Entfernungsmesser der auf dem Prinzip der Einstandentfernungsmesser mit veränderlicher Basis und festem parallaktischem Winkel am Ziel beruht. Der Entfernungsmessung reit Einstand entfernungsmessern mit veränderlicher Basis liegt die aus dem Messdreieck folgende Glei chung:
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zugrunde, in welcher e die zu messende Ent fernung, b die Basis und ö den parallaktischen Winkel am Ziel bedeuten. Die Vorrichtung zur Veränderung der Basis b, mit der die ge nannten Entfernungsmesser versehen sind, ist in der Regel mit einer Anzeigevorrichtung versehen, an welcher die zu den verschiede nen Basen b gehörenden Entfernungen e un mittelbar angezeigt werden.
Die wirkliche Entfernung eines Objektes stimmt jedoch nur dann mit der angezeigten Entfernung überein, wenn im Entfernungsmesser selbst keine,. den parallaktischen Winkel 6 fälschende Ablenkungen d' vorkommen, oder wenn diese Ablenkungsfehler rS', die im folgenden als Justierfehler bezeichnet werden sollen, auf irgend eine Weise unschädlich gemacht wor- den sind. Bei Entfernungsmessern mit verän derlichem parallaktischen Winkel am Ziel ist es bekannt, diese Justierfehler mit Hilfe einer Doppelmessung auszuschalten, die mit zwei ver schiedenen, festen Basen vorgenommen wird.
Die Erfindung betrifft einen Entfernungs messer, der auf dem Prinzip der Einstand entfernungsmesser mit veränderlicher Basis und festem parallaktischen Winkel am Ziel beruht, und besteht darin, dass beim Messen einer Entfernung zum Zwecke der Unschäd- lichmachung von Justierfehlern mit Hilfe eines ablenkenden optischen Systems, welches wenigstens einem der beiden Abbildungs strahlenbündel eine Ablenkung in der Mess- ebene erteilt, jeweils zwei bestimmte,
vonein ander verschiedene parallaktische Winkel am Ziel nacheinander einzustellen und diesen beiden Winkeln entsprechende Längenwerte abzulesen sind, deren Differenz die wahre Entfernung des Ziels proportional ist. Es wird also die Messung der Entfernung mit einem bestimmten parallaktischen Winkel am Ziel vorgenommen und mit einem andern paral- laktischen Winkel wiederholt, das heisst, es werden nacheinander zwei Messungen durch geführt, und zwar die erste mit dein festen parallaktischen Winkel<B>(9</B>, der vom Aufbau des Gerätes abhängt,
und die zweite reit einem festen parallaktischen Winkel<I>k</I> # <I>8,</I> bei welchem k grundsätzlich jeden von +1 ver schiedenen Wert haben kann.
Die Erfindung beruht auf folgender Über legung: Ist v die Fernrohrvergrösserung eines Entfernungsmessers mit veränderlicher Basis b, dann ist die im Gesichtsfelde des Entfer nungsmessers beobachtete Parallage A, für ein in der Entfernung e gelegenes Ziel
EMI0002.0010
Bei der Entfernungsmessung wird bekanntlich die Basis b so lange verändert, bis die Pa- rallaxe 0 = 0 wird. Es muss dann
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sein.
Die Gleichung 3) wird, abgesehen von dem praktisch unbrauchbaren Fall, bei dem sowohl die Basis b als auch der parallaktische Winkel 8 und der Justierfehler 8' zugleich Null sind, erfüllt, wenn
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ist. Diese Gleichung entspricht der Gleichung 1), wenn ein Justierfehler berücksichtigt ist. Die Auswertung der Messung auf Grund der Gleichung 4) liefert eine falsche Entfernung, wenn die Entfernungsteilung der Anzeige vorrichtung in üblicher Weise unter Zugrunde legung der Gleichung 1) vorgesehen ist.
Wird der parallaktische Winkel 8 durch einen Winkel k # 8 ersetzt, dann verschwindet die Parallaxe A bei Veränderung der Basis b auf eine Basis b , die folgender Gleichung gehorcht:
EMI0002.0022
Eliminiert man aus den Gleichungen 4) und 5) den Winkel d', dann erhält man für die Entfernung e eine Gleichung 6), in welcher der Justierfehler 8' nicht auftritt:
EMI0002.0024
Macht mau also zwei Messungen eines Ziels in der Entfernung e nacheinander mit den parallaktischen Winkeln 8 und k # 8, dann ist die wirkliche Entfernung e der Differenz der beiden ermittelten Basen b und<I>b </I> pro portional und frei von dem Einflusse des Justierfelilers 8', da man diesen Justierfehler für beide Messungen als gleich annehmen kann.
