DE362108C

DE362108C - Vorrichtung zur Ermittlung der Oberflaechenform oder deren Projektionen aus zwei an den Enden einer Standlinie mit beliebig gerichteten Achsen aufgenommenen Photographien

Info

Publication number: DE362108C
Application number: DEW56058D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Publication date: 1922-10-23

Description

Die Erfindung besteht in einer Vorrichtung

zur Ermittlung 'der Oberflächenform oder deren Projektionen aus zwei an den Enden einer Standlinie mit beliebig gerichteten Achsen aufgenommenen Photographien.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im wesentlichen auf zwei grundsätzlich verschiedene Arten möglich. Die eine Art ist Gegenstand des Patents 313261. Bei der zweiten Art, von der die vorliegende Erfindung eine !möglichst einfache Lösung darstellt, wird jedes der beiden Bilder in die Brennebene eines dem Aufnahmeobjektiv ähnlichen photographischen Objektivs gestellt, so daß das von einem BiIdpunkt ausgehende Büschel hinter dem Objektiv parallelstrahlig wind. Würde man zwei solche Bildkammern derart nebeneinander aufstellen, daß ihre gegenseitige Lage genau ähnlich derjenigen wäre, wie sie bei der Aufnähme vorhanden war, so wurden die Hauptstrahlen aller Büschel, die von je zwei entsprechenden Bildpunkten ausgehen, in ihrer Verlängerung sich immer in einem Punkt schneiden, und die Gesamtheit aller dieser Punkte würde eine genau ähnliche Kopie der Oberfläche des Aufnahmeobjektes ergeben.

Sobald man nun aber zum Zweck der schnelleren Auswertung- und zur Erhöhung der Genauigkeit die beiden Büschelsysteme der thereoskopischen Betrachtung zugänglich machen will, so ergeben sich für die Konstruktion des Doppelfernrohrs erhebliche Schwierigkeiten, da die beiden Zielachsen immer außer einer Winkeländerung im einen Sinn auch noch eine Verkippung im anderen Sinn ausführen müßten. Man könnte nun die Bewegung in einem Sinn die beiden Bildkatnmern machen lassen und hätte dann im. Doppelfernrohr die Richtung der Zielachsen nur noch im anderen Sinn zu ändern. iBei genauerer Prüfung dieser Verhältnisse sind aber ■ die Schwierigkeiten immer noch sehr erheb- ! lieh, so daß Apparate dieser Art keine ge- ; nügend einfache Lösung der gestellten Auf- ! gäbe sein können.

Die vorliegende Erfindung (benutzt von der zweiten Art die dritte Möglichkeit: die beiden Zielachsen des Doppelfernrohrs behalten ihre Richtung während der Auswertung bei, d. h. das Doppelfernrohr wird unbeweglich angeordnet, und die ganze Bewegung wird auf die zwei Bildkammern verlegt.

Zu diesem Zweck werden zwei Lenker, die Parallele zu den langen Seiten des Meßdreiecks darstellen, miteinander gekuppelt und jeder um zwei Hauptdrehachsen beweglich angeordnet. Jeder Lenker teilt seiner -zugehörigen Bildkammer seine eigenen Bewegungen in der Weise mit, daß die gegenseitige Lage zwischen der Richtung der Bildkammerachse und dem Lenker erhalten bleibt. Diese Parallelität in den Bewegungen von Bildkammer und Lenker ermöglicht einen sehr einfachen Aufbau des ganzen Apparates, hat aber für außerachsiale Bildpunkte im allgemeinen einen Projektionsfehler zur Folge. Dieser Projektionsfehler äußerst sich in der Weise, daß sämtliche Bildpunkte, die nicht auf einem senkrechten Achsenkreuz liegen, gegenüber den Zielachsen des Doppelfernrohrs eine unrichtige Lage einnehmen. Der Fehler wächst mit dem Abstand des Bildpunktes von den Armen des Achsenkreuzes und erreicht seinen höchsten Wert in den vier Ecken des Bildes.

