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Vorrichtung zum Kopieren der aus einem Photostereogramm zu entnehmenden
Oberfläche eines räumlichen Gebildes. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum
Kopieren der aus einem Photostereogramm zu entnehmenden Oberfläche eines räumlichen
Gebildes mit einem Kopiersystem, das ein in beliebigen Richtungen bewegliches, parallel
zu sich iselbst geführtes Glied enthält und dessen Werkzeug mindestens an den Bewegungen
dieses Gliedes innerhalb einer Ebene teilnimmt. Vorrichtungen dieser Art, entweder
zum Kopieren im Raum oder zum Kopieren auf einer ebenen Fläche (je nachdem das Werkzeug
an sämtlichen Bewegungen jenes Gliedes oder nur an den Bewegungen jenes Gliedes
innerhalb einer Ebene teilnimmt) sind bereits mehrfach bekannt geworden. Dabei handelte
es sich immer um Vorrichtungen, bei denen die gegenseitige Lage der beiden auszuwertenden
Photogramme bei der Aufnahme gewissen Bedingungen unterworfen war, damit ein Kopieren
in fortlaufenden Linienzügen stattfinden konnte.
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Das Ziel der Erfindung ist, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen,
die ein fortlaufendes Kopieren der Oberfläche eines räumlichen Gebildes auch dann
erlaubt, wenn die gegenseitige Lage der beiden Photogranune, aus denen dieses Gebilde
zu entnehmen ist, bei der Aufnahme eine beliebige war. Eine gemäß der Erfindung
ausgestattete Vorrichtung weist die folgenden Merkmale auf: Ein binokulares Doppelfernrohr,
,dessen Standlinie .durch ein Spiegelsystem auf ein Mehrfaches des Augenabstandes
gebracht ist, ist um eine seiner Staudlinie parallele Achse drehbar gelagert und
enthält zwei Zielmarken in solcher Anordnung, daß die beiden Ziellinien mit der
Standlinie eine Ebene (die Meßebene) bestimmen. Dabei sind die Eintrittsspiegel
des Spiegelsystems derart ausgebildet und derart drehbar angeordnet, daß eine Drehung
jedes ,derselben eine Neigungsänderung der zugehörenden Ziellinie in der Meßebene
zur Folge hat. Das Doppelfernrohr ist mit jenem im Rauan beliebig einstellbaren
Glied des Kopiersystems durch zwei Lenker verbunden, die an diesem Glied allseitig
schwingbar gelagert sind, während ihre Lagerung an dem Doppelfernrohr derart getroffen,
ist, daß jeder von ihnen um eine zu der Meßebene senkrechte Achse drehbar ist, wobei
die durch die beiden Drehachsen bestimmte Ebene parallel der Standlinie des Doppelfernrohrs
ist.
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Dabei sind die beiden Lenker je mit einem der beiden Eintrittsspiegel
so gekuppelt, daß dieser Spiegel bei Drehungen ides zugehörenden Lenkers in der
Meßebene eine Drehung um den halben Drehwinkel erfährt, so daß
also
die zugehörende Ziellinie stets um den gleichen Winkel verdreht wird; wie der Lenker.
Die Anordnung ist so zu treffen, daß jeder Lenker der zugehörenden Ziellinie parallel
ist. Dann wird. in der Meßebene jeweils durch die Projektion .der Lenker und durch
die Verbindungslinie der Durchstoßpunkte der Lenkerdrehachsen ein Dreieck bestimmt,
das dem durch die Ziellinien und die Stand-. Linie des Doppelfernrohrs bestimmten
Meßdreieck ähnlich ist. Weiter sind zwei Objektive, j e eines vor einem der beiden
Eintrittsspiegel, unabhängig von den Bewegungen des Doppelfernrohrs, allseitig einstellbar
angeordnet, jedes Objektiv :bildet infolgedessen mit ,dem zugehörenden Einzelfernrohr
ein Mikroskop zur Beobachtung des zugehörenden Photogramms. Dabei ist jedes Photogramm
derart mit dem zugehörenden Objektiv gekuppelt, daß es bei Einstellungen des Objektivs
.die gleichen Einstellungen erfährt. Wird das Meßdreieck so eingestellt, daß das
Zielmarkenpaar nacheinander mit den einander entsprechenden Bildern der Oberflächenpunkte
des zu kopierenden Gebildes zusammenfallend gesehen wird, so erzeugt das Werkzeug
auf dem Kopieträger die verlangte Kopie. Haben die beiden Objektive die gleiche
Brennweite wie die entsprechenden Objektive bei der Aufnahme der beiden Photogramme,
so ist beim räumlichen Kopieren das kopierte Modell Odem Ursprungsgebilde, oder
beim ebenen Kopieren der kopierte Plan dem entsprechenden Plan des Ursprungsgebildes
ähnlich. Der Gebrauchswert der Vorrichtung bleibt derselbe, wenn der Kopieträger
die. Stelle des Werkzeugs einnimmt und also an den Bewegungen jenes Gliedes des
Kopiersystems teilnimmt. In, diesem Fall müßte das Werkzeug fest angeordnet werden.
