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Kollimatorsystem zur Erzeugung optischer Meßmarken für Entfernungsmesser
Nach dem Patent 733 576 wird bei einem zur Erzeugung optischer Meß.marken für Entfernungsmesser
dienenden Kollimatorsystem, das aus zwei gleichachsigen, mit je einer körperlicher
Marke verbundenen Kollimatörobjektiven besteht, die schädliche Wirkung der Drehungen
eines der bei-den Objektive nebst der Marke dadurch ausgeschaltet, daß die Marke
so angeordnet ist, daß das Bild des Achsenpunktes der Marke, welches von demjenigen
Teil des damit verbundenen Objektivs erzeugt wird, das auf der dem anderen Objektiv
zugekehrten Seite der Marke liegt, mit dem Punkt zusammenfällt, welcher für die
Abbildung der anderen Marke der dingseitige Hauptpunkt -des Objektivs ist.
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Eine gleichwertige Ausführung ergibt sich, wenn nach der Erfindung
zwischen den beiden Kollimatorobjektiven ein nach beiden Seiten reflektierender
Spiegel so angeordnet wird, daß seine spiegelnden Flächen den Kollimatorobjektiven
zugekehrt sind und je im Abstand. der halben Kollimatorobjektivbrennweite von dem
zugehörigen Kollim.atorobjektiv entfernt liegen, und wenn ferner jede Marke so angeordnet
wird, daß das Bild, des Achsenpunktes der Marke, welches von demjenigen Teil des
damit verbundenen Objektivs 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 Hauptpunkt ist. Bei einer solchen Ausführung ruft eine
Drehung des Spiegels um eine senkrecht auf der Meßebene stehende Achse keinen Meßfehler
hervor, sondern sie ergibt nur eine Änderung der Seitenrichtung des mit einem Punkt
der Meßmarke zusammenfallenden Zielpunktes.
Eine Drehung des Spiegels
um eine parallel zu der Visierlinie verlaufende Achse hat nur einen Höhenfehler
zur Folge, so daß mit einer solchen Drehung ein vorhandener Höhenfehler, aufgehoben
werden kann.
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Es ist daher vorteilhaft, wenn der Spiegel um mindestens eine der
beiden vorhergenannten Achsen schwenkbar gelagert ist, wobei diese Achse die optischen
Achsen der Kollimatorobjektive schneidet. Es kann dann durch eine Drehung um die
eine senkrecht auf der Meßebene stehende Achse eine seitliche Wanderung tder Meßmarke
im Gesichtsfeld des Entfernungsmessers ohne Entfernungsänderung erzielt werden,
so daß man, ohne den Entfernungsmesser zu schwenken; mit derselben---Meßmarke Ziele
von verschiedener Seitenrichtung .messen kann. Auf ditese Weise läßt sich außerdem
eine feinere Seitenrichtung erzielen, als sie mit einer Schwenkung des schweren
Entfernungsmesserrohres oder mit einem Hilfsfernrohr herbeiführhar ist. Durch eine
Drehung um die andere, parallel zu der Visierlinie verlaufende Achse kann ein vorhandener
Höhenfehler ausgeglichen werden.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform für eine schwenkbare Lagerung
des Spiegels ergibt sich, wenn der Spiegel um zwei senkrecht aufeinanderstehende
Achsen, deren Schnittpunkt auf den optischen Achsen der Kollimatorobjektive liegt,
schwenkbar so gelagert wird, d.aß die eine Achse senkrecht auf der Meß.ebene steht,
während die andere Achse parallel zu der Visierli.nie verläuft.
