Fernrohr mit einer Ziellinie, die unabhängig von kleineren Bewegungen des Fernrohres durch Verwendung eines beweglichen, durch die Schwerkraft in seiner Stellung beeinflussten
Spiegels einen gleichbleibenden Winkel mit der Lotrichtung bildet.
Die llorizontiernng der Ziellinie bei geodätischen Instrumenten und dergleiehen mit I-Iilfe einer Libelle erfordert einen verhältnismässig grossen Zeitaufwand, der durch die Eigentümliehkeiten der Libelle bedingt ist. Es sind daher schon wiederholt Vorschläge gemacht worden, wie man nach dem groben Richten des Fernrohres auf das Ziel ein selbsttätiges Einstellen der Ziellinie auf die genaue Horizontale erreichen kann. Lösungen dieser Art verwenden in der Regel zur Horizontierung einen beweglichen, durch die Schwerkraft in seiner Stellung beeinflussten Spiegel, nämlich einen Flüssigkeitsspiegel oder eine Pendelanordnung in Verbindung mit Spiegeln.
Es stört jedoch hierbei die durch den Spiegel hervorgerufene Winkelverdoppelnng, die bei einem einfachen beweglichen Spiegel nie zu vermeiden ist. Nach der Erfindung lässt sich die Aufgabe aber trotzdem mit Hilfe eines Spiegels lösen, wenn man vor dein durch die SchwerBraft beeinflussten Spiegel ein Hilfsfernrohr von zweifacher Vergrösserung anbringt. Durch ein solches Fernrohr wird die durch einen Planspiegel verursachte Winkelverdoppelnng ausgeglichen, so dass die Ziellinie ihre horizontale Lage beibehält, auch wenn das Pernrohr innerhalb eines durch die Kon- struktion gegebenen Bereiches kleinere Bewegungen ausführt. Die Erfindung ist dabei nicht ausschliesslich auf Geräte mit horizontaler Ziellinie beschränkt.
Sie kann vielmehr stets angewandt werden, wenn die Zielrichtung einen beliebigen, aber festen Winkel mit der Lotrichtung bilden soll, wie dies vielfach bei nautischen Instrumenten und beispielsweise bei Astrolabien der Fall ist.
Um fiir das Hilfsfernrohr in einfacher Weise eine genau zweifache Vergrösserung erreichen zu können, ist es zweckmässig, dasselbe mit einer die Vergrösserung beeinflussenden einstellbaren Linse zu versehen. Dazu kann zum Beispiel bei einem Fernrohr mit positivem Okular eine vor der Bildebene befindliche Negativlinse dienen. Verwendet man ein I-Iilfsfemrohr mit positivem Okular in Vef- bindung mit einem pendelnden Planspiegel, so kann man die durch das Hilfsfernrohr erzeugte Bildumkehrung wenigstens in der Hö henrichtung durch einen zwischen das Hilfsfernrohr und die Pendelanordnung geschalteten Hilfsspiegel aufheben.
Der Zusammenbau der verschiedenen optisch wirksamen Teile lässt dabei verschiedene Möglichkeiten und Strahlengänge zu; man wird bei geodätischen Instrumenten zweckmässig die Anordnung so treffen, dass die Einblickrichtlmg ungefähr dieselbe ist wie die Richtung auf das Ziel.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung sind auf der Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele durch je einen schematischen Längsschnitt wiedergegeben. Fig. 1 zeigt als Beispiel die Anordnung für ein Nivellierinstrument mit einem pendelnden Planspiegel und einem Hilfsfernrohr mit positivem Okular. : Fig. 2 zeigt schematisch die Anordnung für ein Astrolab, bei dem das Hilfsfernrohr ein negatives Okular besitzt.
Beim ersten Beispiel besteht das Hilfsfernrohr, das die vom Objekt kommenden Strahlen aufnimmt, aus einem Objektiv 4 einem positiven Okular b und einer etwas vor der Bildebene befindlichen Negativlinse c, die zum Zwecke der Abstimmung des Fernrohres auf eine genau zweifache Vergrösserung in Richtung der optischen Achse einstellbar ist. Die das Hilfsfernrohr verlassenden Strahlen werden durch einen Planspiegel d einem Spiegel e zugeführt, der mit einem Pendel f fest verbunden ist. Die Drehachse A des Pendels f liegt dicht neben dem Spiegel e, der unabhängig von der Lage des Gerätes durch das Pendel stets unter einem gleichbleibenden Winkel zur Lotrichtung gehalten wird.
Die vom Spiegel e reflektierten Strahlen gelangen in das eigentliche Beobachtungsfernrohr, bestehend aus einem Objektiv g, einem Okular h und einer in üblicher Weise mit dem Okular ver bimdenen Zielmarke i. Alle Teile bilden ein geschlossenes Ganzes, das in bekannter Weise gelagert zu denken ist. Die mit dem Pendelspiegel e verbundene Wfnkelverdoppelung bei Bewegungen des ganzen Gerätes um eine horizontale, zur Zielrichtung senkrechte Achse wird aufgehoben durch die vom Hilfsfernrohr ct, b, c bewirkte zweifache Vergrösserlmg, so dass innerhalb der durch die Konstruktion des Gerätes festgelegten Grenzen die Ziellinie stets horizontal bleibt.
