DE7227344U

DE7227344U - Stereoskop zur betrachtung eines messbildpaares

Info

Publication number: DE7227344U
Application number: DE19727227344U
Authority: DE
Original assignee: Jenoptik Jena GmbH
Current assignee: Jenoptik AG
Priority date: 1971-12-13
Filing date: 1972-07-24
Publication date: 1972-12-14
Also published as: CH539265A; FR2163422A1; DD95939A1

Description

/Stereoskop zur Betrachtung eines Meßbildpaares "7

Die Erfindung betrifft ein Stereoskop zur Betrachtung eines Meßbildpaares und zum Vergleich des dabei entstehenden Stereomodells mit einer vorhandenen Karte, wobei jedem i.ießbild ein Objektiv und ein Okular zur i3rzeugung eines Abbildungsstrahlenganges zugeordnet und zwischen dem Objektiv und dem Okular jedes Meßbildes optische I.iittel zur Strahlenteilung vorgesehen sind, die den vom Okular kommenden Betrachtungsstrahlengang in einen Teilstrahlengang zum Objektiv und in einen weiteren Teilstrahlengang teilen.

Zur liachtragung von Situationen und zur thematischen Erweiterung in Karten an Hand von fotogrammetrischen Aufnahmen sind eine Reihe von Geräten bekannt, bei denen durch virtuelle oder reellü Projektion I.Ießbild und Landkarte einander so überlagert werden, daß der Inhalt des Meßbildes in die Landkarte übernommen "werden ^^nn. Dabei handelt es sich stets um Geräte mit nur einem Bild, die also nicht den in vielen Fällen notwendigen oder förderlichen Vergleich des räumlichen Modells mit der Landkarte ermöglichen, rls ist auch bereits bekannt, das ^tereomodell und die Karte nacheinander zu betrachten bzw. auszuwerten um so einen Vergleich der Inhalte beider durchzuführen. Pur einen schnellen, eical-cten i'iid umfassenden Vergleich ist jedoch dieses Verfahren wenig geeignet, weil dabei erforderliche Unter-Orc^vuv\':r uor ::tur0C3>or:i;:ciieii Betrachtung zu Gunsten der

G 3414

Betrachtung der Karte oder der Vornahme zeichnerischer Arbeiten eine erhebliche physiologische Belastung darstellen, und die zeichnerischen Arbeiten zumindest teilweise aus dem Gedächtnis anzufertigen sind.

Zur Vermeidung der genannten Mangel geht die Erfindung von der Aufgabe aus, eine Vorrichtung zur gleichzeitigen Betrachtung eines stereoskopischen Bildpaares und einer Karte zu sohaffen, die die Betrachtung wesentlich erleichtert und die Exaktheit und Geschwindigkeit des Vergleiches beider steigert.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurcb gelöst, daß optisohe Glieder zur Vereinigung der von den beiden Abbildungsstrahlengängen abgetrennten weiteren Teilstrahlengänge zu einem einzigen Betrachtungsstrahlengang für die Karte vorgesehen sind, in dem ein abbildendes optisches System angeordnet ist, in dessen objektseitiger Brennebene sioh die Karte befindet. Eine derartige Vorrichtung gewährleistet in einfacher Weise in einem ununterbrochenen Arbeitsfluß mit hoher Präzision die Durchführung von Kartennaohträgen und thematischen Erweiterungen in Karten auf städtebaulichem, forstwirtschaftlichem, geologischem oder morphologischem Gebiet.

Vorteilhaft ist es, zwischen den optischen Mitteln aur Strahlenteilung und den optischen Gliedern zur Vereinigung der Teilstrahlengänge Verschlüsse anzuordnen, wodurch es möglich ist, wahlweise das Bild der Landkarte nur in einen der beiden Abbildungsstrahlengänge des stereoskopischen Bildpaares einzuführen und sie dem zugehörigen Meßbild zu überlagern. Damit