Er kann beseitigt werden durch optische Korrektionsmittel oder auf mechanischem Weg. Als optische Korrektionsmittel kommen z. B. in Betracht drehbare Glaskeile oder schwache, verschiebliche Linsen, die zwischen den Bildkammern und dem Doppel fernrohr so angegeordnet würden, daß ihre Bewegungen von denjenigen der Lenkerachsen bestimmt werden. Der Umstand' jedoch, daß der fehlerhafte und der richtige Bildpunikt immer auf zur Bildkammerachse konzentrischen Kreisen liegen, führt zu einer einfacheren mechanischen Korrektion, die darin besteht, daß jede Bildkammer um ihre optische Achse drehbar gelagert und um diese Achse durch eine Korrektionsvorrichtung selbsttätig .um so viel gedreht wird, wie der Projekionsfehler für jeden Bildpunkt ausmacht. Die Korrektionsvorrichtung muß mit den beiden Achsen des zugehörigen Lenkers oder der Bildkammer gekuppelt sein. Eine solche Einrichtung läßt sich im einzelnen verschiedenartig gestalten, z.B. so, daß jede Bildkammer und jeder Lenker ium je eine feste .senkrechte und eine bewegliche horizontale Achse drehbar sind. Die Standlinie kann in diesem Fall entweder durch Änderung des Abstandes der beiden senkrechten Lenkerachsen oder durch Änderung des Abstandes im Kupplungsglied eingestellt werden. Die Lenkerbewegungen müssen durch besondere Vorrichtungen, z. B. durch Parallelogramme, auf die Bildkammern übertragen werden.

Vorteilhafter erscheint die weitere Anordnung, wo jede -Bildkatmmer mit dem zugehörigen Lenker gemeinsame Hauptdrehachsen hat und mit demselben in feste Verbindung gebracht werden kann. Die Anzahl der Achsen vermindert sich auf die Hälfte, und die Übertragungsvorrichtungen fallen fort. Die beiden festen senkrechten Achsen müssen in einen solchen Abstand gebracht werden, daß die Lenker auch bei der kürzesten einzustellenden Entfernung noch nicht übereinandergreifen.

Das iKupplüngsglied¹ wird in diesem Fall sehr einfach.

Verlegt man die Standlinie in das Kupplungsglied und legt in die rechte Bildkammer das auf dem linken Standpunkt aufgenommene Bild und umgekehrt, so bewegen sich die Lenker bei kürzer werdenden Entfernungen nicht mehr gegeneinander, sondern auseinander. Das Doppelfernrohr muß hierbei so eingerichtet werden, daß dem rechten Okular die linke Eintrittsöffnung entspricht und umgekehrt. Das Kiupplüngsglied ist in diesem Fall parallel zu sich selber zu halten.

Eine weitere Vereinfachung kann dadurch erzielt werden, daß eine der beiden Hauptdrehachsen beiden Lenkern gemeinsam ist.

Zur Erreichung geringster Abmessung und dadurch bedingter leichterer Bauart können zwischen den Bildkammerobjektiven und dem Doppelfernrohr Spiegelsysteme angeordnet werden, die nur die Bewegung um die eine der Hauptdrehachsen mitmachen. Hierdurch können die Bildkammern in einer solchen Stellung angeordnet werden, daß sie andere Teile der Vorrichtung nicht stören und die Abmessungen derselben nicht vergrößern.

In gleicher Richtung liegen die Vorteile, die dadurch erreicht werden, daß die Bewegung des Höhenträgers durch einen Polarm von veränderlicher Länge erfolgt. Dieser Polarm hat mit dem einen Lenker eine Hauptdrehachse gemeinsam.

Verfeindet man mit diesem Polarm einen zweiten in der Weise, daß beide gleich große Drehbewegungen um die gleiche Achse ausführen und sorgt dafür, daß die radialen Bewegungen der beiden Polarmenden in verschieden einrichtbareim, aber alsdann während einer Auswertung unveränderlichem Verhältnis stehen, so kann, abgesehen von der Einstellung der Standlinie in bestimmtem Maß- stab, eine ähnliche, vergrößerte oder verkleinerte Kopie hergestellt werden. Diese Einrichtung wird vorteiihafterweise dazu benutzt, um die Abmessungen des eigentlichen Apparates, insbesondere der Länge der beiden Lenker klein zu halten und nur das zweite Polarmende die gewünschten großen Bewegungen ausführen zu lassen.

