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Kollimatorsystem zur Erzeugung optischer Meßmarken für Entfernungsmesser
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Es sind schon zur Erzeugung optischer Meßmarken für Entfernungsmesser dienende
Kollimatorsysteme vorgeschlagen worden, die aus gleichachsigen, mit je einer
körperlichen Marke verbundenen Kollimatorobjektiven bestehen und bei denen die schädliche
Wirkung der Drehung eines der beiden Objektive nebst der Marke dadurch ausgeschaltet
wird, daß die Marke so angeordnet ist, daß das Bild des Achsenpunktes der Marke,
welches von demjenigen Teil des damit verbundenen Objek-
tivs erzeugt wird,
das auf der dem anderen Objek-
tiv zugekehrten Seite der Marke liegt, mit
dem Punkt zusammenfällt, welcher für die Abbildung der anderen Marke der dingseitige
Hauptpunkt des Objektivs ist. Die Meßmarke findet bei Raumbildentferntm.gsmessern
mit fester Skala und bei solchen mit Wandermarke Anwendung. Bei der festen Skala
ist eine Mehrzahl von verschiedenen Markenzeichen vorgesehen, die bei Benutzung
des Entfernungsmessers dem Beobachter in verschiedenen Entfernungen erscheinen.
Bei dem Entfernungsmesser mit Wandermarke ist grundsätzlich nur eine Einzelmarke
erforderlich. Aber auch bei dem Gebrauch der Wandermarke werden gewöhnlich mehrere
Meßmarken benutzt, die dem Beobachter in gleicher Entfernung er-scheinen sollen.
Besteht die Meßmarke nicht aus einem Punkt, sondern hat sie eine bestimmte Ausdehnung,
so tritt die Forderung auf, daß bei der Anwendung eines Doppelkollimatchrs eine
Länge an der linken Meßmarke,
die durch das rechte Kollimatorobjektiv
gesehen wird, gleich groß wie die von den gleichen Raumbildpunkten begrenzte Länge
an der rechten Meßmurke erscheint, di,6 durch das linke Kollimatorobjektiv betrachtet
wird. Es müssen -daher z:ur Erfüllung dieser Forderung die Brennweiten der beiden
Kollimatorobjektive mit außerordentlicher Genauigkeit gleich sein. Zur Erzielung
dieser Genauigkeit in der Übereinstimmung der Brennweiten hat man achromatische,
aus zwei unverkitteten Einzellinsen bestehende Kollimatorobjektive verwendet, die
beim Zusammenhau des Kollimators noch Änderungen in dem Abstand zwischen der Sammellinse
und der Zerstreuungslinse des Kollimatorobjektivs zulassen, um die Brennweite
des einen, Objektivs der des an-deren Objektivs angleichen zu können.
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Bei der eingangs beschriebenen Ausführungsform des Kollimators bleibt
der Wiükel, den die Achsen der die Marken abbildendem' Stra#hldirbündel einschließen,
auch dann unverändert erhalten-, wenn das eine der beiden Objektive beliebige kleine
Be--,vegungen ausfährt. Dies gilt jedoch nur für Bewegungen, die eins der beiden
Objektive als Ganzes ausführt. Verwendet man, aber aus mehreren Gliedern 1)#stehende
Kollimatorobjektive, so müssen zur Erfüllung dieser Bedingungen alle Glieder gemeinsam_
gefaßt sein --und so gut in ihrer Fassung gehalten werden, daß sie wie ein starres
Ganzes angesehen -,verden können. Es ist aber schwierig, Linsen ohne Verspannung
in einer Metallfassung so zu lagern, daß kleine, durch thermische und mechanische
Einflüsse hervorgerufene, senkrecht auf die optische Achse des Objektivs wirkende
Bewegunggen ausgeschlossen. werden, die einen Meßfehler verursachen, würden.
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Die gestellte Forderung läßt sich jedoch leicht erfüllen, wenn nach
der Erfindung-inhidestensdem einen Kollimatorobjektiv eine verschiebbare Linse von
solcher Größe zugeordnet wird, daß sie nur die von, der mit diesem Kollimatoxobjektiv
verbundenen Marke ausgehenden Abbildungsstrahlen beeinflußt, die auf das andere
Kollimatorobjektiv auftreffen. Die Verschiebungen, dieser Linse- senkrecht zu der
optischen Achse des Kollimatorobjektivs sind dann ohne Bedeutung. je nachdem,
ob die Brennweit-- des betreffenden Kollimatürobjektivs verkleinert oder
vergrößert werden, soll, Ist eine Sammellinse oder eine Zerstreuungslinse anzuordnen.