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Die- Verwendung eines nach beiden Seiten reflektierenden Spiegels
ist an sich für Entfernungsmesser, bei denen man den Spiegel bei der Erzeugung der
Objektbilder mitwirken läßt, um einen Entfernungsmesser unempfindlicher Bauart zu
erhalten, bekannt. Hierbei sind die beiden Spiegelflächen so zwischen den beiden
Paaren von je aus einer Linse und einem Winkelspiegel bestehenden Objektivteilen
angeordnet, daß von jedem Paar und einer Spiegelfläche ein Objektbild in dem tdiesem
Paar benachbarten Markenfeld entworfen wird. Die spiegelnden Flächen befinden sich
im Abstand der halben Brennweite des Fernrahrobjektivs. Bei dieser Bauart bringen
die Verschiebungen eines hinteren Objektivteils in der. Visierlinie keine gegenseitige
Verschiebung eines .Markensystems und 'des* in seinem Feld entworfenen Objektbildes.
' Ferner .ist die Verwendung eines .solchen Spiegels bei - einer Justiervorrichtung
für. Standlinienentfernungsmesser bekanntgeworden, die mit zwei je mit einer Einstellmarke
verbundenen Kollimatörobjektiven ausgerüstet ist. In diesem Fall ist der Doppelspiegel
zwischen den. beiden Kollimatorobjekttiven im Abstand der halben Brennweite der
davor angeordneten Kollimatorobjektive angeordnet, um eine justiervorrichtung unempfindlicher
Bauart zu haben.
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In den. Abb. i bis 6 der Zeichnung sind sechs Kollimatorsysteme als
Ausführungsbeispiele der Erfindung in schematischen Mittelschnitten dargestellt.
Die Kollimatorobjektive sämtlicher Beispiele haben die gleiche Brennweite F. Zur
Vereinfachung der Darstellung. sind als Kollimatormarken lediglich die Achsenpunkte
dieser Marken .angegeben. Jedes Beispiel hat zwei .gleichachsig und zu einer zur
Zeichenebene senkrechten Ebene symmetrisch angeordnete gleiche Objektive, deren
jedes mit einer Marke verbunden ist. Zwischen diesen Kollimatorobjektiven ist ein
mach beiden Seiten reflektierender Spiegel angeordnet, dessen spiegelnde Flächen
den Kollimatorobjektiven zugeordnet sind und je im Abstand der halben Kolli.matorobjektivbrennweite
von dem zugehörigen Kollimatorobjektiv entfernt liegen, wobei ein Spiegel Verwendung
finden kann, der an seinen beiden Oberflächen reflektiert, oder der Spiegel besteht
aus Glas und ist auf einer seiner beiden Seiten mit einer zweiseitig reflektierenden
Schichtversehen. Abb. 7 zeigt den Spiegel in einer kardanischen Lagerung ;im vergrößerten
Maßstab.
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Die Objektive des ersten Beispiels (Abb. i) bestehen aus je einer
plankonvexen Linse i und 2, die ihre Planflächen einander zukehren. Die bildseitigen
Hauptpunkte H1 und H2 dieser Objektive sind die Scheitelpunkte der konvexen Flächen.
In diesen Punkten befinden sich die Marken M1 und M2. Die Marke M1 wird durch die
Linse i in deren dingseitigem Hauptpunkt Hl' , die Marke M2 durch die Linse 2 in
deren dingseitigem Hauptpunkt H2 abgebildet. Die dingseitigen Hauptpunkte Hi und
H.,'
liegen im Innern der Linsen i und 2, wobei das Spiegelbild des Hauptpuriktes
H1' mit dem Brennpunkt der Linse i und das des Hauptpunktes H2 mit dem Brennpunkt
der Linse 2 zusammenfallen soll. Ist der Abstand :der Punkte Hi und 112' von der
zugehörigen spiegelnden Fläche des Spiegels S gleich 2 ,dann- treten beide Abbildungsstrahlenbündel
der Marken M1 und M2 aus den Kol.limatorobjektiven i und 2 als parallelstrahlige
Bündel aus, und der von den Achsenstrahlen der beiden Bündel eingeschlossene Winkel
von i8o° bleibt auch bei kleinen Drehungen der Objektive .um beliebige Achsen unverändert.
