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Ausmeßmaschine für Meßbildpaare Bei den ?stereoskop.ischen Ausmeßmaschinen
für Meßbildpaare können zwei Gruppen unterschieden werden, eine solche, beider der
Abstand zwischen Meßmarke und Projektionszentrum verständlich ist (Stereoplanigraph
Zeiß), und eine solche, bei der der Abstand konstant ist (Aerokartograph Hugershoff,
Autograph Wild).
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Beim Arbeiten mit dem Stereoplanigraphen werden die Bildhalter mit
den Projektionszentren in der Richtung zu den Meßmarken hin und her -bewegt. Die
Abstände der Projektionszentren von den entsprechenden Meßmarken entsprechen genau
den Abständen des eingestellten Objektes von den beiden Aufnahmeorten in der Natur,
und zwar im Maßstab der Auswertung.
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Infolge der fortwährenden Abstandänderung zwischen Meßmarkenebene
und Projektionszentrum ist es notwendig, zwischen beide ein bewegliches Zusatzlinsensystem
einzubauen, welches die ständige Scharfabbildung des Platteninhaltes auf die Meßmarkenebene
gewährleistet. Die Brennweite des Zusatzlinsensystems verändert sich selbsttätig
und damit auch die Vergrößerung. Aus diesem Grunde und weil bei dieser Maschine
genau die gleichen Verhältnisse, die bei der Aufnahme bestanden, wiederhergestellt
werden, wird ein und dasselbe Objekt, trotzdem es auf den beiden Platten nicht gleich
groß abgebildet ist, auf der Markenebene in genau gleicher Größe erscheinen. Es
wird daher in allen Fällen Stereoeffekt vorhanden sein. Das Zusatzlinsensystem übernimmt
hier gleichzeitig die Funktionen des Fokusierens und des Abstimmens der Bilder auf
gleiche Größe.
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Anders verhält es sich bei der zweiten Gruppe von Auswertegeräten.
Da hier die Bildweite, d. h. der Abstand zwischen Projektionszentrum und Meßmarke
konstant ist, so ist es auch .die Vergrößerung. Der Inhalt der beiden Platten erscheint
daher in der Markenebene genau so, wie er ist, nur gleichmäßig vergrößert, entsprechend
der Vergrößerung des Betrachtungssystems. Wenn daher infolge seines bei der Aufnahme
verschiedenen Abstandes ein Objekt auf den beiden Platten nicht gleich groß abgebildet
ist, so wird dieser relative Größenunterschied auch in den Bildern in der Markenebene
bestehen bleiben. Daher treten dann bei großen Basisverhältnissen gegen die Plattenränder
hin Beeinträchtigungen des Stereoeffektes auf, was dem Auswerten der Schichtlinien
und des Lageplanes hinderlich ist.
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Die Erfindung beseitigt bei dieser zweiten Gruppe von Ausmeßmaschinen
diesen bisherigen Nachteil (die Beeinträchtigung des Stereoeffektes) dadurch, daß,
wie es bisher nur bei Maschinen der ersten Gruppe bekannt war, zwischen dem Objektiv
(Projektionszentrum
) und dem Okular der Betrachtungseinrichtung
ein Zusatzlinsensystem (praktische Optik o. dgl.) eingeschaltet wird; das Zusatzsystem
ist hier an sich also nicht für die Scharfeinstellung nötig, sondern es dient zum
Ändern der Vergrößerung, um die den Augen dargebotenen Bilder auf gleiche Größe
zu bringen. Die Änderung des Zusatzlinsensystems wird vom Beobachter durch Einrichtungen
(Handhebel, Fußscheibe) bewirkt, welche bisher zum Einstellen anderer Glieder dienten,
oder durch eine besondere Hebelanordnung selbsttätig erreicht, welche gemäß der
Erfindung besonders ausgebildet ist. Diese Ausbildung ist derart, daß beim Betriebe
des Gerätes das Längenverhältnis der Hebelglieder dieser Hebelanordnung selbsttätig
so eingestellt wird, daß es den Entfernungen des jeweils angezielten Punktes von
den beiden Aufnahmeorten entspricht.