Der Unterbau der Vorrichtung kann so eingerichtet werden, daß der ganze Apparat auf einer Grundplatte ruht, die auf der Polarinseite die Zeichenfläche genügend frei läßt und eine Markierung der Polarmachse enthält, so daß die Vorrichtung mit ihrem Pol auf jeden beliebigen Punkt des Zeichenbrettes gestellt werden kann.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der neuen Vorrichtung dargestellt, aus denen sich leicht mit Hilfe der Beschreibung eine größere Anzahl von Ausführungsformen ableiten läßt.

Beim ersten Ausführungsbeispiel (Abb. 1 bis 4) stellt A'blb. 1 einen Grundriß auf der Höhe A-B von Abb. 3, Abb. 2 einen Seitenriß durch die Achsen C-D von Abb. 1 und Abb. 3 einen Aufriß durch die gebrochene Linie A-B von Abb. 1 dar. In AbIb. 4 ist ein Teil der Korrektionsvorrichtung im Grundriß auf der Höhe E-F von Abb. 3 dargestellt.

Auf einer Grundplatte g (AbIb. 3) ist um die feste senkrechte Achse a¹ der Standlinienschlitten s, der die zweite einstellbare, senkrechte Achse a? trägt, drehbar gelagert. Um die senkrechten Achsen α¹ und er drehen sich die beiden Träger c¹ und c² für die horizontalen Achsen b^% und Ψ. Mit den horizontalen Achsen b¹ und b² sind einerseits die beiden

Lenker I¹ und P festklemmbar verbunden und anderseits sind diese Achsen b¹ und b² so eingerichtet, daß sie die Bildkammerachsen d¹ und d² aufnehmen können. Auf diese Weise ist eine einstellbare feste Verbindung zwischen jeder Bildkammerachse und dem zugehörigen Lenker hergestellt. Die Bildkammerachsen enthalten einerseits die photographischen Objektive o¹ und o² und anderseits

ο die beiden Bildträger (Platten) e¹ und e². Die

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Bildkammerachsen d¹ und (P tragen seitlich je zwei Lagerzapfen f¹ und f², an denen die gabelförmigen Arme i¹ und i² der Korrektionsvorrichtung eingehängt sind. Der galbelförmige Arm i¹ gleitet am unteren Ende mit einer Kugel in der senkrechten Nut v¹ des Korrektionsgliedes k¹, das seinerseits wieder um die mit dem Träger c¹ fest verbundene Achsem¹ drehbar ist. Das kugelförmige untere Ende des Korrektionsgliedes k¹ gleitet in der horizontalen Nut u¹ des Ständers n¹, der auf der Grundplatte g befestigt ist. Bei einer Drehung des Trägers c¹ um die Achse α¹ verschiebt sich das kugelförmige untere Ende des Korrektionsgliedes k¹ in der Nut u¹ und stellt damit entsprechend der ausgeführten Drehung die senkrechte Nut v¹ schief. -Findet nun eine Kippung der Bildkammerachse d¹ um die horizontale Achse b¹ statt, so gleitet das untere Ende des gabelförmigen Armes i¹ in der schief gestellten Nutw¹ und dreht damit die Bildkammerachse d¹ entsprechend den ausgeführten Drehungen um die senkrechte Achse a¹ und die horizontale Achse &¹. Mit dem Träger c¹ ist fest verbunden der Polarm r, auf dem der Höhenträger h in radialer Richtung sich bewegt. Auf dem runden Höhenträger h verschiebt sich das Kupplungsglied q, das im wesentlichen aus einer kreisrunden Scheibe und zwei horizontalen Zapfen w¹ und w² besteht. Die Zapfen ze/¹ und w² sind um die senkrechte Achse des Höhenträgers h drehbar und werden mit Hilfe der Bügel .1;¹ und x² immer senkrecht zu den Lenkern I¹ und I" eingestellt. Mit dem Höhenträger h ist der Zeichenstift (Werkzeug) ζ fest verbunden. Der Polarm r und der Höhenträger h können mit Maßstabteilungen versehen werden.

