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Entfernungsmesser aus zwei Fernrohren, die sich mit ihren Objektiven an zwei verschiedenen
Standorten befinden.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Entfernungsmesser aus zwei Fernrohren, die hich mit ihren Objektiven an verschiedenen Standorten befinden, bei dem also die beiden Objektive durch keinen Instrumentenkorper miteinander verbunden sind. Bei den bekannten Entfernungsmessern dieser Gattung befindet sich an jedem der beiden Standorte nicht nur ein
Objektiv, sondern es befindet sich dort ein vollständiges Fernrohr.
Das Messverfahren beruht bei diesen bekannten Entfernungsmessern darauf, dass jedes der beiden Fernrohre durch einen Beobachter auf das Messobjekt gerichtet wird und die Stellung, die dabei die Fernrohre gegen die Verbindungslinie der beiden Standorte (die Standlinie) einnehmen, durch eine elektrische Übertragung so auf eine zu beiden Fernrohren gehörende Vorrichtung übertragen wird, dass von dieser Vorrichtung die Entfernung des Messobjektes (oder eine Grösse, aus der sich diese Entfernung ermitteln lässt) angezeigt wird.
Bei dem neuen Entfernungsmesser sind die beiden Okulare der Fernrohre zu einem für beidäugigen Gebrauch eingerichteten System vereinigt, es sind ferner hinter jedem der Objektive an dessen Standort eine Mehrzahl von Marken so angeordnet, dass die aus je zwei einander entsprechenden Marken erzeugten stereoskopischen Marken in derselben scheinbaren Entfernung liegen, und es ist schliesslich an dem einen der beiden Fernrohre eine Einstellvorrichtung angeordnet, die erlaubt, das Raumbild des Messobjektes, das sich bei der beid- äugigen Beobachtung ergibt, mit den stereoskopischen Marken in dieselbe scheinbare Entfernung zu bringen ; die Einstellvorrichtung kann dabei in bekannter Weise entweder die gegenseitige Lage der eine stereoskopische Marke ergebenden Marken oder die gegenseitige Lage der beiden von dem Messobjekt entworfenen Bilder beeinflussen.
Das Okularpaar mag man an dem einen der beiden Standorte anordnen ; das zu dem anderen Standort gehörende der beiden Okulare ist dann durch Hinzufügen entsprechender optischer Mittel so auszugestalten, dass es erlaubt, die Ausfüllung des Bildfeldes des anderen Objektivs, also das von dem anderen Objektiv entworfene Bild des Messobjektes und die hinter diesem Objektiv angeordneten Marken zu beobachten. Ordnet man das Okularsystem an keinem der beiden Standorte an, so sind beide Okulare in der soeben erwähnten Weise auszugestalten.
Diese Ausgestaltung besteht zweckmässigerweise darin, dass man das das Okular bildende System aus zwei voneinander getrennten Teilen bestehen lässt, nämlich aus einem vorderen Teil, der am Standorte des zu beobachtenden Bildfeldes liegt und an diesem Standorte ein vergrössertes Bild der Bildfeldausfüllung entwirft, und aus einem hinteren, ein Fernrohr bildenden Teil, der am Standorte des Beobachters liegt und zum Beobachten dieses Bildes dient.
Die Messung wird bei dem neuen Entfernungsmesser dadurch vollzogen, dass der Beobachter durch Betätigen der Einstellvorrichtung das Raumbild des Messobjektes in dieselbe scheinbare Entfernung mit den stereoskopischen Marken bringt ; es ist daher selbst dann, wenn das Okularpaar an keinem der beiden Standorte angeordnet ist, für eine Verstellung der Einstellvorrichtung also eine Übertragung erforderlich ist, die Genauigkeit der Messung von dieser Übertragung unabhängig.
Fügt man zu jedem der beiden Fernrohre eine Zielvorrichtu ng hinzu (z. B. wiederum ein Fernrohr) und kuppelt diese Zielvorrichtung so mit einem optischen Zwischensystem, dass das
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Bild des Messobjektes dem zugehörigen Okular dann dargeboten wird, wenn die Zielvorrichtung auf das Messobjekt gerichtet ist, so kann man mit dem Entfernungsmesser einen grösseren Winkelbereich beherrschen, als der der Okulare ist. Liegt dabei das eigentliche Okularpaar an einem der beiden Standorte, so mag man das betreffende der beiden den Entfernungsmesser bildenden Fernrohre als Zielvorrichtung dienen lassen. Da die Zielvorrichtungen hier nur dem Zwecke
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so bedarf keine dieser Zielvorrichtungen einer eigentlichen Ziellinie.
Im Falle eines Fernrohres als Zielvorrichtung ist daher das Vorhandensein einer besonderen Zielmarke unwesentlich ; die Stelle einer solchen Zielmarke mag z. B. die schätzungsweise zu bestimmende Mitte des Gesichtsfeldes des betreffenden Fernrohres vertreten oder es mag das Gesichtsfeld dieses Fernrohres so
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trifft, da dann das Bild des Messobjektes in dem betreffenden Entfernungsmesserokular stets dann sichtbar ist, wenn sich das Messobjekt im Gesichtsfelde jenes Fernrohrs befindet. Zum Betätigen einer Zielvorrichtung, die sich nicht am Orte des Okularpaares befindet, mag man sich eines besonderen Beobachters bedienen oder eine Übertragungsvorrichtung anordnen, mit deren Hilfe der eigentliche Beobachter die Zielvorrichtung verstellt.
