DE334214C - Vorrichtung, die dazu dient, durch eine optische Abbildung aus einer ebenen Projektion einer ebenen Figur eine andere ebene Projektion dieser Figur abzuleiten - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die dazu dient, durch eine optische Abbildung aus einer ebenen Projektion einer ebenen Figur eine andere ebene Projektion dieser Figur abzuleiten, und die zu diesem Zweck mit einem Objektiv ausgestattet ist, das zwischen zwei Bildträgern angeordnet ist, die je um eine die optische Achse des Objektivs senkrecht kreuzende Achse drehbar sind. Solche

ίο Vorrichtungen werden, wie bekannt, z. B. dazu verwendet, die durch eine photographische Aufnahme der Erdoberfläche von einem Luftfahrzeug aus erzeugte Projektion der Erdoberfläche, die sich im allgemeinen als eine Projektion auf eine zur Erdoberfläche geneigte Ebene ergibt, in eine Projektion auf eine horizontale Ebene umzuwandeln; inwieweit es dabei zutreffend ist, die Erdoberfläche als eben anzusehen, hängt von der Beschaffenheit des betreffenden Teils der Erdoberfläche ab.

Nach der Erfindung wird eine solche Vorrichtung wie folgt ausgestattet. Zu der bekannten, oben erwähnten Drehbarkeit der beiden Bildträger wird zunächst noch eine Drehbarkeit des Objektivs um eine Achse hinzugefügt, die den oben erwähnten beiden Drehachsen parallel ist und mit ihnen in einer Ebene liegt und die die optische Achse des Objektivs zwischen dessen beiden Hauptpunkten senkrecht schneidet. Ferner wird jeder der beiden Bildträger gegen den Lagerkörper, gegenüber dem das Objektiv drehbar ist, in der soeben erwähnten Ebene verschiebbar gemacht. Schließlich wird jeder der beiden Bildträger noch um eine zweite, in seiner Bildebene liegende Drehachse drehbar gemacht, die seiner ersten Drehachse parallel ist und von ihr denselben Abstand hat wie die Drehachse des Objektivs von demjenigen Hauptpunkt, der zu der diesem Bildträger zugewandten Seite des Objektivs gehört.

Vermöge dieser Ausgestaltung erlaubt die neue Vorrichtung, sich verhältnismäßig sehr weiten Grenzen anzupassen, innerhalb deren die Brennweite des bei der Uraufnahme benutzten Objektivs, die Neigung der Achse dieses Objektivs, die Höhe dieses Objektivs über dem aufzunehmenden Gegenstande und der Maßstab der abgeleiteten Projektion liegen können, ohne daß darauf verzichtet zu werden braucht, die Umbildungen durch eine einzige optische Abbildung zu erzeugen. Denn abgesehen von der Erweiterung der erwähnten Grenzen, die sich schon aus der Verschiebbarkeit der beiden Bildträger in der oben erwähnten Ebene" ergibt, ist die neue Vorrichtung auch denjenigen bekannten Vorrichtungen, bei denen die Bildträger bei undrehbarem Objektiv je in einer zur optischen Achse des Objektivs senkrechten Ebene auf einer Schlittenführung verschiebbar sind, insofern überlegen, als die Drehbarkeit des Objektivs zusammen mit der zusätzlichen Drehbarkeit der Bildträger die Grenzen erheblich zu erweitem erlaubt gegenüber den Grenzen, für die eine solche Vorrichtung selbst bei verhältnismäßig langen Schlittenführungen der soeben erwähnten Art benutzbar ist; von Vorteil ist dabei noch die durch das Fortfallen dieser

Schlittenführungen trotz einer Erweiterung der Grenzen erzielbare größere Gedrungenheit des Baues der Vorrichtung. Denjenigen Vorrichtungen schließlich, bei denen jeder der beiden Bildträger sowohl in der Richtung der optischen Achse des fest angeordneten Objektivs als- auch senkrecht zu dieser Richtung verschiebbar ist und um eine Achse drehbar ist, zu der die erwähnten beiden Richtungen senkrecht sind, ist ίο die neue Vorrichtung dadurch überlegen, daß sie einen gedrungeneren Bau aufweist.

Ordnet man das Objektiv so an, daß seine Drehachse von seinem einen Hauptpunkt den Abstand Null hat, also mit ihm zusammenfällt, so wird die Vorrichtung besonders einfach. Dann wird nämlich auch der Abstand der beiden Drehachsen desjenigen Bildträgers, der der diesem Hauptpunkt zugehörenden Seite des Objektivs zugewandt ist, gleich Null, d. h., dieser BiIdträger braucht überhaupt nur um eine Drehachse drehbar angeordnet sein.