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Die- Objektive des zweiten Beispiels (Ab'b. 2) sind Linsen 3 und 4,
clie ebenfalls plankonvex sind, sich jedoch in solcher Lage befinden, daß sie ihre
konvexen Flächen einander zukehren. Die Scheitelpunkte dieser Flächen sind die dingseitigen
Hauptpunkte H3 ünd H4. In diesen Punkten befindensich die Kollimatormarken Ms und
M4. Der Abstand der Punkte H3 und H4 von .der zugehörigen- spiegelnden Fläche des
Spiegels S ist F . -2
Beim dritten Beispiel (Abb. 3) besteht jedes Objektiv
aus einer bikonvexen Linse 5 oder 6 aus Kronglas und einer plankonkaven Linse 5'
oder 6' aus Flintgltas. Die bikonvexen Linsen 5 und 6 sind einander zugekehrt,'
und ihre einander zugekehrten Scheitel tragen die. Kollimätormarken M5 und Ms. Die
Abstände der beiden Linsen jedes Objektivs voneinander sind verhältnismäßig klein
mit Rücksicht darauf gewählt, daß die dingseitigen Hauptpunkte H5 und H6 der Objektive
ebenfalls in die einander zugekehrten Linsenscheitel, also mit den Marken i175 und
Ms zusammenfallen. Der-Abstand
dieser Marken voneinander ist F.
Die Ausführung der Objektive aus zwei unverkitteten Einzellinsen, von denen die
eine aus Kronglas, die andere aus Flintglas besteht, gestattet, die Objektive chromatisch
zu korrigieren und beim Zusammenbau des Kollimators noch kleine Abstandsänderungen
der Linsen durchzuführen, um die Objektivbrennweiten dem Wert F genau anzugleichen.
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Auch beim vierten Beispiel (Abb. 4) bestehen die Objektive aus je
einer bikonvexen Linse 7 oder 8 und einer plankonkaven Linse 7' oder 8'. Die plankonkaven
Linsen 7' und 8' sind einander zugekehrt. Der Abstand der Linsen jedes Objektivs
voneinander ist verhältnismäßig groß; beide Hauptpunkte der Objektive liegen demzufolge
auf den einander abgewandten Objektivseiten. Die Marken M7 und Mg sind auf planparallelen
Glasplatten 7" und 8" angebracht, .die so angeordnet sind, daß diese Marken mit
den bildseitigen Hauptpunkten H7 und H8 zusammenfallen. Die Marken M7 und M8 werden
infolgedessen von den mit ihnen verbundenen Objektiven in deren dingseitigen Hauptpunkten
H7' und H8 abgebildet. Der Abstand - dieser Hauptpunkte H71 und H8 von .der zugehörigen
spiegelnden Fläche,des Spiegels S ist gleich der halben Brennweite F. Wie beim dritten
Beispiel kann die Brennweite jedes Objektivs im Bedarfsfall durch kleine Änderungen
des Abstandes der beiden Linsen dieses Objektivs voneinander dem Wert F genau angeglichen
werden.
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Die Objektive des fünften Beispiels (Abb. 5) bestehen wiederum aus
je einer bikonvexen Linse 9 oder io und einer plankonkaven Linse 9' oder io'. Bei
diesem Beispiel sind jedoch die bikonvexen Linsen 9 und io einander zugekehrt. Die
Linsen jedes Objektivs haben ebenfalls einen verhältnismäßig großen Abstand voneinander,
und die Hauptpunkte der Objektive liegen demzufolge sämtlich innerhalb des von den
Objektiven begrenzten Raumes. Die Marken M9 und Mio sind auf planparallelen Glasplatten
g' und io" angebracht und fallen mit den .dingseitigen Hauptpunkten H9 und H18 zusammen,
deren Abstände von den zugehörigen spiegelnden Flächen des Spiegels S dem Wert F
gleichen. Auch bei diesem Beispiel ist eine nachträglicheAngleichung der Objektivbrennweiten
an .den Wert F wie beim vorhergehenden Beispiel möglich.
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Beim sechsten Beispiel (Abb. 6) sind außer den optischen Teilen auch
die mechanischen Teile des Koll.imatorsystems gezeichnet. Ein Kollimatorrohr i i
enthält an seinen beiden Enden die Fassungen i2 und 13 der beiden Kollimatorobje'ktive.