Auch Ungenauigkeiten einer solchen Übertragung haben keinen Einfluss auf die Genauigkeit der Messung.
Einen besonders grossen Winkelbereich macht man der Entfernungsmessung zugänglich, wenn man jedes der beiden Objektive so anordnet, dass es um eine Achse drehbar ist, die, auf der Achse des Objektivs senkrecht stehend, durch dessen hinteren Hauptpunkt geht, wenn man ferner das Objektiv so mit einer in der oben erläuterten Art angeordneten Zielvorrichtung kuppelt, dass es an den Bewegungen der Zielvorrichtung teilnimmt, und wenn man schliesslich die zugehörigen Marken auf einer Zylinderfläche anordnet, deren Achse mit der Drehachse des Objektivs zusammenfällt. Es versteht sich, dass man, anstatt die Marken selbst auf einer solchen Zylinderfläche anzuordnen, die Marken auf einer beliebigen Fläche anordnen kann, sofern man die Marken durch ein optisches System so abbildet, dass das Bild auf einer solchen Zylinderfläche liegt.
So mag man z. B. die Marken in einer Ebene anordnen, die zu der Achse des Objektivs parallel ist und zwischen dem Objektiv und den Marken einen Spiegel anordnen, der mit dem Objektiv gemeinsam drehbar ist und einen in der Achse des Objektivs verlaufenden Strahl um 900 ablenkt ; ein solcher Spiegel entwirft dann je von der Marke, auf die die abgelenkte Achse des Objektivs gerade gerichtet ist, ein Spiegelbild und es liegen die sämtlichen Markenspiegelbilder auf einer Zylinderfläche, die die oben angegebene Lage hat.
Eine weitere Ausbildung des neuen Entfernungsmessers sei an Hand der schematischen Fi, ;. 1 der Zeichnung erläutert. In dieser Figur sind mit Al und A2 die beiden Standorte und mit B das Messobjekt bezeichnet ; dabei ist der Übersichtlichkeit der Zeichnung halber die Entfernung des Messobjekts von den beiden Standorten im Verhältnis zu dem gegenseitigen Abstand der beiden Standorte viel kleiner angenommen, als sie in Wirklichkeit im allgemeinen sein wird.
Mit a ist der Winkel bezeichnet, den die Geraden Al, Bund A2, B (die beiden Verbindungslinien des Messobjekts und der beiden Standorte) miteinander einschliessen, und mit ist der Winkel bezeichnet, den die Linie A B, die Verbindungslinie des linken Standortes (Al) und des Messobjekts (B), also die augenblickliche Ziellinie vom linken Standort nach dem Messobjekt, mit der Standlinie (Al'A2) einschliesst.
Wie leicht ersichtlich, besteht zwischen der Entfernung j B
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Instrument her bekannt ist, das Mass ab, um das die Einstellvorrichtung von einer gewissen Xullage aus verstellt werden muss, um das Raumbild des Messobjekts mit den stereo- skopischen Marken in dieselbe scheinbare Entfernung gelangen zu lassen. Infolgedessen kann umgekehrt dieser Winkel, eine entsprechend gestaltete Teilung vorausgesetzt, abgelesen werden, wenn die Einstellvorrichtung so weit verstellt worden ist, dass die erwähnte Geichheit der scheinbaren Entfernungen erreicht ist. Hat man ausserdem den Winkel, bestimmt, so ist die gesuchte Entfernung. , B leicht berechenbar.
Will man diese Entfernung unmittelbar ablesen können, so lässt sich dies erreichen, wenn man den Entfernungsmesser mit einem Mecha-
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der beiden Glieder (nämlich einer Teilung und eines Zeigers) einer Entfernungsanzeigevorrichtung dann angezeigt, wenn die Teilung eine logarithmische ist und dafür gesorgt ist, dass bei der Voll-
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proportional dem Unterschied zwischen log sin (a und log sin fx ist.
Dies lässt sich etwa dadurch erreichen, dass man das mit der Einstellvorrichtung ausgestattete Fernrohr mit einer
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stellvorrichtung kuppelt, dass es sich gegenüber seiner Lagerung bei einer Verstellung der Ein- stellvorrichtung proportional log sin a bewegt, und andrerseits das andere der beiden erwähnten
Glieder so mit der Einstellvorrichtung und mit der erwähnten Zielvorrichtung kuppelt, dass es sich längs des anderen Gliedes gegenüber beiner Lagerung bei einer Verstellung der Einstell- 5 vorrichtung und der Zielvorrichtung proportional log sin (ot+ ) bewegt.