Ist die Vorrichtung zum Umbilden photographischer Bildplatten (z, B. von Negativen) bestimmt, wobei also die Umbildung mit durchfallendem Licht in Frage kommt, und enthält das erforderliche Beleuchtungssystem einen Spiegel, mittels dessen die von der Lichtquelle des Beleuchtungssystems kommenden Lichtstrahlen dem Objektiv der Vorrichtung zugeführt werden, so ist es zweckmäßig, als Spiegelfläche eine Rotationsfläche zu wählen, deren Rotationsachse die Verbindungslinie zwischen der Lichtquelle (oder, wenn ein Kondensor angeordnet ist, zwischen dem Bild der Lichtquelle) und der Eintrittspupille des Objektivs ist und deren Meridianlinie eine Ellipse ist, wobei die Brennpunkte dieser Ellipse mit der Lichtquelle (oder dem Bild der Lichtquelle) und der Ein- '· trittspupille des Objektivs zusammenfallen. Eine solche Ausbildung ermöglicht es, den Spiegel bei guter sphärischer Korrektion genügend groß zu wählen, daß er bei den vorkommenden Lagen des Bildträgers seine Lage beibehalten kann, ohne daß Teile des Bildes aus dem Strahlenkegel herausfallen. Da der Spiegel von der Rotationsfläche nur einen verhältnismäßig kleinen Ausschnitt darstellt, so bleibt das Gesagte mit Annäherung auch dann richtig, wenn die Meridianlinie durch eine passende Kreislinie, z. B. durch den Krümmungskreis der Ellipse an der zur Verwendung bestimmten Stelle ersetzt ist.

Um das Prinzip der Erfindung zu veranschaulichen, sind in Fig. 1 und 2 zwei solche Vorrichtungen zum Umbilden in einem wagerechten Hauptschnitt schematisch dargestellt. Dabei sind folgende Bezeichnungen getroffsn. 0 ist das Objektiv, das in diesem Falle zweigliedrig gewählt ist. Seine beiden Häuptpunkte sind Ji¹ und Ji-, die den Abstand α voneinander haben, seine Drehachse ist v°. p¹ ist die durch irgendeine Aufnahme gewonnen zu denkende umzubildende Bildplatte, die um die Drehachsen v¹ und v² drehbar angeordnet ist. p² ist die Auffangfläche für die zu erzeugende Kopie, die um die Drehachsen v^s und w⁴ drehbar angeordnet ist.

In Fig. ι ist die Drehachse v° des Objektivs 0 so gewählt, daß sie die Verbindungslinie der beiden Hauptpunkte h¹ und &² in der Mitte senkrecht schneidet, so daß sie von jedem

Hauptpunkt den Abstand — hat. Dann haben

nach der Erfindung sowohl die Drehachsen υ¹ und v² der Bildplatte^»¹ als auch die Drehachsen v³ und υ^ί der Auffangfläche für die

Kopie p² einen gegenseitigen Abstand —, wobei

die Drehachsen υ¹, υ" und ν³ in ein und derselben Ebene liegen. Um die Vorrichtung zum Umbilden gebrauchsfertig zu machen, ist der Drehachse v¹ von der Drehachse v° ein Abstandö und der Drehachse v^s von der Drehachse v° ein Abstand c zu erteilen und es ist das Objektiv so einzustellen, daß seine optische Achse mit der die Drehachsen v¹, v° und v^s enthaltenden Ebene einen Winkelet einschließt. Um denselben Winkel o. gegen diese Ebene geneigt sind auch die Verbindungslinien der Drehachsen v¹ und w² und der Drehachsen v^s und v^l einzustellen. Ferner ist noch die Bildplatte p¹ gegen die Verbindungslinie der Drehachsen fl¹ und v² um den Winkel ß, und die Auffangfläche für die Kopie p² gegen die Verbindungslinie der Drehachsen v^z und v^l um den Winkel γ geneigt einzustellen und die Auffangfläche für die Kopie p ^s durch eine Verschiebung innerhalb ihrer Ebene in ihre richtige Lage zu bringen. Die Werte b, c, α., β und γ sind entweder aus einer Tabelle zu entnehmen oder durch Rechnung zu be- too stimmen.

Der Fig. 2 liegt der Sonderfall zugrunde, daß die Drehachse v° des Objektivs 0 einen der beiden Hauptpunkte enthält, und zwar denjenigen, Ji¹, der der der Bildplatte p¹ zügewandten Seite des Objektivs zugehört. Damit wird auch der gegenseitige Abstand der Drehachsen υ¹ und v² dieser Bildplatte zu Null, d. h., es ist nur eine einzige Drehachse erforderlich. Der Hauptpunkt Ji² hat in diesem Falle von der Drehachse v° des Objektivs ο den Abstand a. Denselben gegenseitigen Abstand haben dann auch die Drehachsen a³ und vⁱ der Auffangfläche für die Kopie p². Die Herrichtung einer solchen Vorrichtung für den Gebrauch ist insofern etwas einfacher als die einer Vorrichtung nach Fig. 1, als die Bildplatte p^x nur eine einzige Einstellung erfahren braucht, nämlich eine Einstellung ihrer Neigung gegen die Ebene durch die Drehachsen v^x, v° und v^s um den Winkel ß. Im übrigen gilt sinngemäß das über Fig. 1 Gesagte.