Weichen, schließlich die Breanweiten der bei-den Kollimatorobjektive von einer gewünschten
Brennweite ab, so läßt sich,,die Brennweite eines jeden der beiden Objektive in
der vorher beschriebenen Weise an die gewünschte Brennweite angleichen.
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Eine gleichwertige- Ausführungsform ergibt sich, werin die erfindungsgemäße
Anordnung mit mindestens einer verschiebbaren Linse sintigemäß bei einem Kollimatorsystein
getroffen wird, bei dem zwischen den beiden Kollimatorobjektiven ein nach beiden
Seiten reflektierender Spiegel so angeordnet ist, daß seine spiegelnden Flächen
den Kolkmatorobjektiven zugekehrt sind und, je im Abstand der halben,Kollimatorcl>jektivbrenn-,veiteentfer.ntl.ieglen,
und bei dem ferner jede Marke so angeordnet ist, daß das Bild des Achsenpunktes
der Matke, welches von demjenigen Teil desdamit verbundenen Objek-
tivs erzeugt
wird, das auf der dem Spiegel zugekehrten Seite der Marke liegt, mit dem Punkt zusammenfällt,
welcher für die Abbildung des Spiegelbildes dieser Marke der dingseitige Hauptpun#kt
ist. In. diesem Falle wird die Größe der verschiebibaren Linse durch die Forderung
bestimmt, daß sie die von ihrer Nachbarmarke ausgehenden Abbildungsstrahlen nur
einmal, nämlich vor dein Auftreffen auf dem Spiegel beeinflussen soll.
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Kann der Abstand zwischen der Marke und der verschiebbaren Linse nicht
zu Null gemacht werden, wodurch eine wirkungslose Lage der verschiebbaren. Linse
erzielbar wäre, so ist es vorteilhaft, wenn zwischen dem Kollimatorobjektiv und
der ihm zugeordneten verschiebbaren Linse eine zweite Linse angeordnet ist, durch
welche die verschiehba,reLinse wirkungslos gemachtwerden kann.
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In den Abb. 1, 3 und 4 der Zeichnung sind drei Kollimatorsysteme
als Ausführungsbeispiele der Erfindung in schematischen Mittmeelschnitten dargestellt.
Abb.:2 zeigt einAusführungsbeispieldes Mafkensystems. jedes Beispiel hat zwei gleichachsig
und zu einer zur Zeichenehene senkrechten Ebene symm!2trisch angeordnete gleiche
Objektive, deren jedes mit einem Markensystem verbunden ist.
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Die Objektive des eirsten Beispiels (Abb. i) bestehen aus
je einer plan konvexen Linse i und 2, die ihre 'konvexen. Flächen einander
zukehren. Als kollimatormarke dient in diesem und in den folgenden Beispielen ein
Markensystem M, bzw. A4'2, das aus drei in gleichem Abstand. voneinander angeordneten,
in einer Reihe liegenden Markenzeichen mi, m2 und m. in Gestalt von gleichschenkligen
Dreiecken besteht. Die Mmken-zeichen- sind als Leuchtmairken, msgebildet und zu
diesem Zweck als lichtdurchlässige A.-ussparungen in, einer auf der Linsenoberfläche
angebrachten. lichtundurchlässigen Schicht 3 von rechteckiger Gestalt ausgeführt,
wie aus Abb.:2 ersichtlicheist, In den Ausführungsbeispielen sind die auf der konvexen
Fläche angebrachten Markenzeichen durch Kreuze angedeutet. Der Achsenpunkt des,
mittleren Markenzeichens des Markensystem. M2 fällt mitdem Brennpunkt,der Linse
i zusammen, Dadie Bvennweite F' des rechten. Objektivs 2- größer als #die,
B#rennweite F des linken Objektivs i ist, so fällt der Brennpunkt der Linse. 2 nli'cht
mitdem Achsenpunkt,des mittleren Markenzeichens des Markensystems M, zusammen. In
der Nähe des link-en Objektivs i ist zwischen d.iesem und dem rechten Objektiv 2,
eine in Richtung der optischen Achse des Objektivs i verschiebba:re Sammellinse
4 eingeschaltet, deren optische Achse mit der des Objektivs i zusammenfällt. Durch
Verschieben der Linse4 wird die Brennweite des aus den Linsen 2 und 4 bestehenden
Systems gleich der Brennweite F der Linse i gemacht. Die beiden Ahbildungsstrahlenbündel
der MarkensysteineM, und M2-tTeten aus den Kollamatürobjektiv.en i -und 2 als paralleIstrah-lige
Bündel
aus. Damit die von dem Markensystern 31'.
ausgehenden Ahbildungsstrahlen,
bevor sie auf die Linse i auftreffen-, von der Linse 4 nicht beeinflußt werden,
ist hier der auf ihrer optischen Achse senkrecht stehende Ouerschnitt dieser Linse
kleiner als die von der lichtundurchlässigen Schicht 3 bedeckte Fläche auf
der Linse i gewählt. Als Linse 4 wird ein Linsenstreifen benutzt, dessen Begrenzung
etwa der durch gestrichelte Linien umschriebenen Form in der lichtundurchlässigen
Schicht 3 nach Abb. 2 entspricht.
