsen des Doppelfernrohrs zu dem gegenseitigen Abstand der beiden Objektive bei der Aufnahme der Meßbilder abhängt.

4. Verfahren nach Anspruch i, bei dem die Meßbilder unter einer Vergrößerung betrachtet werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Festlegung der Tiefenmaße der Reproduktion der Träger einer Riehtungslinie (ein längsverschiebliches Tastoder Arbeitswerkzeug, eine Visiervorrichtung o. dgl.) mit der Meßmarke durch ein Getriebe verbunden ist, das den Einfluß, den die durch jene Vergrößerung bewirkte Tiefenreduktion des stereoskopischen Raumbildes auf die Tiefenmaße der Reproduktion hat, wieder auszugleichen erlaubt.

5. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Objektraum eine reelle, bewegliche Meßmarke angeordnet ist, die dazu dient, ein stereoskopisches Raumbild abzutasten, das durch Beobachtung zweier stereoskopischer Meßbilder mit Hilfe eines binokularen Beobachtungsinstruments entsteht, und die mit einer, zur plastischen Wiedergabe geeigneten Vorrichtung verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch zwei Objektive zwei Bilder der Meßmarke entworfen werden, die zusammen mit den beiden Meßbildern beobachtet werden können.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Meßbilder unter einer Vergrößerung beobachtet werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beobachtung der Meßmarke ein binokulares Fernrohr dient, dem die Okulare mit dem Mikroskopstereoskop gemeinsam sind, so daß das Verhältnis, in dem die drei Dimensionen der Reproduktion zueinander und zu den Dimensionen des Originals stehen, einerseits von dem Verhältnis der Vergrößerung, unter der die Meßbilder betrachtet werden, zu der Vergrößerung, unter der die Meßmarke beobachtet wird, und anderseits von dem Verhältnis des gegenseitigen Abstandes der Eintrittsachsen des Fernrohrs zu dem gegenseitigen Abstand der Objektive bei der Aufnahme der Meßbilder abhängt.

8. Vorrichtung nach Ansprach 5, bei der die Meßbilder unter einer Vergrößerung betrachtet werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Festlegung der Tiefenmaße der Reproduktion der Träger einer Richtungslinie (ein längsverschiebliches Tastoder Arbeitswerkzeug, eine Visiervorrichtung o. dgl.) mit der Meßmarke durch ein Getriebe verbunden ist, das den Einfluß, den die durch jene Vergrößerung bewirkte Tiefenreduktion des stereoskopischen Raumbildes auf die Tiefenmaße der Reproduktion hat, wieder auszugleichen erlaubt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.