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Eine Vorrichtung zum Kopieren, bei dei ebenfalls zwei Lenker mit zwei
Ziellinien so gekuppelt sind, daß beim Einstellen dieser Ziellinien auf zwei einander
entsprechende Bilder der Oberfläche des zu kopierenden Gebildes ,das mit den Lenkern
verbundene Werkzeug auf dem Kopieträger ,den entsprechenden Modellpunkt angibt,
ist bereits durch die österreichische Patentschrift 74283 bekannt geworden. Sie
weist gegenüber einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Vorrichtung den Unterschied
auf, daß im Falle ,der Auswertung von Photorammen, die mit Objektiven von beliebiger
Achserrichtung gewonnen sind, ein Kopieren in fortlaufenden Linienzügen nicht .möglich
ist.
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Eine Vorrichtung zum Kopieren, die einerseits ein binokulares Doppelfernrohr
mit zwei Zielmarken enthält, dessen Standlinie durch ein Spiegelsystem auf ein Mehrfaches
des Augenabstandes gebracht ist und das um eine seiner Standlinie parallele Achse
drehbar gelagert ist, und bei der anderseits .dieses Doppelfernrohr durch zwei Lenker
mit einem im Raum beliebig einstellbaren Glied des Kopierc;ystems verbunden ist,
ist bereits im »Internationalen Archiv für Photogrammetrie«, Bd. III, S. igo angegeben
worden. DieseVorrichtung setzt jedoch voraus, daß.das zu kopierende Gebilde selbst
als Vorlage dient. Ferner wird die Einstellung der Ziellinien durch eine Verschiebung
der Zielmarken bewirkt, womit die .Beschränkung auf ein verhältnismäßig kleines
Gesichtsfeld verknüpft ist.
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Abb. i und 2 zeigen in einer Aufriß- und in einer Grundrißansicht
ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, .das eine Vorrichtung zum fortlaufenden Kopieren
beliebiger Linien ler Oberfläche eines aus einem Photostereoramm zu entnehmenden
räumlichen Gebildes im Raum .darstellt. In einem mit einer Grundr.)latte a verschraubten
Lagerbock d ist ein Lagerkörper a= um eine der Grundplatte parallele Achse X-X drehbar
gelagert. An einer Gradteilung a3 des Lagerbockes & wird durch einen Zeiger
ce4 .des Lagerkörpers a2 die jeweils eingestellte Neigung der Standlinie regen die
Horizontalebene angezeigt. Eine Klemmschraube ccs dient dazu, :den Lagerkörper cc@
gegenüber .dem Lagerbock d festzustellen. In dem Lagerkörper & ist ein
binokulares Doppelfernrohr b drehbar so gelagert, daß seine Drehachse Y-Y seiner
Standlinie parallel ist und die Drehachse X-X senkrecht schneidet. Die beiden Hälften
des Doppelfernrohrs sind von astronomischem Typus und enthalten an optischen Gliedern,
je ein Objektiv b1, ein Okular b2, ein Pentagonalprisma b3 und drei einfache Spiegelprismen
b4, b' und be. Diese optischen Glieder sind so angeordnet, daß die optischen
Achsen beider Einzelfernrohre in ein und derselben Ebene liegen. Dabei fallen diejenigen
Teile der beiden optischen Achsen, .die zwischen den Prismen b3 und b4 liegen, mit
der Drehachse Y-Y des Doppelfernrohrs zusammen, während die zwischen ,den Prismen
b5 und b° liegenden Teile der optischen Achsen eine Gerade bestimmen, die von der
Drehachse Y-I' einen Abstand M hat. Auf der in ider Brennebene des zugehörenden