Will man mit einem solchen Mechanismus verschiedenen Standlinienlängen Rechnung tragen können, so genügt es, eine Mehrzahl von Zeigern, jeder für eine gewisse Standlinienlänge bestimmt, anzuordnen ; dem Bau der oben angeführen Gleichung entsprechend bilden diese Zeiger ihrerseits dann eben- falls eine logarithmische, nach Standlinienlängen fortschreitende Teilung. Für die Ablesung ist dann jeweilig der der betreffenden Standlinienlänge entsprechende Teilstrich dieser Teilung als Zeiger für die Entfernungsteilung zu benutzen, sofern man es nicht vorzieht, noch einen besonderen Zeiger anzuordnen, der längs der Standlinienteilung auf den gerade in Frage kommenden Betrag der Standlinie einzustellen ist.
In Fig. 2 bis 7 der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und ; zwar zeigen Fig. 2 und 3 den an dem rechten Standort anzuordnenden Teil des Entfernungs- messers (Fig. 2 in einem Seitenriss, Fig. 3 im Grundriss), Fig. 4 und 5 den an dem linken Standort anzuordnenden Teil des Entfernungsmessers (Fig. 4 in einem Seitenriss, Fig. 5 im Grundriss), während Fig. 6 und 7, den Fig. 4 und 5 entsprechend, einen Teil der Fig. 4 und 5 in grösserem
Massstab zeigen.
Der in Fig. 2 und 3 dargestellte (rechte) Teil des Entfernungsmessers enthält eine Grund- platte al, die zum Aufstecken auf einen Ständer mit einem Zapfen a2 ausgestattet ist und zwei
Lagerböcke a3 und a4 trägt, deren gemeinsame Achse die des Zapfens a2 rechtwinklig schneidet.
Ein Körper b ist in diesen Lagerböcken drehbar gelagert. Ein Gehäuse cl ist gegen diesen Körper um einen Zapfen c2 drehbar, dessen Achse die gemeinsame Achse der Lagerböcke a3 und a4 rechtwinklig schneidet. Durch einen Bügel zist mit diesem Gehäuse ein Rohr c4 starr verbunden, das mit einem dem Zapfen c2 koaxialen Zapfen c5 in einer durch zwei Ringe c5 an dem Körper b befestigten Brücke c7 gelagert ist. Das Gehäuse cl enthält in sich ein Objektiv dl, dessen Achse von der des Zapfens c2 senkrecht, und zwar im hinteren Hauptpunkt des Objektivs geschnitten wird. Hinter dem Objektiv dl ist ein Dachprisma zap und dicht vor der Brennebene des Objektivs eine Kollektivlinse d'angeordnet.
In der Brennebene des Objektivs liegt, durch eine Fassung cl an dem Körper b befestigt, eine kreisringsegmentförmige Glasplatte e2, deren Mittelpunkt in der Achse des Zapfens c2 liegt und die mit Marken e3 ausgestattet ist. Die gegenseitigen Winkel- abstände dieser Marken sind untereinander gleich, in ihrem Abstand von der erwähnten Zapfen- achse sind die Marken jedoch so angeordnet, dass je drei eine Gruppe bilden, innerhalb deren der Abstand von der Zapfenachse wächst. Das Rohr c4 enthält in sich zwei Prismen d4 und d sowie eine sammelnde Linse d6.
Durch ein in dem Körper bangeordnetes Spiegelprisma. f1 werden die von dem Prisma iJ5 kommenden Strahlen einer am linken Ende des Körpers b sitzenden
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der Schwerpunkt des Körpers b samt der an ihm befestigten Teile in die gemeinsame Achse der Lagerböcke a3 und a4 fällt.
Der in Fig. 4 bis 7 dargestellte (linke) Teil des Entfernungsmessers enthält eine Grundplatte il, die zum Aufstecken auf einen Ständer mit einem Zapfen i2 ausgestattet ist und zwei Lagerböcke te und i4 trägt, deren gemeinsame Achse die des Zapfens i'rechtwinklig schneidet.
Ein körper j ist in diesen Lagerböcken drehbar gelagert. Ein Rohr kl ist in einer durch zwei Ringe k2 an diesem Körper befestigten Brücke k3 mit einem Drehzapfen k4 gelagert, dessen Achse die gemeinsame Achse der Lagerböcke i3 und i4 rechtwinklig schneidet. Durch einen Bügel lI' ist mit diesem Rohr ein Augenstück k6 starr verbunden. Das Rohr kl enthält in einem Kopf-
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verbunden ist. In diese beiden Kegelräder greift ein Kegelrad m3 ein, das mit einem Antriebsknopf m'ausgestattet ist. Hinter den Keilen 11 und P liegt ein Objektiv 13 und ein Dachprisma 14 ; die Achse des Objektivs P wird von der Achse des Zapfens k4 rechtwinklig, und zwar im hinteren Hauptpunkt des Objektivs geschnitten.
In der Brennebene des Objektivs 13 liegt, durch eine Fassung n1 an dem Körper j befestigt, eine kreisringsegmentförmige Glasplatte n2, deren Mittel-
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des Körpers j ist eine sammelnde Linse p1 angeordnet, die die von der Linse./ des rechten Entfernungsmesserteiles kommenden Strahlen aufnimmt und sie einem in dem Körper j'angeord- neten Spiegelprisma p2 zuführt. Das Rohr o1 enthält ein Spiegelprisma p', das die von dem
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Abstand der Einblickachsen der beiden Okulare ss, und p3, p6 ist gleich dem mittleren Augenabstand des Menschen.