Der auf der Grundplatte g befestigte Ständer a³ trägt das Doppelfernrohr d^s, von dem in Abb. ι die optischen Teile dargestellt sind. Der Zeichenstiftζ zeichnet auf dem Zeichenbrett z^x die Horizontalprojektion derjenigen Punkte auf, die von den Zielmarken im Doppelfernrohr gleichzeitig gedeckt sind. Ohne daß eine grundsätzliche Änderung in der Wirkungsweise der Vorrichtung eintreten würde, könnten bei entsprechender Änderung des Doppelfernrohrs die beiden iBildkammern den zugehörigen Lenkern gegenüberliegend angeordnet werden, so daß sie eine Ausbalan- ! cierung der Lenkergewichte um die horizon- ; tale Achse herbeiführen würden. In den Abb. 5 bis J ist eine weitere Aus-■ führungsform der neuen Vorrichtung dargestellt. Abb. 7 stellt einen Grundriß auf der Höhe G-H von AWb. 6, Abb. 6 einen Aufriß durch die gebrochene Achse G-H von Abb. 7 und Abb. 5 einen Seitenriß nach der Linie J-K von Abb. 7 dar.

Um die gemeinsame senkrechte Achse α drehen sich die beiden Träger c^s und c* für die horizontalen Achsen l·³ und &⁴. Die beiden Bilidkammeraöhsen d^s und d* sind senkrecht gestellt. Die beiden Lenker I³ und I⁴" sind mit ihren Horizontalachsen wieder klemmbar verbunden. In die linke Bildkammer wird der Bildträger (Platte) vom rechten Standpunkt und umgekehrt in die rechte Bildkammer derjenige vom linken Standpunkt eingelegt. Auf den beiden Trägern c^s und c* .sind zwei Prismen y¹ und y² befestigt, die somit die Drehung in horizontalem Sinn mitmachen, ohne an der Kippung der Bildkammern teilzunehmen. Das»Doppelfernrohr d³ ist so ausgebildet, daß das rechte Okular der linken Bildkammer und umgekehrt entspricht. Der gabelförmige Arm i^l der Korrektionsvorrichtung ist horizontal gestellt und gleitet mit dem kugeligen Ende in der hori- · zontalen Nut m⁴ des Korrektionsgliedes k*. Die senkrechten Achsen der Korrektionsglieder sind mit den zugehörigen Trägern c⁸ und c⁴ durch die Arme c⁵ und c⁶ fest verbunden, so daß sie die-Drehung in horizontalem Sinn mitmachen. Die zwei Ständer n³ und w⁴ sind mit der Grundplatte g^x fest verbunden und stellen zusammen mit der senkrechten Achse α je ,die zwei festen Punkte der parallelogrammartigen Einstellvorrichtungen für die beiden Korrektionsglieder k³ und k^l dar, so daß die horizontalen Nuten u³ und m·* immer nahezu parallel zu ihrer Ausgangsstellung bleiben. Aus der schematischen Abb. 8 ist die Wirkungsweise der Korrektionsvorrichtung zu ersehen. Bei der Drehung des Trägers c³ um die senkrechte Achse α verschiebt sich die horizontale Nut u³ aus der gestrichelten Lage in die ausgezogene Lage und bildet dadurch mit dem gabelförmigen Arm i^s in horizontalem 'Sinn einen Winkel, dessen Größe nahezu dem Verdrehungswinkel des Trägers c³ gleichkommt. Wenn in dieser Stellung die Bildkammer gekippt wird, so gleitet das kugelige Ende des gabelförmigen Armes i³ in der Nut u^a, und es findet eine Drehung der Bildkammerachse statt. Wäre die Korrektionsvorrichtung nicht vorhanden, so würde bei gekippter Bildkammer statt des richtige» Bildpunktes p der Punkt p¹ von der Ziellinie des Doppelfernrohrs getroffen. Die Drehung der Bildkatnmeradh.se

um den Winkel γ durch die Korrektionsvorrichtung bringt nun ,den richtigen Bildpunkt p in die Ziellinie des Doppelfernrohrs, womit der Projektionsfehler ausgeschaltet ist. Der Polarm r ist mit dem Träger c^s fest verbunden und kann mit dem Schneckengetriebe t um die senkrechte Achse α gedreht werden. Mit der im Polarm r gelagerten Schraube r¹ wird der Höhenträger h radial

ίο bewegt.