Okulars liegenden Austrittsfläche jedes Pentagonalprismas b3 ist eine Zielmarke
b' so angebracht, daß sie auf der zugehörenden optischen Achse liegt. Die durch
diese Zielmarken bestimmten Ziellinien fallen also je mit der zugehörenden optischen
Achse zusammen. Damit die Ziellinien in der -durch die optischen Achsen bestimmten
Ebene (der Meßebene) eine Neigungsänderung erfahren können, ist das Prisma be (.das
EintrittspriGma) jedes Einzelfernrohrs
um eine auf der Meßebene
senkrecht stehende Achse Z-Z:drehbar angeordnet. Aus einem später zu erörternden
Grunde hat diese Achse von dem zwischen den Prismen b' und b6 liegenden Teil der
optischen Achse einen Abstand M' und liegt im übrigen so, däß sie in der Mittelstellung
des Eintrittsprismais - in der die Ausblickrichtung der Einblickrichtung parallel
und entgegengesetzt gerichtet ist - von der zugehörenden optischen Achse geschnitten
wird. Die Grundplatte a trägt ferner ein räumliches Kreuzschlittensystem, das aus
einem Höhenschlitten A', einem Breitenschlitten B1 und einem Tiefenschlitten Cl
in solcher Anordnung besteht, -daß die Verschiebungsrichtung des Tiefenschlittens
(die Tieferrichtung) mit der Drehachse X-X des Lagerkörpers a2 zusammenfällt. Der
oberste Schlitten des Kreuzschlittensystems., d. i. der Höhenschlitten Al, ist mit
einem durch eine Klemmschraube cl feststellbaren Kopierwerkzeug, einem spitzen Stift
c2, ausgestattet. Der zugehörige Kopieträger ist ein auf der Grundplatte a befestigter
Block cg aus plastischem Material. Der Höhenschlitten Al trägt zwei Handhaben d,
.mittels deren die drei Schlitten A'-, BI und Cl von dem Beobachter am Doppelfernrohr
b während des Beobachters beliebig verschoben werden können. Durch eine Klemmschraube
dl kann der Höhenschlitten Al auf dem Breitenschlitten B1, durch eine Klemmschraube
d2- kann der Breitenschlitten auf dem Tiefenschlitfien Cl, und durch eine Klemmschraube
d' kann der Tiefenschlitten auf der Grundplatte a festgestellt werden. An einer
Skala d° der Führung des Höhenschlittens auf ,dem Breitenschlitten wird dabei durch
die Oberkante des Höhenschlittens die Höhe des Stiftes c2 über der durch die Standlinie
des Doppelfernrohrs b bestimmten Horizontaleberneangezeigt. Zwei Lenker e' und ez
dienen dazu, das Kreuzschlittensystem mit dem Doppelfernrohr zu kuppeln. - Sie sind
an dem Doppelfernrohr um zwei Achsen U-U drehbar gelagert die den Drehachsen Z-Z
der Eintrittsprismen be parallel sind und in einer Ebene liegen, die der -durch
die Drehachsen Z-Z bestimmten Ebene parallel ist. Sie sind ferner in zwei Kugeln
f1 verschieblich gelagert, die in festen Lagern f2 allseitig drehbar sind. Das zu
dem Lenker e' gehörende Lager f2 sitzt fest auf einer' Platte g, die auf dem Höhenschlitten
Al um eine in der Tieferrichtung liegende Achse h-h drehbar gelagert ist und durch
eine Klemmschraube g1 auf dem Höhenschlitten festgestellt werden kann. Das zu dem
Lenker e2 gehörende Lager f2 wird von einem Zwischenschlitten k getragen, der in
der Richtung der Standlinie des Doppelfernrohrs. auf der Platte g einstellbar ist.
Dabei ist .die Anordnung so getroffen, .daß die Verbindungslinie der Mitten der
beiden Kugeln f1 der Verschiebungsrichtung des Zwischenschlittens lz parallel ist.