In einem Lagerkörper q1, der an dem Kopfstück k'befestigt ist, ist drehbar gelagert eine Welle q2, auf der eine mit einer logarithmischen Entiernungsteilung q3 versehene
Scheibe qu befestigt ist. Auf der Welle zist ferner befestigt ein Zahnrad q5, dessen Zähne auf einer spiralenartigen Linie liegen. In dieses Zahnrad greift ein Zahnrad q6 ein, dessen Zähne ebenfalls auf einer spiralenartigen Linie liegen und das auf einer Welle m5 befestigt ist. Die Welle m5 ist in dem Kopfstück k7 gelagert und trägt an ihrem oberen Ende ein Kegelrad le,
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sitzenden Stift m6 zusammenwirkt, verhindert die Welle m5, mehr als eine Umdrehung auszuführen.
An ihrem unteren Ende trägt die Welle m5 ein Gewindestück lis". In einem Bügel k3, der unten an der Brücke ka sitzt, ist ein dem Zapfen k4 koaxialer Bolzen r1 befestigt. Eine Hülse r2 ist auf diesem Bolzen verschieblich und ist dabei durch eine Feder r3 an einer Drehung gegen den Bolzen verhindert. Ein Arm rl ist auf der Hülse drehbar. Er trägt an seinem Ende eine Mutter, fi, von der da Gewinde m9 der Welle m5 umschlossen wird. Ein Arm 51 ist mit zwei
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linienartig gewundenen Schlitz 6 der Hülse r2 ein. An seinem Ende trägt der Arm s'eine Platte s6, die mit einem Schlitz s6 ausgestattet ist.
In diesen Schlitz greift ein Arm tl, der auf einem an dem
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entgegengesetzt dem Bewegungssinne des Uhrzeigers. Durch ein Gegengewicht u ist dafür gesorgt, dass der Schwerpunkt des Körpers j samt der an ihm befestigten Teile in die gemeinsame Achse der Lagerböcke und i1 fällt.
Über die Handhabung und die Wirkungsweise des in der Zeichnung dargestellten Ent- fernungsmessers sei folgendes bemerkt : Die beiden Teile des Entfernungsmessers werden, jeder an einem der beiden Stantlorte, auf einen Ständer gesteckt und in eine solche gegenseitige Lage
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Lagerböcke i2 und il annähernd in eine gerade Linie fällt ; dass diese gegenseitige Lage besteht, mag man z. B. mit Hilfe von Hilfsfernrohren feststellen.
Dann bringt ein am linken Standorte befindlicher Beobachter, mit dem linken Auge das Okular P, l6 und mit dem rechten Auge das Okular p5, p6 benutzend, den linken Entfernungsmesserteil durch Drehen um den Zapfen i2 und
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same Achse der Lager a3 und a4 in eine solche Lage, dass das von dem Objektiv gl entworfene Bild des Messobjekts im Gesichtsfelde des Okulars g3, g4 liegt. Infolge dieser dem rechten Entfernungsmesserteil gegebenen Lage entwirft auch das Objektiv J1 unter Vermittlung der Linse d2 am Orte der Markenplatte ein Bild des Messobjekts. Dieses Bild wird von der Linse d6 am Orte der Linse y abgebildet und das dort entworfene Bild wird von dem System pl, p4 im Bildfelde des Okulars p5, p6 abgebildet.
Zusammen mit dem im Gesichtsfelde des Okulars 15, 16 liegenden Bilde des Messobjekts sind dort stets mindestens zwei, höchstens aber drei der Marken ns sichtbar.
Ebenso sind zusammen mit dem im Gesichtsfelde des Okulars p5, p6 liegenden Bilde des Messobjekts dort stets mindestens zwei, höchstens aber drei der Marken sichtbar. Infolge der Kleinheit, die dem von den beiden Verbindungslinien des Messobjekts und der beiden Standorte (den Linien A1, B und A2, B in Fig. I) eingeschlossenen Winkel (dem Winkel K in Fig. i) stets eigen ist, entspricht stets mindestens die eine der im Gesichtsfelde des Okulars l5, l6 sichtbaren Marken einer der im Gesichtsfelde des Okulars dz p6 sichtbaren Marken.
Einander entsprechende Marken sind dabei solche, die in Hinsicht auf die Mittelmarken (die in der Zeichnung mit e und n6
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der Marke c aus gerechnet nach links hin die dritte Marke ist, diejenige der Marken n3, die von den Marken K"aus gerechnet nach links hin die dritte Marke ist. Je zwei einander entsprechende
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dass die Marken in Stufen zu drei Stück und dabei so angeordnet sind, dass in jedem Gesichtsfeld höchstens drei gleichzeitig sichtbar sind, dafür gesorgt ist, dass stets nur einander entsprechende Marken eine stereoskopische Marke ergeben können. Die in den Gesichtsfeldern der Okulare P, Is und ps, p6 sichtbaren Bilder des Messobjekts ergeben bei der beidäugigen Beob- achtung ein Raumbild des Mcssobjekts.