2731 G 3414

Landkarte und stereoskopisches Bild im gleichen Maßstab erscheinen, ist vorteilhafterweise im Betrachtungsstrahlengang für die Landkarte ein optisches System zur Vergrö'ßerungsänderung vorgesehen, mit dem die Projektion der Karte in geeigneter Weise vergrößert oder verkleinert werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 3 einen Axialschnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung besitzt zwischen einem Objektiv 1 bzw. 2 und einem Okular 3 bzw. 4 mit der geknickten optischen Achse °-j~°h bzw. °2~°2 ^einen Spiegel 5 bzw, 6 und einen Würfel 7 bzw. 8 mit einer Teilungsfläche 9 bzw. 10. Objektiv 1 bzw. 2 und Okular bzw. 4 haben eine gemeinsame Abbildungsebene, die mit einer Fläche 11 bzw. 12 des Teilungswürfels 7 bzw. 8 zusammenfällt. In der dingseitigen Brennebene des Objektivs 1 bzw. 2 befindet sioh ein Meßbild 13 bzw. 14 eines stereoskopisohen Bildpaares. Das Meßbild 13 bzw. 14 ist auf einem parallel zur Zeiohenebene und rechtwinklig zu dem in der Nähe des Bildes 13 bzw. 14 befindlichen Teil der optischen Achse O-j-O-j ^tzw· O₂-O₂ bewegbaren Sohlitten 15 bzw. 16 angeordnet, der seinerseits auf einem rechtwinklig zur Zeiohenebene und zu dem in der Nähe des Bildes 13 bzw. 14 befindlichen Teil der optischen Achse Oj-O. bzw. °2~°2 "bewegbaren Schlitten 17 bzw.

2731 C- 3414

IS gelagert ist. Der Schlitten 17 bzw. 18 ist auf einem festen Geräteteil 19 bzw. 20 gelagert.

Tn Verlängerung der Teile der optischen Achsen 0-—0- und 0._;,-0p, die sich in der Nähe der Okulare 3; 4 befinden, sind dem Teilungswürfel 7 zwei rechtwinklige Prismen 21; und dem Teilungswürfel 8 ein rechtwinkliges Prisma 23 mit optischen Ausgleichstücken 24; 25 sov/ie beiden Teilungswürfeln 7; 8 ein Würfel 26 mit einer Teilungsfläche 27, ein optisches System 28 (pankratisches System) zur Vergrößerungsänderung und ein Objektiv 29 mit der optischen Achse O-3-Oo nachgeordnet, in dessen objektseitiger Brennebene sich eine Karte 30 befindet. Die Karte 30 liegt auf einem parallel zur Zeichenebene und rechtwinklig zur optischen Achse 0-.-0-2 bewegbarem Schlitten, der selbst wieder auf einem rechtwinklig zur Zeichenebene und zur optischen Achse Οτ-Ο·, auf einem festen Geräteteil 32 bewegbaren Schlitten 33 gelagert ist. Zwischen dem Teilungswürfel 7 und dem rechtwinkligen Prisma 21 ist ein Verschluß 34 und zwischen dem Teilungswürfel 8 und dem Ausgleichstück 24 ist ein Verschluß 35 in durch einen Doppelpfeil 36 gekennzeichneter Weise zwischen seiner dargestellten und in gerissenen Linien angedeuteten Lage bewegbar.

Bevor eine ordnungsgemäße stereoskopische Betrachtung erfolgen kann, ist dafür zu sorgen, daß die betrachtenden Teile der Bilder und der Karte einander entsprechen. Dies erfolgt dadurch, daß beispielsweise das Meßbild 14 bezüglich des

2731 G 3414

Meßbildes 13 mit Hilfe aes Kreuzschlittensystems 16; 18 so justiert wird, daß einem durch die Okulare 3; 4 blickenden Betrachter sich in bekannter Weise ein stereoskopisches Modell darbietet, und daß die Karte 30 mit Hilfe des Kreuzschlittensystems 31; 33 so verschoben wird, daß sie in das räumliche Modell eingepaßt erscheint.-

Das Objektiv 1 bzw. 2 bildet über den Spiegel 5 bzw. 6 und die Teilungsfläche 9 bzw. 10 zumindest einen Teil des Meßbildes 13 bzw. 14 in die Fläche 11 bzw. 12 ab, in der die Abbildung durch das Okular 3 bzw. 4 betrachtet werden kann. Die Betrachtung erfolgt stereoskopisch durch die Okulare 3; 4, wodurch der Betrachter ein stereoskopisches Modell des in den Bildern 13; 14 festgehaltenen Objektes wahrnimmt. Außerdem bildet das Objektiv 29 die Karte 30 oder einen Teil davon durch das optische System 29, die Teilungsfläche 27, die Prismen 22; 21, die Teilungsfläche 9 in die Fläche 11 und durch das optische System 29 über die Teilungsfläche 27 durch die Ausgleichstücke 25; 24, das Prisma 23 und die Teilungsfläche 10 in die Fläche 12 ab. Auf diese Weise erscheint den Abbildungen der Meßbilder 13; 14 in den Flächen 11; 12 die Abbildung der Karte 30 überlagert. Sind Differenzen im Maßstab zwischen dem stereoskopischen Moiell und deren Kartenbild vorhanden, so können diese nit H Ife des Systems 28 zur Vergrö?erungsänderung beseitigt werden. Soll nur der Vergleich eines Bildes mit der Karte durchgeführt werden, so läßt sich dies durch Verschiebung des Verschlusses 34 oder