Der Spiegel d bewirkt dabei in der Höhenrichtung eine Bildumkehrung, die die durch das Hilfsfernrohr a, b, c verursachte Umkehrung aufhebt und damit den Ausgleich im richtigen Sinne bewirkt.
Beim zweiten Beispiel (Fig. 2) besteht das Hilfsfernrohr aus einem Objektiv k und einem negativen Okular 1. Die aus dem Hilfsfernrohr austretenden Strahlen gelangen über einen Quecksilberspiegel m unmittelbar in das eigentliche Beobachtungsfernrohr, das ebenso wie beim ersten Beispiel aus einem Objektiv g, einem Okular h und einer Zielmafke i besteht.
Alle Teile sind ebenso wie beim ersten Beispiel zu einem geschlossenen Gerät vereinigt zu denken. Da das Hilfsfernrohr keine Bildumkehrung bewirkt, genügt die einfache Spiegelung am Quecksilberhorizont für den Ausgleich.
Telescope with a line of sight, which is independent of minor movements of the telescope by using a movable one, influenced by gravity in its position
Mirror forms a constant angle with the perpendicular direction.
The horizontalization of the target line with geodetic instruments and the like with the help of a dragonfly requires a relatively large amount of time, which is due to the peculiarities of the dragonfly. Proposals have therefore already been made repeatedly as to how, after roughly pointing the telescope at the target, an automatic adjustment of the target line to the exact horizontal can be achieved. Solutions of this type generally use a movable mirror whose position is influenced by gravity for leveling, namely a liquid level or a pendulum arrangement in conjunction with mirrors.
However, the doubling of the angle caused by the mirror, which can never be avoided with a simple movable mirror, interferes with this. According to the invention, however, the problem can still be achieved with the aid of a mirror if an auxiliary telescope of twice magnification is attached in front of the mirror influenced by the gravity. Such a telescope compensates for the doubling of the angle caused by a plane mirror, so that the target line retains its horizontal position, even if the telescope makes smaller movements within an area given by the design. The invention is not limited exclusively to devices with a horizontal target line.
Rather, it can always be used when the target direction should form any fixed angle with the plumb line, as is often the case with nautical instruments and, for example, with astrolabes.
In order to be able to achieve exactly two times the magnification for the auxiliary telescope in a simple manner, it is expedient to provide it with an adjustable lens that influences the magnification. In the case of a telescope with a positive eyepiece, for example, a negative lens located in front of the image plane can be used for this purpose. If an auxiliary telescope with a positive eyepiece is used in connection with a pendulum plane mirror, the image reversal generated by the auxiliary telescope can be canceled at least in the height direction by an auxiliary mirror connected between the auxiliary telescope and the pendulum arrangement.
The assembly of the different optically effective parts allows different possibilities and beam paths; In the case of geodetic instruments, the arrangement will expediently be made so that the viewing direction is approximately the same as the direction towards the target.
To explain the invention in more detail, two exemplary embodiments are shown in the drawing, each with a schematic longitudinal section. Fig. 1 shows, as an example, the arrangement for a leveling instrument with a pendulous plane mirror and an auxiliary telescope with a positive eyepiece. : Fig. 2 shows schematically the arrangement for an astrolabe in which the auxiliary telescope has a negative eyepiece.
In the first example, the auxiliary telescope, which picks up the rays coming from the object, consists of an objective 4, a positive eyepiece b and a negative lens c located somewhat in front of the image plane, which for the purpose of tuning the telescope to an exactly two-fold magnification in the direction of the optical axis is adjustable. The rays leaving the auxiliary telescope are fed through a plane mirror d to a mirror e which is firmly connected to a pendulum f. The axis of rotation A of the pendulum f lies close to the mirror e, which, regardless of the position of the device, is always held by the pendulum at a constant angle to the perpendicular.
The rays reflected by the mirror e reach the actual observation telescope, consisting of an objective g, an eyepiece h and a target mark i that is connected to the eyepiece in the usual way. All parts form a closed whole, which is to be thought of as being stored in a known way. The doubling of the angle associated with the pendulum mirror e when the entire device moves around a horizontal axis perpendicular to the target direction is canceled out by the double magnification brought about by the auxiliary telescope ct, b, c, so that the target line is always horizontal within the limits established by the construction of the device remains.
The mirror d causes an image inversion in the height direction, which cancels the inversion caused by the auxiliary telescope a, b, c and thus effects the compensation in the correct sense.
In the second example (Fig. 2), the auxiliary telescope consists of an objective k and a negative eyepiece 1. The rays emerging from the auxiliary telescope reach the actual observation telescope via a mercury mirror m, which, as in the first example, consists of an objective g, a Ocular h and a target mask i.
As in the first example, all parts are to be thought of as being combined to form a closed device. Since the auxiliary telescope does not invert the image, a simple reflection on the mercury horizon is sufficient for compensation.