Der Zwischenschlitten h ist mit einem Zeiger hl versehen, durch den an einer Skala
h= der Platte g die Verschiebungen des Zwischenschlittens aus seiner Nullstellung
angezeigt werden. Sind die beiden Lenker einander parallel, so wird der Wert Null
angezeigt. Durch eine Klemmschraube h.3- kann der Schlitten h auf dem Höhenschlitten
A' festgestellt werden. Das Verhältnis der an der Skala 112 angezeigten Länge zu
dem gegenseitigen Abstand der beiden Drehachsen Z-Z ist der Maßstab der Kopie. Sind
die beiden Lenker horizontal, so zeigt die Oberkante des Höhenschlittens an der
Skala d° den Wert Null an. Jeder Lenker ist mit dem zugehörenden Eintrittsprisma
bl so gekuppelt, daß eine Drehung des Lenkers um seine Drehachse U-U eine halb so
große Drehung des Eintrittsprismas um seine Drehachse Z-Z und damit eine gleich
große Drehung der entsprechenden Ziellinie in_ der Meßebene verursacht. Zu dem Zweck
ist jeder Lenker, mit einer Scheibe il und jedes Eintrittsprisma miit einer Scheibe
i= von doppeltem Durchmesser der Scheibe il fest verbunden, und um die beiden Scheiben
ist ein Stahlband i$ gelegt. Dabei ist die Kupplung so getroffen, daß jeder Lenker
der entsprechenden Ziellinie parallel ist. Diese Parallelität wird bei jeder Bewegung
der Schlitten Al, B' und Cl aufrechterhalten, so daß die Stellung des Stiftes c2
auf dem Block c3 stets dem Schnittpunkt der beiden Ziellinien entspricht. Auf der
Grundplatte a sind zwei Lagerböcke k in der Breiterrichtung einstellbar angeordnet,
von denen jeder durch eine Klemmschraube k' auf der Grundplatte feststellbar ist.
In jedem dieser Lagerböcke ist mit Nut und Feder in der Höhenrichtung einstellbar
eine Säule l angeordnet, die .durch eine Klemmschraube L' an dem Lagerbock feststellbar
ist. Auf jeder Säule l ist ein gabelförmiger Träger m um eine Achse W-W drehbar
gelagert, die in der Höhenrichtung liegt und die Drehachse Y-Y des Doppelfernrohrs
b schneidet. Durch eine Klemmschraube m' kann der Träger m auf der Säule l festgestellt
werden. Dabei zeigt ein Zeiger m2 des Trägers? u an einer Gradteilung t2 der Säule
die jeweilige Stellung des Trägers gegenüber der Säule an. In jedem Träger m ist
um eine die Drehachse W-W des Trägers senkrecht schneidende Achse R-R ein Gehäuse
n drehbar gelagert, das durch eine Klemmschraube n1 an dem Träger feststellbar ist.
Dabei wird an einer Gradteilung n' dieses Gehäuses durch, einen Zeiger m3 des Trägers
m .die jeweilige Stellung
des Gehäuses gegenüber dem Träger angezeigt.
In jedem Gehäuse zz ist ein Obj ektiv 1z3 fest so angeordnet, daß sein vorderer
Hauptpunkt mit dem Schnittpunkt der Drehachsen W-W und R-R zusammenfällt, und daß
seine Achse die Drehachse R-R des Gehäuses iz senkrecht schneidet. Ferner ist in
jedem Gehäuse ein Rahmen o, in dem eines der beiden auszuwertenden Negative ol eingespannt
ist, drehbar so gelagert, daß seine Drehachse mit der Objektivachse zusammenfällt.
Eine Klemmschraube o= .dient dazu, den Rahmen o an dem Gehäuse n. festzustellen.