2731 0 3414

• · * I · « I I

• t · * « I I

• · I f (

• · · · · Il ι

35 in die als gerissene Linie dargestellte Lage bewerkstelligen.

Die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Vorrichtung besitzt zwei Okulare 40; 41 und zwei Paar Objektive 42; 43 und 44; 45. Jeweils ein Okular 40 bzw. 41 und ein Objektivlinsenpaar 42; 43 bzw. 44; 45 bestimmt einen Betrachtungsstrahlengang mit der optischen Achse O₄-O₄ bzw« O₅-O₅. Im ßetrachtur.gsstrahlengang zwischen dem Okular 40 und der Objektivlinse 42 sind nacheinander ein Würfel 46 mit einer Teilungsfläche 47, ein pankratisches System 48_f ein rechtwinkliges Prisma 49, ein Filter 50, ein Bilddrehungsprisma 51 und ein rechtwinkliges Prisma 52 vorgesehen. In der dingseitigen Brennebene des Objektivs 42 befindet sich ein Meßbild 53. Die Teilungsfläche 47 und die Prismen 49; 52 dienen der Umlenkung des Betrachtungsstrahlenganges vom Okular 40 zum Meßbild 53. Das pankratische System 48 dient der Veränderung der Vergrößerung und damit der Einstellung eines der Betrachtung förderlichen Modellmaßstabes. Mit dem Filter 50 kann der Lichtstrom vom Meßbild 53 zum Okular 40 reguliert werden. Das Bilddrehungsprisma 51 wird zur Kantung des auf eine mit der Objektebene des Okulars 40 identische 1 Fläche 54 des Teilungswürfels 46 abgebildeten Meßbildes 53 verwendet.

Zwischen dem Okular 41 und der Objektivlinse 44 sind ein Würfel 55 mit einer Teilungsfläche 56, ein pankratisches System bl, zwei rechtwinklige Prismen 58; 59, ein Filter und ein Bilddrehungsprisma 61 vorgesehen, die die gleiche Furktion haben wie die im Betrachtungsstrahlengang zwischen dem

2731 G 3414

722734414. IZ 72

Okular 41 und der Objektivlinse 42 angeordneten optischen Glieder. Das Objektiv 44; 45 bildet ein in seiner dingseitigen Brennebene angeordnetes Meßbild 62 in eine Fläche 63 des Würfels 55 ab, die zugleich dingseitige Brennebene des Okulars 41 ist.

Den Okularen 40; 41 ist ein weiteres Objektivlinsenpaar 64; 65 mit geknickter optischer Achse °g~Oft zugeordnet, in dessen dingseitiger Brennebene sich eine Karte 66 befindet und das ein die optische Achse O^-Og liegendes rechtwinkliges Prisma 67 einschließt. Das Objektiv 64; 65 bildet die Karte 66 oder einen Teil davon durch ein ßilddrehungsprisma 68, ein Filter 69, ein pankratisches System 70 zur VergrbVerungsänderung einerseits nach Reflexion eines Teiles, der Abbildungsstrahlen an einer Teilunp;sflache 71 zwisehen einem rechtwinkligen Prisma 72 und einem rhombischen Prisma 73 durch das rhombische Prisma 73 und ein optisches Ausgleichstück 74 hindurch in eine Fläche 75 des Würfels und andererseits nach Passieren der Teilungsfläche 71 vom anderen Teil der Abbildungsstrahlen durch das rechtwinklige Prisma 72 und ein rhombisches Prisma 76 hindurch in eine Fläche 77 des Würfels 55 ab. Die beiden Flächen 75; 77 befinden sich in den dingseitigen Brennebenen der Okulare 40; 41, in denen die Bilder der Karte 66 durch die Okulare 40; 41 betrachtet werden können. :He Teilungsfläche 71 teilt den von der Karte 66 kommeTden Abbildungsstrahlengang jo, daß di^ Hälfte der Lichtintensität zum Okular 40 und die andere

273¹ G 3414

722734414.12.72

Hälfte der Lichtintensität zum Okular 41 geleitet wird. Der Beleuchtung des Meßbildes 62 dient ein au» einer Lichtquelle und einem Reflektor 79 bestehendes Beleuchtungssystem (Fig. 3).