Betätigt der am linken Standort befindliche Beobachter
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den Knopf M, so verdrehen sich die Keile 11 und 12 gegeneinander und es ändert sich die schein- bare Entfernung des Raumbildes des Messobjekts, während die scheinbare Entfernung der stereos- kopischen Marken von der gegenseitigen Lage der Keile unabhängig ist. Das Vollziehen der
Messung besteht darin, dass der am linken Standort befindliche Beobachter den Knopf mi in solchem Sinne und so weit betätigt, dass das Raumbild des Messobjekts in diejenige scheinbare
Entfernung zu liegen kommt, in der die stereoskopischen Marken liegen.
Ist diese Gleichheit der scheinbaren Entfernungen erreicht, so zeigt derjenige Strich der Teilung i4, der der Länge der Standlinie (der Linie Al, A2 der Fig. i) entspricht, an der Teilung q3 die Entfernung des Mess- objekts von dem linken Standort (die Länge der Linie A"B in Fig. i) an.
Die Linien, auf denen , die Zähne der Zahnräder rt und q6 liegen, sind nämlich so geformt, dass sich bei einer Betätigung des Knopfes m4 die Scheibe q4 gegenüber dem Lagerkörper ql um einen Winkel dreht, der proportional dem Logarithmus des Sinus desjenigen Winkels ist, um den durch die gegenseitige
Drehung der Keile 11 und 12 der hindurchgehende Achsenstrahl abgelenkt wird ; ist also durch die Betätigung des Knopfes die erwähnte Übereinstimmung der scheinbaren Entfernungen herbeigeführt worden, so hat sich die Scheibe q4 gegenüber dem Lagerkörper ql um einen Winkel
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gehende Verstellung des Armes r4 zur Folge, an der die Hülse r2 teilnimmt.
Der Schlitz r6 ist dabei so geformt, dass eine solche Verstellung der Hülse r2 dem Arm saunter Vermittlung des Zapfens s4 eine Verdrehung gegenüber dem Bügel kas erteilt die gleich dem Winkel oc ist. Da die die Achse des Bolzens rl und die Achse der Welle q2 enthaltende Ebene mit der die optische Achse des Objektivs l3 senkrecht schneidenden und die Standlinie enthaltenden Ebene den Winkel ss (vgl. Fig. i) einschliesst, sofern das Messobjekt in der Mitte des Gesichtsfeldes des Okulars Ir, 16 sichtbar ist, so schliesst die erste der beiden soeben genannten Ebenen mit der die Achse des Bolzens rl enthaltenden Symmetrieebene des Schlitzes S6 stets den Winkel α + ss ein.
Der Schlitz ist schliesslich so geformt, dass die Verdrehung, die das Kreisringsegment t3 bei einer Änderung des soeben genannten, die Grösse 3035 + ss habenden Winkels gegenüber dem Lagerkörper ql erleidet, proportional log sin (α + ss) ist. Die Scheibe * und das Kreisringsegment < * erfahren infolgedessen bei einer Drehung des Rohres kl um den Zapfen und einer Betätigung des Knopfes eine Verstellung längs einander, die gleich log sin (a - -ss)-log sin a ist.
Da die Teilung q3 sowohl (die der Entfernung Al, B des Messobjekts von dem linken Standorte entspricht) als auch die Teilung t4 (die der Standlinie , entspricht) logarithmische sind und der Massstab dieser Teilungen entsprechend gewählt ist, zeigt infolgedessen jeweilig jeder der Teilstriche der Teilung t4 (der dem Wirkungsbereich des Entfernungsmessers nach überhaupt in Frage kommt) an der Teilung q3 denjenigen Wert für A1, B an, der einem Messobjekt, für das unter Zugrundelegung der zu dem betreffenden Teilstrich gehörenden Standlinienlänge A"A die Messung vollzogen ibt, nach der weiter oben angegebenen Gleichung
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zukommt.
Bei der gezeichneten Stellung des Entfernungsmessers wird also, falls eine Standlinie
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einer Standlinienlänge von 55 m eine Entfernung von 1100 m und bei einer Standlinienlänge von 60 m eine Entfernung von 1200 m angezeigt wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
I. Entfernungsmesser aus zwei Fernrohren, die sich mit ihren Objektiven an zwei verschiedenen Standorten befinden, dadurch gekennzeichnet, dass die Okulare der beiden Fernrohre zu einem für beidäugigen Gebrauch eingerichteten System vereinigt sind, dass hinter jedem der beiden Objektive an dessen Standort eine Mehrzahl von Marken so angeordnet sind, dass die aus je zwei einander entsprechenden Marken erzeugten stereoskopischen Marken in derselben scheinbaren Entfernung liegen und dass an dem einen der beiden Fernrohre eine Einstellvorrichtung angeordnet ist, die erlaubt, das Raumbild des Messobjekts und die stereoskopischen Marken in dieselbe scheinbare Entfernung zu bringen.
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Rangefinder made up of two telescopes, which are located with their lenses on two different
Locations.
The present invention relates to a range finder made up of two telescopes which are hich with their lenses at different locations, in which the two lenses are not connected to one another by any instrument body. In the known range finders of this type, there is not just one at each of the two locations
Lens, but there is a complete telescope.
With these known rangefinders, the measuring method is based on the fact that each of the two telescopes is pointed at the measurement object by an observer and the position that the telescopes assume against the line connecting the two locations (the stationary line) is directed towards one by an electrical transmission device belonging to both telescopes is transmitted, that this device displays the distance of the measurement object (or a quantity from which this distance can be determined).