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Die Objektive des zweiten Beispiels (Abb. 3)
sind die plan konvexen
Linsen 5 und 6, die ebenfalls ihre konvexen Flächen einander zukehren.
Auf der konvexen Fläche der Linse 5 bzw. 6 befindet sich das Markensystem
211 bzw. M.. Die Brennweite Y' der Linse 5 ist kleiner als die Brennweite
F der Linse 6. Zwischen den Linsen 5 und 6
ist ein nach beiden
Seiten reflektierender Spiegel 7
so angeordnet, daß das Spiegelbild des Brennpunktes
der Linse 6 mit dem Scheitelpunkt der Linse 6 zusammenfäHt, während
das Spiegelbild des Brennpunktes der Linse 5 auf deren optischen Achse in
einem Abstand a von dem Scheitelpunkt der Linse 5 entfernt liegt, da die
Brenn-weite Y' der Linse 5 kleiner alsdie der Linse 6 ist. Der Spiegel
7
besteht aus einer plan parallelen Glasplatte, deren Oberfläche
8 mit einer nach beiden. Seiten reflektierenden Schicht bedeckt ist. In der
Nähe der Linse 5
ist zwischen dieser und dem Spiegel 7 in Richtung
der optischen Achse der Linse 5 eine verschiebbare Zerstreuungslinse
9 angeordnet, deren optische Achse mit der der Linse 5 zusammenfällt.
Durch Verschieben der Linse 9 wird die Brennweite des aus den Linsen
5 und 9 bestehenden Systems gleich der Brennweite F der Linse
6 gernacht.
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Beim dritten Beispiel (Abb. 4) bestehen die Obj ektive ebenfalls aus
j e einer plan konvexen Linse i o und i i, die hier ihre Planflächen einander
zukehren. Die Scheitelpunkte der konvexen Flächen sind die bildseitigen Hauptpttn',kte
H" und H6 dieser Objektive. In der bildseitigen Haupte#bene dieser
Objek-
tive befindet sich das Markensystern M, bzw. M.. Das Markensystern
M, wird durch die Linse io in deren dingseitige Hauptebene und das Marken-System
M2 durch die Linse ii in deren, dingseitige Hauptebene abgebildet. Das Markensystern
M, bzw. M, ist so angeordnet, daß der Achsenpunkt des mittleren Markenzeichens des
Markensystems JWI bZW- 1W2 mit dem dingseitigen Hauptpunkt H.' bzw. H6P zusam,menfällt.
Der ding.seitige Hauptpunkt H.bzw. H.' liegt im Innern der Linse i ob7w.
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i, wobei H 6 mit dem Brennpunkt der Linse io zusammenfällt.
In der Nähe der Linse io ist zwischen dieser und, der Linse ii in Richtung der optischen
Achse der Linse i o eine verschiebbare Zerstreuungslinse 12 angeordnet, deren optische
Achse mit der der Linse io zusammenfällt. Da bei diesem Beispiel der Abstand zwischen
der Zerstreuungslinse und dem Bild des Markensystems nicht zu Nullgemacht werden
kann, wodurch diiese Linse wirkungslos würde, so ist bei dieser A#usführung zwischen
der Linse 1:2 und der Linse io eine plan konvexe Linse 13 angeordnet, die mit ihrer
Plunfläche ander Linse io angekittet ist. Die konkave Fläche der Linse 12 und die
konvexe Fläche der Linse 13 haben gleiche Krümmungen. und Iiegen einander zugekehrt,
so daß die beiden Linsen bei Berührung wirkungslos sind. In entsprechender Weise
sind der Linse ii eine plan konkave Linse 14 und eine plan konvexe Linse 15
zugeo#rdnet. Im vorliegenden Falle ist die Brennweite F' der Linse i i kleiner als
die B.renn-weite F der Linse io, und durch Verschiel:>en der Linse 12 ist die Brennweite
des aus den Linsen ii und 12 bestehenden. Systems gleich der Brenn7 weite F der
Linse io gemacht worden, so daß die Linse 14 so weit verschoben werden mußte, daß
sie die Linse 15 berührt und daher auf die von der dingseitigen, Hauptebene der
Linse i i ausgehenden Abbildu,.n,gsstrahl,-n ohne Wirkung ist.