Dabei gibt ein Zeiger o' des Rahmens an einer Gradteilung za@ des Gehäuses yz die
j eweils eingestellte Verkantung des eingespannten Negativs o' an. Die Verkantung
Null wird angezeigt, wenn der Plattenhorizont senkrecht zur Höhenrichtung gerichtet
ist. Gibt der Zeiger zfzs an der Gradteilung n@ den Wert Null an, so steht die Achse
des Objektivs yzs auf der Höhenrichtung senkrecht. Wird dabei durch den Zeiger rn-
an der Gradteilung i' der Wert Null angegeben, so fällt die Achse des Objektivs
i0 in die Tiefenrichtung. Zufolge der gewählten Lage ,des Objektivs rzs und der
Drehachsen W-W, Y-Y, Z-Z und R-R wird erreicht, daß die Ziellinie des zugehörenden
Einzelfernrohrs bei jeder Stellung des sie steuernden Lenkers innerhalb der praktisch
vorkommenden Grenzen ungefähr durch den vorderen Hauptpunkt des Objektivs rzs §eht,
so daß .also stets ungefähr die volle öffnung des Objektivs n$ ausgenutzt wird.
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Statt der gemeinsamen, durch die Handgriffe d verkörperten Treibvorrichtung
der drei Schlitten Al, B' und Cl könnte auch für jeden dieser Schlitten eine besondere
Treibvorrichtung vorgesehen werden. Diese Treibvorrichtungen wären .dann vorteilhaft
so anzuordnen, daß der Beobachter zwei davon mit seinen Händen betätigen könnte.
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Um die Vorrichtung gebrauchsfertig zu machen, ist zunächst der Schlitten
h auf der platte g in derjenigen Lage festzustellen, in der der Zeiger hl an der
Skala h2 den Wert Null anzeigt, während der Höhenschlitten Al auf dem Breitenschlitten
Bl in derjenigen Lage festzuklemmen ist, in der seine Oberkante an der Skala d°
den Wert Null anzeigt. Nachdem so die beiden Lenker el und e2 in eine solche Lage
gekommen sind, daß sie einander parallel und horizontal sind, sind sie durch Einstellen
des Breitenschlittens Bl so zu richten, daß sie in der Tiefenrichtung liegen. Dabei
gelangt jedes der beiden Eintrittsprismen be in seine Mittelstellung, in der die
zugehörende Ziellinie in der Tiefenrichtung liegt. Darauf ist das Doppelfernrohr
b durch eine Drehung des Lagerkörpers a2 tun seine Achse X-X so einzustellen, -daß
an der Gradteilung es durch den Zeiger d der Neigungswinkel der Aufnahmestandli.nie
gegen die Horizontalebene angegeben wird. Zufolge der Kupplung zwischen,dem Doppelfernrohr
b und der Platte g ,durch die Lenker erfährt dabei die Platte g eine gleiche Drehung
um die Achse V-V. Nach beendigter Einstellung sind die Klemmschrauben a5 und gl
festzustellen. Alsdann sind .die gabelförmigen Träger in auf .den Säulen[
in derjenigen Lage festzustellen, in der die Zeiger m2 an den Gradteilungen 12 den
Wert Null anzeigen, und ferner sind die Gehäuse 7z auf den Trägern in in derjenigen
Lage festzustellen, in der die Zeiger mg an den Gradteilungen n2 den Wert' Nullanzeigen.