Fig. 3 und 4 zeigen eine Ausführungsform der Vorrichtung im Aufriß und Grundriß nach dem in Fig. 2 dargestellten Schema. Auf einer optischen Bank d ist eine Kamera angeordnet, die einen Träger e für das Objektiv 0 und einen Rahmen f für eine Mattscheibe oder eine Kassette enthält, wobei der Träger und der Rahmen durch einen Balg g verbunden sind. Der Träger e ist auf einem Ständer e¹, der auf der optischen Bank d festgeschraubt ist, drehbar so.gelagert, daß seine Drehachse den objektseitigen Hauptpunkt des Objektivs enthält. Zum Antrieb dient eine auf dem Ständer gelagerte Schnecke e², die in eine Schneckenradverzahnung e³ des Trägers β eingreift. Der jeweils eingestellte Winkelwert wird durch einen am Träger e befindlichen Zeiger eⁱ an einer Skala e⁵ des Ständers e¹ angezeigt. Dabei ist eine solche Anordnung getroffen, daß der Winkelwert Null angezeigt wird, wenn die optische Achse des Objektivs parallel der Längsrichtung der optischen Bank d ist. Der Rahmen f steht folgendermaßen mit der optischen Bank in Verbindung. Längs zweier schwalbenschwanzförmigen Führungen d¹, die der Längsrichtung der optischen Bank parallel sind, ist ein Schlitten f¹ verschieblieh angeordnet. Um den Schlitten verschieben zu können, ist er mit einer Mutter f^% ausgestattet, die in eine in der optischen Bank gelagerte Schraubenspindel f^s eingreift, wobei zum Antrieb dieser Spindel ein Handrad fⁱ vorgesehen ist. Der Wert der Verschiebung wird durch einen am Schlitten f¹ befindlichen Zeiger an einer Längenskala f⁵ der optischen Bank angezeigt. Auf dem Schlitten f^x ist ein Drehschlitten f^e so angeordnet, daß : seine Drehachse parallel der Drehachse des Objektivträgers e ist und mit ihr in einer der Verschiebungsrichtung des Schlittens f¹ parallelen Ebene liegt. Der Drehschlitten f⁶ ist mit einer Schneckenradverzahnung f⁷ ausgestattet und kann mittels einer in diese Verzahnung eingreifenden, auf dem Schlitten f¹ gelagerten Schnecke f^a gegenüber dem Schlitten f¹ eingestellt werden. Der jeweils eingestellte Winkelwert? wird durch einen am Drehschlitten f^e befindlichen Zeiger f⁹ an einer Skala f¹⁰ des ' Schlittens f¹ angezeigt. Auf dem Drehschiit- ' ten Z"⁶ ist eine Längsnut f¹¹ so angebracht, daß sie parallel der Verschiebungsrichtung des Schlittens f¹ ist, wenn durch den Zeiger f ⁹ an der Skala f ¹⁰ der Winkelwert Null angezeigt wird. In dieser Nut verschieblich ist ein Schlitten Z"¹² angeordnet, der mittels einer Schraube/"¹³ auf dem Drehschlitten f⁶ festgestellt werden kann. Auf diesem Schlitten f¹² ist ein weiterer Drehschlitten f^Xi so angeordnet, daß seine · Drehachse in jene die Drehachsen des Objektivträgers e und des Drehschlittens f^e enthaltende Ebene fällt, wenn jene Längsnut f¹¹ die erwähnte Lage einnimmt, bei der an der Skala f¹⁰ der Winkelwert Null angezeigt wird. Der Drehschlitten f¹⁴ enthält eine Schneckenradverzahnung Z"¹⁵ und kann mittels einer in diese Verzahnung eingreifenden, auf dem Schlitten Z"¹² gelagerten Schnecke f^le gegenüber dem Schlitten f ¹² eingestellt werden. Der jeweils eingestellte Winkelwert wird durch einen am Drehschlitten f¹¹ befindlichen Zeiger f¹"¹ an einer Skala f^ls des Schlittens f¹² angezeigt. Weiter ist der Drehschlitten f¹¹ so ausgebildet, daß er die Führung für einen den Rahmen f enthaltenden Längsschlitten f¹⁹ bildet, der mittels einer Schraube f²⁰ auf dem Drehschlitten f¹⁴ festgestellt werden kann, wobei die Verschiebungsrichtung des Schlittens f¹⁹ so gewählt ist, daß sie dann senkrecht zur Längsrichtung der optischen Bank d ist, wenn gleichzeitig durch den Zeiger f⁹ an der Skala f¹⁰ der Winkelwert Null und durch den Zeiger f¹⁷ an der Skala Z"¹⁸ der Winkelwert »Neunzig Grad« angezeigt wird, und wobei ferner der Rahmen f eine'solche Lage hat, daß seine Anlegefläche die Drehachse des Drehschlittens f¹* enthält.