Unr diese Doppelmessung ausführen zu können, muss die Möglichkeit gegeben sein, den festen parallaktischen Winkel 8 in k # 8 zu ändern. Dies kann beispielsweise durch Einschalten eines zusätzlichen brechenden Prismas rnit der Ablenkung 8 (1 - k) in einen der Strahlengänge oder Austausch eines Prismas mit der Ablenkung e gegen ein sol ches mit der Ablenkung<I>k . 8</I> geschehen. Be sonders einfache Geräte ergeben sich, wenn man den Faktor k <I>= -1</I> oder<I>k = 0</I> wählt.
Im erstgenannten Falle, der durch Drehung eines in einem der Strahlengänge befindlichen Prismas mit der Ablenkung ö um die optische Achse um 180 verwirklicht werden kann, sind die absoluten Werte der parallaktischen Winkel am Ziel bei beiden Messungen gleich. Im zweiten Falle ist der parallaktisclre Win kel bei der zweiten Messung gleich Null; er kann durch Entfernen eines in einem der Strahlengänge vorhandenen Prismas mit der Ablenkung 8 oder in der Weise verwirklicht werden, dass bei der zweiten Messung dieses Prisma beide Strahlengänge beeinflusst.
Ein der Erfindung entsprechender Ein standentfernungsmesser wird zweckmässig mit einem ablenkenden optischen System ausge stattet, welches in zwei Lagen so in einen der Abbildun;sstrahlengänge geschaltet wer den kann, dass es entgegengesetzt gleiche Ab lenkungen der Abbildungsstrahlenbündel in der Messebene bewirkt, so dass die absoluten Werte der beiden parallaktischen Winkel am Ziel gleich sind.
lach einer zweiten Aus- führungsform des Entfernungsmessers ist das ablenkende optische System so bemessen, dass es gleichzeitig beide Abbildungsstrahlenbün del beeinflusst, wenn die Basis des Entfer nungsmessers ungefähr Null beträgt, wobei der parallaktische Winkel Null ist. Dies lässt sich in einfacher Weise mit einem Entfer nungsmesser verwirklichen, der mit einem monokularen Fernrohr ausgestattet ist und dessen Strahleneintrittsöffnungen der obern und der untern Hälfte des Fernrohrobjektivs entsprechen, indem die beiden um<B>900</B> ab lenkenden Systeme (z.
B. Fünfeckprismen), die sich im allgemeinen immer an den Enden der Basis befinden, nur je die halbe Höhe des Fernrobrobjektivs haben und zur zweiten Messung gemeinsamyübereinander hinter das in einem der Strahlengänge befindliche ab lenkende optische System mit der Ablenkung 8 gebracht werden, welches seinerseits so be messen ist, dass es der ganzen Höhe des Fern rohrobjektivs entspricht. Bei einem derartigen Ausbau des Gerätes hat man dann bei der zweiten Messung einen Entfernungsmesser mit veränderlicher Basis vor sich, dessen fester parallaktischer Winkel am Ziel dem Justierfehler ö' entspricht.
Da dieser Fehler stets verhältnismässig klein ist, genügt zur Vornahme der zweiten Messung eine so ge ringe Veränderung der Basis b gegenüber der Einstellung mit der Basis b = 0, dass die Strahlen, welche in die an den Enden der Basis befindlichen ablenkenden, optischen Systeme eintreten, im wesentlichen das in unveränderter Lage befindliche System mit der Ablenkung 8 durchsetzen.
Bei einem Fernrohr, bei dem die Abbil dungsstrahlen lediglich durch die eine Hälfte des Objektivs eintreten können, bedeckt das erzeugte Bild bekanntlich trotzdem die ge samte Fläche des Bildfeldes. Mit einem Ent fernungsmesser, der nach der zuletzt beschrie benen Weise ausgebaut ist, würden deshalb Mischbilder von den beiden Abbildungsstrah lenbündeln erzeugt werden, die an sich die Messung von Entfernungen ermöglichen, in dem die Basis b so lange verändert wird, bis die Mischbilder sich vollkommen decken.
Ge- naue Einstellungen sind jedoch dabei recht schwierig, und man zieht es deshalb vor, die Mischbilder zu vermeiden. Überdies gehören zu den beiden Abbildungsstrahlengängen ge trennte Austrittspupillen, die Anlass zu Mess- fehlern geben können.
Man ergänzt daher das Fernrohrsystem des Entfernungsmessers zweckmässig durch ein Biprisma, dessen Dach kante auf einer Parallelen zur Messebene in der Bildebene des Fernrohres liegt, dessen Grundfläche der Bildebene parallel ist und dessen brechende Winkel so gewählt sind, dass sich die Austrittspupillen, die zu der obern und der untern Objektivhälfte gehören, teilweise überdecken, und ordnet in der Ebene dieser Austrittspupillen eine Blende an, deren Blendenöffnung den gemeinsamen Teilen der Austrittspupillen entspricht, während die nicht gemeinsamen Teile der Austrittspupillen durch die Blende unterdrückt werden.