In the new rangefinder, the two eyepieces of the telescopes are combined into a system set up for use with both eyes; a plurality of marks are also arranged behind each of the lenses at its location so that the stereoscopic marks generated from two corresponding marks appear in the same Distance, and finally an adjustment device is arranged on one of the two telescopes, which allows the spatial image of the measurement object, which results from two-eye observation, to be brought into the same apparent distance with the stereoscopic marks; the setting device can influence in a known manner either the mutual position of the marks resulting in a stereoscopic mark or the mutual position of the two images created by the measurement object.
The pair of eyepieces can be arranged at one of the two locations; the two eyepieces belonging to the other location must then be designed by adding appropriate optical means so that it allows the filling of the image field of the other lens, i.e. the image of the measurement object drawn by the other lens and the marks placed behind this lens to be observed . If the eyepiece system is not arranged at either of the two locations, both eyepieces are to be designed in the manner just mentioned.
This embodiment expediently consists in letting the system forming the eyepiece consist of two separate parts, namely a front part, which is at the location of the image field to be observed and at this location creates an enlarged image of the image field filling, and a rear part , a telescope-forming part, which is at the position of the observer and is used to observe this image.
With the new rangefinder, the measurement is carried out in that the observer brings the spatial image of the measurement object into the same apparent distance with the stereoscopic marks by actuating the setting device; therefore, even if the pair of eyepieces is not arranged at either of the two locations, that is to say a transmission is required for an adjustment of the setting device, the accuracy of the measurement is independent of this transmission.
If a target device is added to each of the two telescopes (e.g. a telescope again) and this target device is coupled to an intermediate optical system so that the
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Image of the object to be measured is then presented to the associated eyepiece when the target device is directed at the object to be measured, so one can control a larger angular range with the range finder than that of the eyepieces. If the actual pair of eyepieces is at one of the two locations, then the relevant one of the two telescopes forming the range finder can be used as a target device. As the aiming devices here are for the purpose only
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so none of these aiming devices need an actual finish line.
In the case of a telescope as a target device, the presence of a special target mark is therefore insignificant; the location of such a target may e.g. B. represent the estimated center of the field of view of the telescope in question, or the field of view of this telescope may be so
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hits, since the image of the measurement object is then always visible in the relevant range finder eyepiece when the measurement object is in the field of view of that telescope. To operate a target device that is not located at the location of the pair of eyepieces, one may use a special observer or arrange a transmission device with the help of which the actual observer adjusts the target device.
Inaccuracies in such a transmission also have no influence on the accuracy of the measurement.
A particularly large angular range is made available for distance measurement if one arranges each of the two lenses so that it can be rotated around an axis which, standing perpendicular to the axis of the lens, goes through its rear main point, if one also uses the lens in this way a target device arranged in the manner explained above, so that it takes part in the movements of the target device, and if one finally arranges the associated marks on a cylindrical surface, the axis of which coincides with the axis of rotation of the lens. It goes without saying that instead of arranging the marks themselves on such a cylinder surface, the marks can be arranged on any surface, provided that the marks are mapped by an optical system in such a way that the image lies on such a cylinder surface.
So you like z. B. arrange the marks in a plane which is parallel to the axis of the lens and between the lens and the marks arrange a mirror which is rotatable together with the lens and deflects a beam extending in the axis of the lens by 900; Such a mirror then creates a mirror image of the mark to which the deflected axis of the lens is currently directed, and all of the mark mirror images lie on a cylindrical surface which has the position indicated above.
Another embodiment of the new rangefinder is based on the schematic Fi,; 1 of the drawing explained. In this figure, Al and A2 denote the two locations and B denotes the measurement object; for the sake of clarity in the drawing, the distance of the measurement object from the two locations in relation to the mutual spacing of the two locations is assumed to be much smaller than it will generally be in reality.
A denotes the angle that the straight lines Al, Bund A2, B (the two connecting lines of the measurement object and the two locations) enclose with one another, and the angle that the line AB, the connecting line of the left location (Al) and of the measurement object (B), i.e. the current finish line from the left location to the measurement object, with the base line (Al'A2).
As can be easily seen, between the distance j B
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Instrument is known from the extent by which the setting device must be adjusted from a certain Xullage in order to allow the spatial image of the measurement object with the stereoscopic marks to arrive at the same apparent distance. Conversely, this angle can consequently be read, assuming an appropriately designed division, when the adjustment device has been adjusted so far that the mentioned equality of the apparent distances is achieved. If one has also determined the angle, then this is the distance sought. , B easily calculated.
If you want to be able to read this distance immediately, this can be achieved if you use the range finder with a mechanical
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of the two members (namely a division and a pointer) of a distance display device are displayed when the division is logarithmic and it is ensured that in the full-
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proportional to the difference between log sin (a and log sin fx.
This can be achieved, for example, by having the telescope equipped with the adjustment device with a
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adjusting device couples that it moves proportionally log sin a with respect to its storage when the adjusting device is adjusted, and on the other hand the other of the two mentioned
Couples links to the setting device and to the aforementioned aiming device in such a way that it moves along the other link opposite to the bearing when the setting device and the aiming device are adjusted proportionally to log sin (ot +).