Diese bestehen aus je zwei gleichen, mit ihren Planflächen einander zugekehrten
plankonvexen Linsen 14, i4' und 15, i5'. Zwischen beiden Linsen ist jeweils eine
planparallele Glasplatte i4" oder 15" angeordnet, die eine Marke M14 oder M15 trägt.
Die Glasplatten i4" und 15" sind so angebracht, daß die Marken M14 und M15
mit den bildseitigen Hauptpunkten H14 und H15 der Objektive zusammenfallen, die
zwischen den Linsen liegen. Die dingseitigen Hauptpunkte H14 undH" liegen auf deren
einander abgewandten Seiten. Die Marken M14 und M15 werden durch die Linsen 14'
und 15' in den dingseitigen Hauptpunkten H14 und H15 abgebildet. Der Abstand dieser
Hauptpunkte H14' und H15 von den zugehörigen spiegelnden Flächen des Spiegels S
ist F
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Die als sechstes Ausführungsbeispiel beschriebene Ausführungsform
des Kollimators bietet .gleichfalls die Möglichkeit, durch nachträgliches Justieren
der Linsen und der Glasplatte in ihrer Lage zueinander die Brennweite jedes Objektivs
dem genauen Wert von- F anzugleichen. Dieses Ausführungsbeispiel zeit ,gleichzeitig
einen schwenkbaren Spiegel S, der mit den beiden an seiner Fassung i6. befestigten
Zapfen 17 und 18 in dem Kollimatorrohr ii schwenkbar um die -die optischen
Achsen der Kollimatorobjektive schneidende Achse X-X gelagert ist. Der Zapfen
17 trägt ein Schneckensegment i9, das mit einem an dem Rohr i i gelagerten
Schneckenrad 2o im Eingriff steht. Mit Hilfe des Schneckenrades 2o kann der Spiegel
S um die Achse X-X geschwenkt werden. Verläuft .diese Achse parallel zu der Visierlinie,
so kann durch eine Drehung des Spiegels ein vorhandener Höhenfehler ausgeglichen
werden. Steht diese Achse senkrecht auf der Meßebene, so ergibt eine Drehung des
Spiegels eine seitliche Wanderung der Meßmarke im Gesichtsfeld; es können .daher
.durch diese Drehung Ziele von verschiedener Seitenrichtung gemessen werden.
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Abb. 7 zeigt den Spiegel nach Abb.6 in einer kardanischen Lagerung,
reit deren Hilfe eine Drehung des Spiegels sowohl um eine parallel zu der Visierlinie
verlaufende Achse X-X als auch um eine senkrecht auf der Meßebene stehende Achse
Y- Y
ausgeführt werden kann. Diese beiden Achsen schneiden einander, und ihr
Schnittpunkt liegt auf den optischen Achsen der Kollimatorobjektive. Zu diesem Zweck
ist in dem mit den beiden Schwenkzapfen 17 und i8 versehenen Ring 21 eine den Spiegel
S tragende Fassung 22 um die beiden Zapfen 23 und 24 schwenkbar gelagert, wobei
die Achse X-X der Zapfen 17 und 18 gegen die Achse Y- Y der
Zapfen 23 und 24 um einen Winkel von go° versetzt ist. Der Zapfen 23 ist mit einem
Schneckensegment 25 verbunden, das mit einem Schneckenrad 26 im Eingriff steht.
Mit dem Schneckenrad 2o kann der Spiegel um die Achse X-X und mit dem Schneckenrad
26 um die Achse Y-Y geschwenkt werden. Mit 27 ist ein längs der optischen Achsen
der Kollimatorobjektive im Kollimatorrohr i i verlaufender Schlitz bezeichnet, der
eine Schwenkbewegung des Zapfens 23 und seines Lagerteils 28 im Rohr i i um die
Achse X-X ermöglicht, wenn der Spiegel um diese Achse geschwenkt wird.