Man erreicht damit, dass im Gesichtsfelde des Fernrohres zwei durch eine scharfe Linie, die Dachkante des Biprismas, getrennte Teilbilder des Ziels zu sehen sind, deren Koinzidenz bei der Messung herbeigeführt wird.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungs beispiele der Erfindung dargestellt. Abb. 1 zeigt das erste Beispiel im Grundriss, Abb. 2 in einem Schnitt nach der Linie A-A der Abb. 1. Das zweite Beispiel ist in einer von der Seite des Objektes aus gesehenen Ansicht wiedergegeben. Beide Beispiele sind mono kulare Entfernungsmesser mit veränderlicher Basis.
Der Entfernungsmesser des ersten Bei spiels (Abb. 1 und 2) hat ein monokulares Fernrohr 1, dessen optische Teile ein Objek tiv 2, eine Feldlinse 3 und eine Augenlinse 4 sind, und in dessen Okular eine Blende 5 so angebracht ist, dass die Blendenöffnung 6 ungefähr mit der Ebene der Austrittspupille zusammenfällt. Mit dem Fernrohr 1 sind ein Prismengehäuse 7 und eine Führungsschiene 8 fest verbunden. Das Prismengehäuse 7 ent hält ein Dreiecksprisma 9 und ein Fünfeck prisma 10, von denen das erstere den freien Querschnitt des Objektivs 2 seiner ganzen Höhe nach bedeckt, während das letztere nur die halbe Höhe hat und der obern Objektiv hälfte zugeordnet ist.
Am Prismengehäuse 7 ist ferner vor dem Fünfeckprisma 10 in einem Stutzen 11 ein Glaskeil 12 so gefasst, dass seine brechende Kante die Hauptschnittebene des Prismas 10 rechtwinklig kreuzt. Der Glaskeil 12 entspricht der Höhe nach wie derum dem ganzen Durchmesser des Objek tivs 2. Die Führungsschiene 8 ist am untern Teil des Prisrnengehäuses 7, und zwar vom Beobachter am Fernrohr 1 aus gesehen, nach rechts herausragend angebracht und der Mess- ebene parallel, die durch die Hauptschnitt ebenen der Prismen 9 und 10 bestimmt ist.
Auf der Führungsschiene 8, die mit einer Entfernungsteilung 13 ausgestattet ist, ist ein Schlitten 14 verschieblich. Der Schlitten 14 trägt ein dem Prisma 10 gleichendes Fünf eckprisma 15 und ist mit einem Fenster 16 versehen, an dem sich ein Zeiger 17 befindet. Im Fernrohr 1 ist ein Biprisma 18 so ange bracht, dass seine Dachkante 19 in der Fern rohrbildebene liebt und seine Grundfläche dieser Ebene parallel ist. Die Dachkante 19 ist der llessebene parallel.
Der Nullstrich der Entfernungsteilung 13 fällt mit dem Zeiger 17 zusammen, wenn sich der Schlitten 14 in derjenigen Lage auf der Schiene 8 befindet, bei welcher sich die Grundrisse der Fünfeckprismen 10 und 15 decken. Die Grösse der Teilintervalle ist nach der Gleichung 6) unter Annahme des Wertes k = 0 bestimmt. Da jedes der Prismen 10 und 9 die eintretenden Abbildungsstrahlen büschel um 90 ablenkt, entspricht der Ab lenkung der Strahlen durch der) Glaskeil 12 der feste parallaktische Winkel am Ziel, für den das Gerät eingerichtet ist.
Der obern und der untern Objektivhälfte, denen die Ab bildungsstrahlen von je einem der Prismen 10 oder 15 zugeführt werden, sind zwei Aus trittspupillen zugeordnet, die durch Ablenkung der Abbildungsstrahlen mit Hilfe des Bipris- mas 18 so gegeneinander verlagert sind, dass sie sich teilweise überdecken. Die Blende 5 unterdrückt diese Austrittspupillen für den Beobachter am Okular, soweit sie nicht zu sammenfallen, wobei im Gesichtsfeld eine scharfe waagrechte Linie, die Dachkante 19 des Prismas 18, sichtbar ist, welche die von beiden Objektivhälften entworfenen Bilder trennt.