If one wants to be able to take different base line lengths into account with such a mechanism, it is sufficient to arrange a plurality of pointers, each one intended for a certain base line length; In accordance with the structure of the above equation, these pointers then also form a logarithmic division that progresses according to the length of the base line. For the reading, the graduation of this division corresponding to the length of the baseline is to be used as a pointer for the distance division, unless it is preferred to arrange a special pointer which is to be set along the baseline division to the currently relevant amount of the baseline.
In Fig. 2 to 7 of the drawing, an embodiment of the invention is shown, and; 2 and 3 show the part of the rangefinder to be arranged at the right location (FIG. 2 in a side elevation, FIG. 3 in plan view), FIGS. 4 and 5 the part of the rangefinder to be arranged at the left location (FIG. 4 in a side elevation, FIG. 5 in plan), while FIGS. 6 and 7, corresponding to FIGS. 4 and 5, show a part of FIGS. 4 and 5 on a larger scale
Show scale.
The (right) part of the range finder shown in FIGS. 2 and 3 contains a base plate a1, which is equipped with a pin a2 for attachment to a stand, and two
Bearing blocks a3 and a4, the common axis of which intersects that of the journal a2 at right angles.
A body b is rotatably mounted in these bearing blocks. A housing cl is rotatable relative to this body about a pin c2, the axis of which intersects the common axis of the bearing blocks a3 and a4 at right angles. A tube c4 is rigidly connected to this housing by a bracket z, which is mounted with a pin c5 coaxial with the pin c2 in a bridge c7 fastened to the body b by two rings c5. The housing cl contains an objective dl, the axis of which is perpendicular to that of the pin c2, and is intersected at the rear main point of the objective. Behind the objective dl is a roof prism zap and a collective lens d'arranged close to the focal plane of the objective.
In the focal plane of the lens, attached to the body b by a mount cl, lies a glass plate e2 in the form of a circular ring segment, the center of which lies in the axis of the pin c2 and which is equipped with marks e3. The mutual angular distances of these marks are equal to one another, but at their distance from the mentioned pin axis the marks are arranged in such a way that three each form a group within which the distance from the pin axis increases. The tube c4 contains two prisms d4 and d and a converging lens d6.
By a mirror prism arranged in the body. f1 the rays coming from the prism iJ5 become one sitting at the left end of the body b
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the center of gravity of the body b together with the parts attached to it falls into the common axis of the bearing blocks a3 and a4.
The (left) part of the range finder shown in FIGS. 4 to 7 contains a base plate il, which is equipped with a pin i2 for attachment to a stand and carries two bearing blocks te and i4, the common axis of which intersects that of the pin i 'at right angles.
A body j is rotatably mounted in these bearing blocks. A tube kl is mounted in a bridge k3 which is fastened to this body by two rings k2 and has a pivot k4, the axis of which intersects the common axis of the bearing blocks i3 and i4 at right angles. An eye piece k6 is rigidly connected to this tube by a bracket 11 '. The pipe kl contains in a head
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connected is. A bevel gear m3, which is equipped with a drive button m ', engages in these two bevel gears. Behind the wedges 11 and P is an objective 13 and a roof prism 14; the axis of the objective P is intersected at right angles by the axis of the pin k4, namely in the rear main point of the objective.
In the focal plane of the lens 13, attached to the body j by a mount n1, lies a glass plate n2 in the form of a circular ring segment, the central
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Arranged on body j is a collecting lens p1 which picks up the rays coming from the lens./ of the right range finder part and feeds them to a mirror prism p2 arranged in body j '. The tube o1 contains a mirror prism p 'that of the
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The distance between the viewing axes of the two eyepieces ss and p3, p6 is equal to the mean distance between the eyes of the person.
In a bearing body q1, which is fastened to the head piece k ', a shaft q2 is rotatably mounted, on which a shaft q3 provided with a logarithmic clearance graduation
Disk qu is attached. A toothed wheel q5, the teeth of which lie on a spiral-like line, are also attached to the shaft z. A gearwheel q6 meshes with this gearwheel, the teeth of which also lie on a spiral-like line and which is mounted on a shaft m5. The shaft m5 is mounted in the head piece k7 and carries a bevel gear le at its upper end,
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seated pin m6 cooperates, prevents the shaft m5 from executing more than one revolution.
At its lower end, the shaft m5 carries a threaded piece lis ". In a bracket k3, which sits at the bottom of the bridge ka, a bolt r1 coaxial with the pin k4 is attached. A sleeve r2 is displaceable on this bolt and is thereby by a spring r3 is prevented from rotating against the bolt. One arm rl is rotatable on the sleeve. At its end it carries a nut, fi, by which the thread m9 of the shaft m5 is surrounded. An arm 51 has two
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linearly wound slot 6 of the sleeve r2. At its end, the arm carries a plate s6 which is equipped with a slot s6.
In this slot an arm tl engages on one of the
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opposite to the direction of movement of the clockwise. A counterweight u ensures that the center of gravity of the body j together with the parts attached to it falls into the common axis of the bearing blocks and i1.