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Die Zeichnung zeigt den Erfindungsgegenstand an einem Ausführungsbeispiel,
und zwar: Abb. i eine schematische Darstellung eines Teiles der Vorrichtung (mechanische
Glieder) am Auswertegerät, Abb.2 das bewegliche Linsensystem in einem Längsschnitt,
Abb. 3 die Darstellung einer konvergenten Aufnahme aus der Luft, Abb. 4 und 5 Einzelheiten
der Abb. i, und zwar: Abb. 4 einen Schnitt nach S,-S, der Abb. 5 und -Abb. 5 einen
Schnitt nach S,-S1 der Abb. 4. Während bei Aufnahmen von der Erde aus und bei reinen
Senkrechtaufnahmen aus der Luft die Entfernungen jedes einzelnen auswertbaren Punktes
von den beiden Aufnahmeorten nur wenig voneinander verschieden sind, können diese
Unterschiede- bei konvergenten Aufnahmen aus der Luft, d. h. wenn das- Verhältnis
zwischen Basis und Flughöhe ein ziemlich großes ist, beträchtlich werden.
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In Abb.3, wo I und Il die beiden Aufnahmeorte bedeuten, sind die Strahlenlängen
a und b stark voneinander verschieden. Ein im Punkte P befindliches Objekt
wird daher auf den beiden Platten nicht in gleicher Größe abgebildet.
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Unter der Voraussetzung, daß der Abstand zwischen Projektionszentrum
Z1 (Abb. i) und Meßmarke Ml konstant ist, werden daher die beiden Bilder :des Objektes
P (Abb. 3) den Augen in ungleicher Größe dargeboten. Betrachtet man zwei solcher
Bilder stereoskopisch, so wird man für das Objekt selbst praktisch in allen Fällen
Stereoeffekt haben. Die Umgebung, über die der Stereoeffekt sich erstreckt, wird
jedoch um so kleiner werden, je mehr die Bildmaßstäbe voneinander verschieden sind,
weil der dem Auge zugemutete Sehzwang schließlich zu groß wird und den Stereoeitekt
vernichtet. Die beste Optik und,das größte Gesichtsfeld nützen daher einem Auswertegerät
nichts, wenn nicht dafür gesorgt wird, daß über einen größeren Teil des Gesichtsfeldes
Stereoeffekt vorhanden ist. Dieses ist aber für das Ziehen von Schichtlinien und
der Situation von großer Wichtigkeit: In der schematischen Abb. i des Auswertegerätes
bedeuten Al und A2 die Bildhalter oder Projektionskammern, Bi, BZ die waagerechten
und Cl und C2 die senkrechten Teile der Betrachtungssysteme. Die Kammern Al, AZ
werden hier beispielsweise durch an sich bekannte räumliche Lenker L1, L2 bewegt.
Die Abstände der Marken Ml und M2 von den zugehörigen Projektionszentren Z1, ZZ
bleiben hier stets gleich, so daß die Bilder der Platten dem Auge immer in der nämlichen
Vergrößerung erscheinen würden. Ist ein Objekt auf dem ersten Bilde aus größerer
Entfernung aufgenommen als- auf dem zweiten Bilde, also der Maßstab des ersten Bildes
kleiner als der des zweiten, so würde dieser Maßunterschied bei der Benutzung eines
solchen Betrachtungssystems störend wirken und den Stereoeffekt nur auf einen sehr
kleinen Teildes Gesichtsfeldes beschränken. Um dies zu verhindern, muß daher das
eine Bild auf den Maßstab des andern gebracht werden. Es geschieht dies durch den
Einbau eines bei andern Ausmeßmaschinen, wie z. B. dem Stereoplanigraph, bekannten
beweglichen Linsensystems zwischen Projektionszentrum Z,., Z@ und Okular
0, OZ von wenigstens einem der Systeme I und II.