Beim Gebrauch wird das Gerät so nach dem Gegenstand gerichtet, dessen Entfernung gemessen werden soll, dass der Beobachter beim Einblick in die Augenlinse 4 zwei über einanderliegende Bilder dieses Gegenstandes sieht. Die Koinzidenz dieser Bilder wird durch Verschieben des Schlittens 14 nach rechts auf der Schiene 8 eingestellt und am Zeiger 17 der zur Koinzidenzstellung gehö rende Entfernungswert auf der Teilung 13 abgelesen. Alsdann wird der Schlitten 14 nach links verschoben, bis das Prisma 15 unter dem Prisma 10 und hinter dem Glas keil 12 liegt.
Die Ablenkung des Glaskeils 12 wirkt dann auf die Abbildungsstrahlen bündel, die in beide Prismen 10 und 15 ein treten, und die Koinzidenzstellung der im Fernrohr 1 erzeugten Bilder würde beim Zu sammenfallen des Zeigers 17 mit dem Null strich der Teilung 13 vorhanden sein, wenn das Gerät von Justierfehlern frei wäre. Sind solche Fehler vorhanden, ist eine weitere, meist verhältnismässig kleine Verschiebung des Schlittens 14 erforderlich, um die Koin zidenz herzustellen. Der dazugehörige Ent fernungswert wird wiederum abgelesen. Die wahre Entfernung des gemessenen Gegen standes ist gleich der Differenz der beiden abgelesenen Entfernungswerte.
Würde bei spielsweise die erste Ablesung 169 m und die zweite Ablesung -3 m ergeben, dann wäre die unter Ausschaltung von Justierfehlern bestimmte wahre Entfernung 172 m.
Das zweite Ausführungsbeispiel (Abb. 3) unterscheidet sich vom ersten Beispiel dadurch, dass die Prismen 9 und 10 in voneinander ge trennten Gehäusen 20 und 21 untergebracht sind. Das Prismengehäuse 21 ist als Sehlitten ausgebildet und auf einer zweiten, am Pris- mengehäuse 20 angebrachten Schiene 22 ver- schieblich. Der Glaskeil 12 ist in einer dreh baren Fassung 23 befestigt, die mit einem Anschlagstift 24 versehen ist,
der mit Hilfe zweier dazugehörender Anschläge 25 am G e- häuse h die Drehung auf 180 hegrenzt. In den beiden Grenzstellungen der Fassung 23 steht die brechende Kante des Glaskeils 12 senkrecht auf der Messebene. Die. Schiene 8 trägt eine Entfernungsteilung 26, zu der ein Zeiger 27 am Schlitten 14 gehört. Die Schiene 22 trägt eine Entfernungsteilung 28, die der Teilung 26 gleicht und deren Nullstriche mit einander übereinstimmen. Zur Teilung 28 ge hört ein am Prismengehäuse 21 vorgesehener Zeiger 29. Im übrigen sind die beiden Aus führungsbeispiele gleich.
Die Bestimmung der Entfernung eines Gegenstandes unter Ausschaltung der Justier- fehler erfolgt auch mit dem als zweites Aus führungsbeispiel gezeichneten Entfernungs messer mit Hilfe einer Doppelmessung. Wäh rend der Anschlagstift 24 den einen der An schläge 25 berührt und der Zeiger 29 auf den Nullstrich der Teilung 28 eingestellt ist,. wird der Schlitten 14 verschoben, bis die beiden im Okular sichtbaren Bilder des Ob jektes in goinzidenzstellung sind. Nachdem man den zur goinzidenzstellung gehörenden Entfernungswert auf der Teilung 26 abge lesen hat, verschiebt man den Schlitten 14 nach links, bis der Zeiger 27 sich mit dem Nullstrich der Teilung 26 deckt.
Man dreht die Fassung 23 mit dem Glaskeil 12, bis der Anschlagstift 24 den andern Anschlag 25 be rührt. Nunmehr wird durch Verschieben des Prismengehäuses 21 auf der Schiene 22 nach rechts die goinzidenzstellung der beiden im Gesichtsfeld des Fernrohres 1 sichtbaren Ob jektbilder wiederum herbeigeführt und der dazugehörige Entfernungswert 2,m Zeiger 29 auf der Teilung 28 abgelesen. Die fehlerfreie Entfernung des gemessenen Objektes ergibt sich aus Gleichung 6). Diese Gleichung nimmt im vorliegenden Falle folgende Form an
EMI0005.0015
wobei bi und bz die beiden ermittelten Basis längen sind.
Da infolge der Vertauschung der Lage der Prismen 10 und 15 bei den beiden Messungen der Richtungssinn der ermittelten Basislängen einander entgegengesetzt ist, ist für k = -l. die zweite Basislänge negativ einzusetzen, so dass sich bei der Differenz bildung die Summe der absoluten Längen er gibt. Es ist selbstverständlich; dass man im allgemeinen die Intervalle der Teilungen 26 und 28 so bemessen wird, dass sich für die Entfernungsbestimmung lediglich eine Addi tion der beiden abgelesenen Werte nötig macht.