Dadurch kommen die Objektive u$ in eine solche Lage, daß ihre Achsen in die Tiefenrichtung
fallen. Weiter sind die Träger m durch Einstellen der Lagerböcke k in der Breitenrichtung
und der Säulen l in der Höhenrichtung in diejenige Lage zu bringen, in der die Achsen
der Objektiven8 mit den Ziellinien des Doppelfernrohrs zusammenfallen, worauf die
Klemmschrauben hl und h anzuziehen sind. Darauf sind nach Lösen der Klemmschrauben
ml die Träger in so einzustellen, daß ihre Zeiger in' an den Gradteilungen 12 diejenigen
Winkel anzeigen, die bei der Aufnahme die Horizoritalprojektionen der Objektivachsen
mit der in der Horizontalebene liegenden Senkrechten zur Standlinie eingeschlossen
haben. Ferner sied nach Lösen der Klemmschrauben n1 die Gehäuse iz so einzustellen,
daß an ihren Gradteilungen n2 durch die Zeiger ins diejenigen Winkel angezeigt
werden, unter denen bei der Aufnahme die Objektivachsen gegen die Horizontalebene
geneigt waren. Dadurch gelangen die Achsen der Obj ektive azs in die gleiche räumliche
Lage in bezug auf die Standlinie des Doppelfernrohrs, die die Achsen der Aufnahmeobjektive
zur Aufnahmestandlinie hatten. Nach dieser Einstellung sind .die Klemmschrauben
@jzl und szl wieder anzuziehen. Danach, sind die Negative o' so in den Rahmen o
zu befestigen, daß ihre Schichtseiten den Objektiven rzs zugewandt sind, und ferner
sind die Rahmen o in den Gehäusen x mittels der Klemmschrauben 02 in derjenigen
Lage festzustellen, in der ihre Zeiger o3 an den Gradteilungen n4 die Verkantungen
der Kammern bei der Aufnahme anzeigen. Wird endlich noch der Schlitten h so eingestellt,
daß sein Zeiger lzl an der Skala h2 rden im Kopiermaßstab gemessenen Wert der Standlinie
bei der Aufnahme anzeigt und in dieser Lage durch die Klemmschraube h$ festgestellt,
so ist die Vorrichtung gebrauchsfertig. je nachdem welche von den drei Klemmschrauben
d', d2 und' d3
des Kreuzschlittensystems Al, B1, Cl angezogen ist,
je nachdem also der Höhenschlitten Al, der Breitenschlitten BI oder der Tiefenschlitten
Cl festgestellt ist, können Höhenlinien, Breitenlinien oder Tiefenlinien kopiert
werden. Sind sämtliche drei Klemmschrauben, .gelöst, so können beliebige Linien
der Oberfläche kopiert werden. Zum Gebrauch ist das Kreuzschlittensystem mittels.
der Handgriffe d von dem Beobachter am Doppelfernrohr b so zu bewegen, daß
,das Zielmarkenpaar V nacheinander mit den einander entsprechenden Bildpunkten der
Negative o' zusammenfallend gesehen wird. Die dabei von dem Werkzeug c' auf dem
Kopieträger c2 beschriebene Kopie wird dem .durch die N@egative bestimmten räumlichen
Gebilde ähnlich, wenn die Brennweiten der Objektive n3 gleich den Brennweiten der
Aufnahmeobjektive gewählt sind.
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Der Zeichnung ist .der einfachste Fall, der bei der Aufnahme möglich
ist - der sogenannte Normalfall - zugrunde gelegt, bei dem die Standlinie horizontal
ist und die Obj ektivachsen horizontal und senkrecht zur Standlinie gerichtet sind.
Dabei wird an .den Gradteilungen. a3, l2 und n2 der Wert Null angezeigt. In Abb.
r ist vor dem linken Einzelfernrohr der Einfachheit halber das Gehäuse na mit dem
Objektiv n3 und dem Negativ o1 weggelassen worden.
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Würde man ,das Doppelfernrohr b mit nach vorwärts gerichtetem Ausblick
ausstatten, so wären die Spiegelprismen bs und bs entbehrlich. Dann würden die Spiegelprismen
b4 die Eintrittsprismen,.vor denen die Gehäuse n mit den Objektiven und den Photogrammen
anzuordnen wären. Würde man in diesem Falle die Lenker mit den Prismen b4 so kuppeln
wollen, daß die Ziellinien den Lenkern. stets parallel bleiben so wäre, wie sich
durch eine einfache Überlegung ergibt, die Verwendung von Diapositiven erforderlich.
Die erwünschte Beibehaltung von Negativen würde eine solche Kupplung zwischen den
Prismen b4 und den Lenkern erfordern, daß eine Abweichung jedes Lenkers von der
Tiefenrichtung aus gerechnet nach der einen Seite eine gleich große Abweichung der
zugehörenden Ziellinie nach der entgegengesetzten Seite zur Folge hätte.
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Eine entsprechende Vorrichtung zum Aufzeichnen von Höhenschichtenplänen
würde gegenüber der beschriebenen, für das Kopieren im Raum bestimmten Vorrichtung
lediglich die folgenden Abänderungen erfordern. An die Stelle des Kopieträgers cs
tritt ein zur Höhenrichtung senkrechtes Zeichenbrett und .an die Stelle ,des Werkzeugs
c2 ein Zeichenstift. Dieser Zeichenstift ist an dem Breitenschlitten B1 zu befestigen.