Die optische Bank d ist mit zwei weiteren ihrer Längsrichtung parallelen schwalbenschwanzf örmigen Führungen d² ausgestattet, längs deren ein Schlitten h verschieblich angeordnet ist. Der Antrieb erfolgt mittels einer in der optischen Bank gelagerten Schraubenspindel h¹, in die der Schlitten h mit einer Mutter h- eingreift und die durch ein Handrad h^s betätigt werden kann. Der Wert der Verschiebung wird durch einen am Schlitten h befindlichen Zeiger an einer .Längenskala A⁴ der optischen Bank angezeigt. Auf dem Schlitten A ist ein Drehschlitten h⁵ so angeordnet, daß seine Drehachse parallel der Drehachse des Objektivträgers e ist und in der durch diese Drehachse und die des Drehschlittens f^s bestimmten Ebene liegt. Der Drehschlitten h⁵ ist mit einer Schneckenradverzahnung h⁶ ausgestattet und kann mittels einer in diese Verzahnung eingreifenden, auf dem Schlitten h gelagerten Schnecke h¹ gegenüber dem Schlitten h eingestellt werden. Der jeweils eingestellte Winkelwert wird durch einen am Drehschlitten h⁵ befindlichen Zeiger h⁸ an einer Skala ä⁹ des Schlittens h angezeigt. Der Drehschlitten k⁵ ist ferner so ausgebildet, daß er die Führung A¹⁰ für einen zweiten Drehsdilitten h¹¹ bildet, dessen Drehachse senkrecht zu der des Drehschlittens A⁵ gerichtet ist und in derselben Ebene liegt wie die optische Achse des Objektivs 0. Dabei ist eine solche Anordnung getroffen, daß die Drehachse des Drehschlittens A¹¹ der Verschiebungsrichtung des Schlittens h parallel ist, wenn durch den Zeiger h⁸ an der Skala h⁹ der Winkelwert »Neunzig Grad« angezeigt wird. Auf dem Drehschlitten ä¹¹ ist das umzubildende 1 ao Negativ so zu befestigen, daß es die Drehachse des Schlittens senkrecht schneidet und daß

seine Schichtseite mit der Drehachse des Drehschlittens h^B zusammenfällt. Eine Schraube h¹² dient zum Feststellen des Drehschlittens h¹¹ in seiner Führung.

Die zum Umbilden erforderliche Beleuchtungsvorrichtung besteht aus einer Lichtquelle und einem Kondensor, die beide in einem Gehäuse i angeordnet zu denken sind, und aus einem auf der optischen Bankiü befestigten

ίο Spiegel k. Dieser Spiegel bildet einen Teil eines Rotationsellipsoids, dessen Meridianschnitt eine Ellipse ist, die in ihrem einen Brennpunkt das vom Kondensor entworfene Bild der Lichtquelle und in ihrem anderen Brennpunkt die Eintrittspupille des Objektivs 0 enthält.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche :

   i. Vorrichtung, die dazu dient, durch eine optische Abbildung aus einer ebenen Projektion einer ebenen Figur eine andere ebene Projektion ~ dieser Figur abzuleiten, mit einem Objektiv, das zwischen zwei Bildträgern angeordnet ist, die je um eine die optische Achse des Objektivs senkrecht kreuzende Achse drehbar sind und einen veränderbaren Abstand von dem Objektiv haben, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv um eine den erwähnten beiden Drehachsen parallele und mit ihnen in einer Ebene liegende Achse, die seine optische Achse zwischen seinen beiden Hauptpunkten senkrecht schneidet, in einem Lagerkörper drehbar ist, gegen den jeder der beiden Bildträger (f¹, p-) in der erwähnten Ebene verschiebbar ist, und daß jeder der beiden Bildträger noch um eine zweite, in seiner Bildebene liegende Achse (y-, w*) drehbar ist, die seiner ersten Drehachse parallel ist und von ihr denselben Abstand hat wie die Drehachse des Objektivs von demjenigen Hauptpunkt, der zu der diesem Bildträger zugewandten Seite des Objektivs gehört.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse des Objektivs dessen einen Hauptpunkt enthält, so daß die zweite Drehachse desjenigen Bildträgers, der der diesem Hauptpunkt zugehörenden Seite des Objektivs zugewandt ist, mit der anderen Drehachse des Bild- ^ trägers zusammenfällt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.