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Meßgerät, insbesondere Vermessungsgerät Die Erfindung betrifft optische
Meßgeräte, insbesondere Tachymeter, Entfernungsmesser mit Basis im Ziel, und allgemein
Vorrichtungen zur Ablesung von Teilungen mit optischen Mitteln zum Erzeugen von
Halb- oder Doppelbildern mit Hilfe von spiegeln-den Ebenen.
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Zweck der Erfindung ist es, beim Erzeugen von Doppelbildern, die sich
in einer feinen Linie berühren, jedem dieser beiden Doppelbilder die der vollen
Objektivöffnung entsprechende Bildhelligkeit zu geben. Hierzu werden die Doppelbilder
erfindungsgemäß mittels einer doppelseitig spiegelnden Ebene erzeugt, welche parallel
zur optischen Achse angebracht ist.
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Die Anordnung spiegelnder Ebenen im Strahlengang optischer Geräte
zum Erzeugen von Halb- oder Doppelbildern ist bekannt. Bei den bisher vorgeschlagenen
Anordnungen dienten jedoch die Spiegelebenen nur dazu, die Strahlen derart voneinander
zu scheiden, daß in jede Hälfte des Gesichtsfeldes nur Strahlen gelangten, die von
der einen Hälfte des Gegenstandes ausgingen.- Die von der anderen Gegenstandshälfte
herrührenden Strahlen wurden dagegen durch Spiegelung (oder Brechung) aus dem Strahlengang
ausgeschaltet. Auf diese Weise konnte man zum Beispiel verschiedene Ziele in getrennten
Teilen derselben Bildebene erscheinen lassen (.gegenüberliegende Kreisteilungsstellen,@
Halbbilder einer Teilung o. dgl.). Es war weiter bekannt, bei Doppelbildentfernungsmessern
die von zwei parallelen Objektivsystemen kommenden Strahlen mit Hilfe mehrerer spiegelnder
Flächen, von denen eine den optischen Achsen der beiden Objektivsysteme parallel
ist, derart zu scheiden, daß in jede Bildhälfte nur Strahlen aus einem der Objektivsysteme
gelangen können. Diese Anordnung enthält keine beiderseits spiegelnde Ebene und
gewährt auch nicht die Möglichkeit, sämtliche durch die Objektive einfallenden Strahlen
zum Erzeugen der Bilder zu verwerten. Vielmehr wird die Hälfte der Strahlen jedes
Objektivs durch Spiegelung oder Absorption ausgeschaltet. Es sind also zwei Objektive
notwendig, um diejenige Helligkeit der Teilbilder zu erzielen, die gemäß der Erfindung
mittels nur einer Objektivöffnung erhalten wird.
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Gemäß der Erfindung ist eine beiderseits spiegelnde Ebene im Bereich
der sämtlichen biltderzeugenden Strahlen derart angeordnet, daß sie der optischen
Achse parallel ist bzw. die optische Achse enthält. Vermöge dieser Anordnung entstehen
aus .den bilderzeugenden Strahlen in jeder der durch,die Ebene getrennten Hälften
der Bildebene zwei Halbbilder, und zwar ein Bild aus den durch die gegenüberliegende
Objektivhälfte eintretenden direkten Strahlen und ein zweites aus. den durch die
auf der gleichen Seite liegende Objektivhälfte eintretenden und an der Trennebene
gespiegelten Strahlen. Ist der angezielte
Gegenstand (z. B. eine
Teilung mit senkrecht zur Teilungsrichtung verlaufenden Strichen) symmetrisch in
bezug auf die Trennebene, so fallen die beiden Bilder in eins derart zusammen, daß
in jeder Hälfte der Bildebene ein Halbbild von voller Bildhelligkeit entsteht.
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Die doppeltspiegelnde Trennebene. kann im Bildraum oder im Gegenstandsraum
angebracht sein und erstreckt sich vorzugsweise bis zum Bild bzw. zum Gegenstand,
damit insbesondere längs der Trennungslinie der beiden Bilder volle Helligkeit erreicht
wird.
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Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
beispielsweise, und zwar Abb. i eine schematische -Darstellung des Strahlengangs,
Abb. 2 einen senkrechten Schnitt durch eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes,
Abb. 3 einen Querschnitt nach der Linie III-III der Abb. 2, Abb. 4 eine zu Messungen
mit dem Gerät geeignete Zielteilung, Abb. 5 ein bei der Messung entstehendes Bild,
Abb. 6 und 7 eine zweite Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes in waagerechtem
und senkrechtem Längsschnitt und Abb. 8 einen waagerechten Längsschnitt der Ausführungsform
gemäß Abb. 2 und 3 nach .der Linie a-a der Abb. 2.
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Die optische Wirkung einer beispielsweise im Bildraum angebrachten,
zur optischen Achse parallelen Spiegelebene a-a ist in Abb. i schematisch im Schnitt
gezeigt.
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Das Objektiv 0 entwerfe das Bild des beliebig gewählten Punktes P1
in ß1. An Hand der Abb. i ist ohne weiteres zu ersehen, @daß die von dem in bezug
auf .die Ebene a-a zu P, symmetrisch gelegenen Punkt P. ausgehenden Strahlen infolge
der Spiegelung an der Ebene a-a nicht nach B. gelangen können, sondern sich in Bi
vereinigen. Eis entstehen so zwei Mischbilder in derselben Ebene, die sich derart
überdecken, daß das Bild eines jeden Punktes mit dem Bilddes in bezug auf die Ebene
a-a zu ihm symmetrisch gelegenen Punktes zusammenfällt.