Der Vergleioh des Karteninhaltes mit dem Bildinhalt bzw. dem Inhalt des räumliohen Modells erfolgt wie zu Flg. 1 beschrieben. Dabei kann abweiohend von Fig. 1 zur Erfassung der einzelnen Bildpunkte die Betraohtungsvorrlohtung parallel zur Zeichenebene bewegbar sein. Maßstabsdifferenzen zwischen der Karte 66 und dem durch stereoskopische Betrachtung der Meßbilder 53 j 62 erscheinenden stereoskopischen Modell lassen sich mit Hilfe des pankratisohen Systems 70 beseitigen. Mit dem Bilddrehungsprisma 68 kann die Lage der in den Okularen 40; 41 erscheinenden Kartenbilder der Kantung der Meßbilder 53 j angepaßt werden.

Die Erfindung erschöpft sioh nicht in den dargestellten Ausführungsbeispielen. So ist es nicht notwendig, daß die Meßbilder und die Karte in der gleichen Ebene oder in zueinander parallelen Ebenen liegen. Ebenso müssen die von der Karte kommenden Teilstrahlengänge nicht an den gleichen Stellen und/oder in unmittelbarer Nähe der Okulare in die stereoskopischen Betraffihtungsstrahlengänge münden. Auch ist es möglich, die zur Durchführung der Relativbewegungen zwischen den Meßbildern und der Karte einerseits und dem stereoskopischen Betrachtungssystem andererseits notwendigen Bewegungen, teilweise von Meßbildern und Karte und teilweise vom Betraohtungssystem ausführen zu lassen. Das Bild der Karte kann auch mit opto-elektronischen Mitteln,,

2731 G 3414

72273^:· U.'7,72

wie sie in der Fernsehtechnik gebräuchlich sind, ins Okulargesichtsfeld übertragen werden. Hierzu wird in der Regel notwendig sein, d ie Karte aufzunehmen und in eine zur Okularbildebene optisch konjugierte Ebene oder in die Okularbildebene selbst abzubilden. Das abbildende optische System umfaßt in diesem Fall das Objektiv einer Fernsehkamera und das dem Bildschirm möglicherweise nachgeordnete abbildende Glied. Schließlich liegt es im Rahmen der Erfindung, wenn dem stereoskopischen Betrachtungssyitem ein monokularer oder binokularer Einblick für einen weiteren Betrachter zugeordnet ist.

2731 G 3414

Claims

1. Stereoskop zur Betrachtung eines Moßbildpaares und zum Vergleich dee dabei entstehenden Stereomodells mit einer vorhandenen Karte, wobei jedem Meßbild ein Objektiv und ein Okular zur Erzeugung eines Abbildungsstrahlenganges zugeordnet und zwischen dem Objektiv und dem Okular jede3 ueßbildes optische I.dttel zur Strahlenteilung vorgesehen sind, die den vorn Okular kommenden Betracht ungsstrahlengang in einen Teilstrahlengang zum Objektiv und in einen weiteren Teilstrahlengang teilen, gekennzeichnet durch optische Glieder (22, 23, 24, 25, 26 bzw. 72, 73, 74, 76) zur Vereinigung der von den beiden Abb i 1 dungs s tr aiii eng L-'ngen abge tr ennt en v/e i t er en Teil s tr ahlengi-nge su einem einzigen Betrachtungsstrahlengang für die Aa.rte (30 bzw. 66), in dem ein abbildendes optisches

-■■;:■ i;cu (29 bzw. 64) angeordnet ist, in dessen objekt-.'i-.-ioi^si' Brennebene sich die 'Kai¹ te befindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwischen den optischen mitteln (9, 'IJ bzw. 47, '36) zur Jti-ahlonteilung und den optischen Gliedern (22, 23, 24, 25, 26 bzw. 72, 73, 74, 7b) zur Vereinigung der TeilstrahlengLnge angeordnete Verschlüase (34, 35)·

3. Vorrichtung nach ..nspruch 2, gekennzeichnet durch ein im jietrachtungsstrahlenganc für die karte vorgesehenes oiotiscües ijystom (28 bzw. 70) zur Vergrößerung Linderung.