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Theoretisch müßte der Einbau zwischen Projektionszentrum und Meßmarke
erfolgen. Praktisch ist es jedoch vorteilhafter, den Einbau im Betrachtungssystem
zwischen Meßmarke 11, M2 und Okular 0,., 02 vorzunehmen. Es hat dies den
Vorteil, daß die Meßgenauigkeit in keiner Weise infolge der Verschiebung des Zusatzlinsensystems
beeinträchtigt wird, andererseits den Nachteil, daß neben dem Bilde .selbst auch
die betreffende Marke vergrößert oder verkleinert wird. Dieser Nachteil ist jedoch
ohne Bedeutung, weil die Meßmarke so klein ist, daß der Größenunterschied der beiden
Marken, auf den Stereoeffekt dieser Marken im allgemeinen ohne Einfluß ist. Statt
nur in einem könnte man den Einbau in beiden Hauptsystemen vornehmen, wodurch aber
die Vorrichtung unnötig kompliziert würde.
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Das Linsensystem, das in der Abb.2 in einem Längsschnitt dargestellt
ist, besteht, wie üblich, aus zwei Linsen i und 2, in diesem Beispiel also aus einer
Positiv- und einer Negativlinse.
3 und 35 sind Kollektivlinsen des
Betrachtungssystems. 4 ist die Glasplatte mit der eingeritzten Marke. Die Linsen
i und 2 sind in Hülsen 5 und 6 gefaßt, welche je mit einem Stift 7, 8 versehen sind.
Diese Stifte greifen je in einen Führungsschlitz der Hülsen g, io ein, auf welchen
Kegelräder i1, 1z befestigt sind. Durch ein an einer Schraube 13 befestigtes Zahnrad
14, das in die Kegelräder i1, 1a eingreift, können die Hülsen g und io gedreht und
dadurch die Linsen i und 2 in der Richtung ihrer optischen Achse verschoben werden.
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Die Verschiebung der Linse i und 2 erfolgt derart, daß der hintere
Brennpunkt des Zusatzsystems i, 2 stets mit dem Brennpunkt F der Kollektivlinse
35 zusammenfällt. Die scharfe Abbildung .ist dadurch dauernd gewährleistet. Die
punktierten Linien bei den Linsen i und 2 bedeuten in Abb. 2 deren äußerste Stellungen.
Durch `clie Verschiebung wind -in bekannter Weise die Brennweite des Zusatzsystems
und damit jene der ganzen Betrachtungssysteme verändert und infolgedessen auch die
Vergrößerung. Besonders vorteilhaft ist es, den Brennweiten der beiden Linsen i
und 2 die gleiche absolute Größe zu geben, weil die Äquivalentbrennweite _ sich
dann genau um den Betrag verändert, um den die Negativlinse 2 verschoben wird. Der
Führungsschlitz in der Hülse g wird infolgedessen zu einer einfachen Schraubenlinie
und die Vergrößerungsänderung ist proportional der Umdrehung der Hülse g bzw. derjenigen
der Schraube 13.
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Der Vergrößerungswechsel kann auf drei Arten erfolgen: i. durch Drehen
der Schraube 13 von Hand, 2. durch Koppelung der Schraube 13 mit einer Fußscheibe,
welche Ausführungsform auf der Zeichnung nicht dargestellt ist, und 3. durch selbsttätige
Bewegung der Schraube 13.
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Eine selbsttätig wirkende Vorrichtung nach 3 ist aus der schematischen
Abb. i und den Abb. 4 und 5 ersichtlich. Es liegen ihr folgende Überlegungen zugrunde:
Die räumlichen Lenker L, und L2 entsprechen im Gerät den Lichtstrahlen, die in der
Natur (Abb.3) von den beiden Aufnahmeorten nach dem Geländepunkt P laufen. Die Entfernungen
von den Projektionszentren Z, und Z2 nach den Basisgelenken G, .und G2 (wirksame
Lenkerlängen) entsprechen daher den Aufnahmeentfernungen a und b in Abb. 3. Der
Unterschied dieser wirksamen Lenkerlängen, der sich mit jeder Änderung der Lenkerstellungen
ebenfalls ändert, gibt daher einen Anhalt für die Größenänderung, welcher das eine
Bild gegenüber dem andern zu unterwerfen ist. Würde man durch irgendeine mechanische
Vorrichtung dafür sorgen, daß die beim Betrieb des Gerätes sich ergebenden Unterschiede
in den wirksamen Lenkerlängen auf die Zahnräder 11, 12 des Zusatzlinsensystems übertragen
wenden, so würde dadurch die Vergrößerung wie beim Stereoplanigraph selbsttätig
verändert.