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Diese Eigenart der sieh überdeckenden Bilder kann zum Anzielen räumlich
oder flächenhaft ausgedehnter symmetrischer Ziele ohne materielle Zielmarke benutzt
werden. Die zwei zunächst regellos vermischt im Gesichtsfeld erscheinenden, sich
störendenBilder fließen in ein einziges klares Bild zusammen, sobald die Spiegelebene
die Symmetrieachse des Zieles enthält. Infolge des Zuganges an gespiegelten Strahlen
hat das bei einem solchen Zielen entstehende Bild, das aus zwei Bildern verschiedener
Hälften des Zieles von je halber Lichtstärke zusammengesetzt ist, die der Leistung
der vollen Objektivöffnung entsprechende Bildhelligkeit.
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Erstreckt sich die Spiegelebene bis zum Gegenstand, so ersetzt die
Spiegelung im Gegenstandsraum die zweite Symmetriehälfte des Zieles und jeder beliebige
Gegenstand wird bei beliebiger Betrachtung von der einen Hälfte des Objektivs in
Verbindung mit der Spiegelebene in voller Bildhelligkeit abgebildet.
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Die Abb. 2 bis 8 zeigen die Anwendung des Erfindungsgedankens auf
einen optischen Entfernungsmesser mit Meßlatte in zwei Ausführungsformen.
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Gemäß Abb. 2, 3 und 8 ist der Bildraum des Geräts durch die beiderseits
spiegelnd ausgebildete Ebene d in zwei Hälften geteilt. Oberhalb dieser Spiegelebene
sind zwei Ablenkungsprismen A1 und A. angebracht, die die zur Entfernungsmessung
notwendige konstante seitliche Verschiebung des oberen Bildes bewirken. Weiter nach
dem Objektiv zu ist eine um eine senkrechte Achse C drehbare Planglasplatte G angebracht,
durch deren mittels der Einstellvorrichtung S erfolgende Drehung das obere Bild
um einen kleinen Betrag seitlich bis zur Gegenüberstellung von Teilstrichen des
Zielbildes verschoben werden kann. In bekannter Weise kann diese seitliche Verschiebung
mit Hilfe einer mit der Glasplatte G gekoppelten, im Gesichtsfeld wandernden Marke
F am Bild ,der Zielteilung unmittelbar in linearem Maß abgelesen werden.
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Die in Abb. 2 untere Hälfte des Bildraumes wird von dem Glaskörper
K ausgefüllt, der einmal Träger der Doppelspiegelebene d ist und andererseits dafür
sorgt, daß die Glaswege des Strahlenganges beider Bilder gleich sind, so -daß die
Bilder in derselben Ebene entstehen.
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Die im vorstehenden beschriebenen optischen Mittel bilden zusammen
einen zylindrischen Körper, der durch die Spiegelebene d derart in zwei ungleiche
Segmente geteilt ist, daß durch Drehung des Zylinders um seine Längsachse die Spiegelebene
d die Ab-
lenkungsprismen Aj und A2 und die Planparallelplatte G aus dem Strahlenkegel
entfernt werden können. Die bilderzeugenden Strahlen durchlaufen dann nur den homogenen
Glaskörper K, so daß das Gerät als einfaches Fernrohr benutzt werden kann.
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Gemäß Abb. 2 erstreckt sich die .doppeltspiegelnde Ebene d nicht durch
den ganzen Bildraum, sondern nur ein verhältnismäßig kurzes Stück von der Bildebene
nach dem Objektiv zu. Ihre Wirkung ist daher auf eine schmale Zone längs der Trennungslinie
der Halbbilder beschränkt. Für den praktischen Gebrauch genügt es aber, wenn
das
Bild in der Umgebung der Trennungslinie aufgehellt wird, da die weiter entfernten
Teile des Bildes für die Ablesung weniger in Betracht kommen.
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Eine besonders einfache Ausführungsform des Erfindungsgedankens ist
in Abb. 6 und 7 schematisch .dargestellt. Dort sind alle notwendigen Funktionen
in einem einzigen Glaskörper. D vereinigt, der um die zur Doppelspiegelebene
d senkrechte Achse b-b mittels der Einstellvorrichtung S geschwenkt werden
kann. Dieser Glaskörper D durchsetzt nur die eine Hälfte des Strahlenganges. Er
ist Träger der Doppelspiegelebene d, bewirkt durch doppelte Spiegelung an einem
Scheideprisma P die zur Entfernungsmessung notwendige konstante Querverschiebung
der ihn durchsetzenden Strahlen und verändert diese Querverschiebung um kleine Beträge
bei seiner Schwenkung um die Achse b-b. Die Größe ,dieser Veränderung kann mit Hilfe
eines an der bildseitigen Begrenzungsfläche eingerissenen Striches F am Bild der
Zielskala abgelesen werden.
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Zweckmäßig ist die Anordnung so getroffen, daß .der Glaskörper D einfach
mit Hilfe seiner Feinbewegung aus dem Gesichtsfeld hinausgeschwenkt werden kann.
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Die in Abb. q. dargestellte Meßlattenteilung und das Messungsbilid
der Abb. 5 bedürfen keiner besonderen Erklärung.
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Der Erfindungsgegenstand kann auch bei anderen optischen Meßgeräten,
besonders wo es sich um Ablesungen an Teilungen oder Maßstäbchen. handelt, mit Vorteil
Verwendung finden. Er bringt nicht nur eine Genauigkeitssteigerung der Messungen
sondern erlaubt auch eine handlichere Gestaltung der Meßgeräte selbst.