The following should be noted about the handling and operation of the rangefinder shown in the drawing: The two parts of the rangefinder are placed on a stand, each at one of the two stanchions, and in such a mutual position
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Pedestals i2 and il fall almost in a straight line; that this mutual situation exists, one likes z. B. determine with the help of auxiliary telescopes.
Then an observer at the left position, using the eyepiece P, 16 with his left eye and the eyepiece p5, p6 with his right eye, brings the left range finder part by turning it around the pin i2 and
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the same axis of the bearings a3 and a4 in such a position that the image of the measurement object designed by the objective g1 lies in the field of view of the eyepiece g3, g4. As a result of this position given to the right rangefinder part, the lens J1 also creates an image of the measurement object with the intermediary of the lens d2 at the location of the mark plate. This image is imaged by the lens d6 at the location of the lens y and the image designed there is imaged by the system p1, p4 in the image field of the eyepiece p5, p6.
Together with the image of the measurement object lying in the field of view of the eyepiece 15, 16, at least two, but at most three of the marks ns are always visible there.
Likewise, together with the image of the measurement object lying in the field of view of the eyepiece p5, p6, at least two, but at most three of the marks are always visible there. As a result of the smallness that is always inherent in the angle (the angle K in FIG. I) enclosed by the two connecting lines of the measurement object and the two locations (the lines A1, B and A2, B in FIG. 1), at least the one of the marks visible in the visual field of the eyepiece l5, l6 one of the marks visible in the visual field of the eyepiece dz p6.
Corresponding marks are those which, with regard to the middle marks (those in the drawing with e and n6
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of brand c, calculated to the left, is the third brand, that of brands n3, which is the third brand, calculated from brands K ", to the left. Two corresponding to each other
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that the marks are arranged in steps of three and in such a way that a maximum of three are visible at the same time in each field of view, it is ensured that only marks that correspond to one another can result in a stereoscopic mark. The images of the measurement object visible in the fields of view of the eyepieces P, Is and ps, p6 result in a spatial image of the Mcss object when observed with both eyes.
Operates the observer on the left
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button M, the wedges 11 and 12 rotate against each other and the apparent distance of the spatial image of the measurement object changes, while the apparent distance of the stereoscopic marks is independent of the mutual position of the wedges. The execution of the
Measurement consists in the fact that the observer located on the left presses the mi button in such a way and so far that the spatial image of the measurement object becomes apparent
Comes to lie at which the stereoscopic marks lie.
If this equality of the apparent distances has been achieved, then that line of the division i4, which corresponds to the length of the baseline (the line A1, A2 of FIG. I), shows the distance of the measurement object from the left location at the division q3 (the Length of line A "B in Fig. I).
The lines on which the teeth of the gears rt and q6 lie are shaped in such a way that when the button m4 is actuated, the disk q4 rotates with respect to the bearing body ql by an angle which is proportional to the logarithm of the sine of the angle around the by mutual
Rotation of the wedges 11 and 12 deflects the axis beam passing therethrough; if the above-mentioned correspondence of the apparent distances has been brought about by actuating the button, then the disk q4 is at an angle with respect to the bearing body ql
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going adjustment of the arm r4 result in which the sleeve r2 participates.
The slot r6 is shaped in such a way that such an adjustment of the sleeve r2 gives the arm saunter by arranging the pin s4 a rotation with respect to the bracket kas which is equal to the angle oc. Since the plane containing the axis of the bolt rl and the axis of the shaft q2 forms the angle ss (see Fig. I) with the plane that intersects the optical axis of the lens l3 and contains the base line, provided that the measurement object is in the center of the field of view of the eyepiece Ir, 16 is visible, the first of the two planes just mentioned always closes the angle? with the plane of symmetry of the slot S6 containing the axis of the bolt rl. + ss a.
The slot is finally shaped in such a way that the rotation which the annulus segment t3 undergoes with a change in the above-mentioned angle of magnitude 3035 + ss with respect to the bearing body ql is proportional to log sin (α + ss). As a result, when the tube kl is rotated around the pin and the button is actuated, the disc * and the annulus segment <* experience an adjustment along each other which is equal to log sin (a - -ss) -log sin a.
Since the division q3 (which corresponds to the distance Al, B of the measurement object from the left location) and the division t4 (which corresponds to the base line) are logarithmic and the scale of these divisions is selected accordingly, each of the tick marks shows the Graduation t4 (which is actually possible according to the range of action of the range finder) at the graduation q3 the value for A1, B that corresponds to a measurement object for which the measurement was made based on the baseline length A "A belonging to the respective graduation the equation given above
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comes to.
In the drawn position of the rangefinder, if there is a baseline
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a distance of 1100 m is displayed for a base line length of 55 m and a distance of 1200 m for a base line length of 60 m.
PATENT CLAIMS:
I. Rangefinder from two telescopes, which are with their lenses at two different locations, characterized in that the eyepieces of the two telescopes are combined into a system set up for use with both eyes, that behind each of the two lenses at its location a plurality of brands are arranged so that the stereoscopic marks generated from two corresponding marks are at the same apparent distance and that an adjustment device is arranged on one of the two telescopes, which allows the spatial image of the measurement object and the stereoscopic marks to be brought into the same apparent distance .
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