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Nun können aber bei Ausmeßmaschinen, bei denen sich der Abstand der
Projektionszentren Z" ZZ von den Marken M" M2 nicht ändert, die Lenker selbst hierzu
nicht verwendet werden, denn bei den Verschiebungen des Kreuzschlittensystems dieser
Maschinen und bei Einstellung verschiedener Basen können trotz dem konstanten Verhältnis
L, : L2 der absoluten Lenkerlängen ihre wirksamen Längenunterschiede Z,-G, und Z2-G=
ganz verschiedene Werte annehmen. Die -Übertragung der absoluten Lenkerlängen auf
das Zusatzlinsensystein müßte zu unrichtigen Einstellungen führen, weil, wie schon
gesagt, die Brennweite sich proportional zur Umdrehung der Zahnräder verändert.
Die Längenunterschiede der wirksamen Hebellängen müssen daher von der absoluten
Länge der Lenker und von der Größe der Basis unabhängig gemacht und ein für allemal
auf den gleichen Maßstab gebracht werden.
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Zu diesem Zwecke sind an der senkrechten Drehachse 15 des Hauptsystems
I zwei Arme 16, 17 (Abb. i) angebracht, welche genau parallele Richtungen zu ihrem
zugehörigen Lenker L, und L= in der Horizontalprojektion einnehmen. Die Richtung
des zweiten Lenkers L2 wird mittels eines Gelenkparallelogramms ig, 2o, 21 auf den
beim Hauptsystem I angeordneten Arm 17 übertragen. Die Länge des Armes 16 ist konstant.
Ein an seinem äußeren Ende befindlicher Zapfen 26 (Abb. q.) greift in den Schlitz
22 eines Schlittens 23 ein, der infolge der durch den Lenker L, auf den Arm 16 übertragenen
Drehbewegung sich genau parallel zur Verbindungslinie der Vertikalachsen 15, 18
(Abb. i) verschiebt. Der Arm 17 trägt einen Schieber 24 (Abb. 4), der sich mit Hilfe
des in den Schlitz 22 eingreifenden Zapfens 25 je nach Richtungseinstellungen des
Armes i7 und nach der Lage des Schlittens 22 in der Längsrichtung des Armes 17 verschiebt.
Das Verhältnis der wirksamen Armlängen, d. h. der Abstände der Zapfen 25 und vom
Drehzentrum 15, ist daher stets gleich dem Verhältnis der wirksamen Lenkerlängen
Z2 G2 : Z,-G, bzw. ihrer Horizontalprojektionen.
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Der Unterschied der Hebelarmlängen, der sich aus den Drehbewegungen
der Lenker L, und L, jeweils ergibt, wird nun durch ein Stahlband 27, das sich über
Rollen (Abb. i) bewegt und dessen eines Ende am Schieber
2.1. befestigt
ist und an dessen anderem Ende ein Gewicht 28 hängt, auf die Zahnräder des Zusatzlinsensystems
übertragen. Das an der tlertragungsstelle gelochte Stahlband 27 läuft über die gezahnte
Rolle 29 (Alb. 2) und bringt die Zahnräder in Bewegung. Die Rolle 29 kann mit Hilfe
der Schrauben 3o aus- und eingekuppelt werden, um auch Drehungen von Hand vornehmen
zu können. Das Band 27 kann in der Rolle 29 umgelegt werden, um so den Drehsinn
.der Zahnräder @umzukehren, j e nachdem die Basis am Basisschlitten nach außen oder
nach innen eingestellt wird.
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Um die Veränderung der Lenkerlängen berücksichtigen zu können, die
sich aus einer Basisverschwenkung in der Y -Richtung bei L 2 ergeben, läßt sich
der geschlitzte Rahmen 31 um den Zapfen 32 drehen (Abb. 5), so daß der Schlitz 22
mit Hilfe der Teilung 33 genau parallel zur Verbindungslinie G,-G, gestellt werden
kann. Da an der Vorrichtung eine Basisausrückung in der Z-Richtung nicht berücksichtigt
werden kann., ist am Teil 2o des Gelenkparallelogramms eine Verstellvorrichtung
34 angebracht, um: damit kleine Unterschiede von Hand nachstellen zu können.