Durch zwei Stirnräder ist die zweite Schrauber² mit r¹ gekuppelt und da r² entgegengesetzte und größere Steigung als r¹ hat, so wird der Zeichenstift ζ in entsprechend größerem Maßstab bewegt, als der Höhenträger h. Der zweite Polarm, bestehend im wesentlichen aus der Schraube r², ihrem Lager und dem Zeichenstift, kann so ausgebildet werden, daß er bequem ausgewechselt werden kann, so daß zu jeder Vorrichtung mehrere zweite Polarme mit verschiedener Steigung und nötigenfalls mit verschiedener Räderübersetzung verwendet werden können.
Auf dem Höhenträger h gleitet das Kupplungsglied q in senkrechter Richtung. Die Bewegung kann mit Zahntridb oder Schraubenspindel oder auf andere beliebige Weise bewirkt werden. Das Kupplungsglied enthält den Standlinienschlitten s¹, der durch das Parallelogramm α-α⁴-α⁵-# so gehalten wird, daß er keine Verdrehungen in horizontalem Sinn erleidet. Um die beiden senkrechten Zapfen a? und a*, welche die Standlinie darstellen, sind die Halter für die Lenker drehbar.

Die Grundplatte g¹, auf der die ganze Vorrichtung aufgebaut ist, läßt das Zeichenbrett auf der Polarmseite frei und trägt eine Marke im 'Zentrum, die über jeden beliebigen Standpunkt auf dem Zeichenbrett gebracht werden kann.

Claims

Patent-Ansprüche :

i. Vorrichtung- zur Ermittlung der Oberflächenform oder deren Projektionen aus zwei an den Enden einer Standlinie mit beliebig gerichteten Achsen aufgenommenen Photograpthien, bei der ein Doppelfernrohr, zwei mit Objektiv und Bildträger ausgerüstete Bildkammern und zwei miteinander gekuppelte, allseitig bewegliche Lenker vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei fest angeordnetem Dopfernrohr jeder Lenker seine zugehörige Bildkammer in paralleler Bewegung mitnimmt und für jede Bildkammer eine Korrektionsvorrichtung den aus der Parallelität der Bewegungen zwischen Lenker und Bildkammer sich ergebenden Projektionsfehler selbsttätig ausschaltet.
2. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Bildkammer mit dem zugehörigen Lenker gemeinsame Hauptdrehachsen hat und mit demselben in feste Verbindung gebracht werden kann.
3. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den beiden Bildkammern die Bildträger (Platten) miteinander vertauscht sind und im Doppelfernrohr jeder Eintrittsöffnung die entgegengesetzt liegende Austrittsöffnung entspricht.
4. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lenker eine der Hauptdrehachsen gemeinsam haben.
5. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Bildkammerobjektiven und dem Doppelfernrohr Spiegelsysteme angeordnet ,sind, die nur die Bewegung um die eine 'der Hauptdrehachsen mitmachen.
6. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Höhenträgers durch einen Polarm von veränderlicher Länge erfolgt, der mit dem einen Lenker eine Haupt drehachse gemeinsam hat.
7. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, go daß mit dem Polarm ein zweiter Polarm von veränderlicher Länge so gekuppelt ist, daß beide gleich große Drehbewegungen um die gleiche Achse ausführen.
8. Ausführungsforin der Vorrichtung •nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Bildkammer um ihre optische Achse drehbar gelagert ist und um diese Achse durch eine mit den entsprechenden Lenkerachsen gekuppelte Korrektionsvorrichtung in jeder Lage selbsttätig um soviel gedreht wird, wie der aus der Parallelität der Bewegungen zwischen Lenker und Bildkammer sich ergebende Projektionsfehler ausmacht.
9. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß die ganze Vorrichtung auf einer Grundplatte aufgebaut ist, bei der nach der Zeichenseite hin mindestens ein Sektor von der Größe des entsprechenden Bildwinkels ausgespart und das Zentrum derart bezeichnet ist, daß es auf jeden Punkt des Zeichenbrettes aufgesetzt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.