CH393771A - Device for the automatic stabilization of the target line of a broken telescope - Google Patents

Device for the automatic stabilization of the target line of a broken telescope

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CH393771A
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CH
Switzerland
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telescope
axis
rotation
horizontal axis
target line
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Application number
CH839761A
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German (de)
Inventor
Jochmann Horst Ing Dr
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Zeiss Jena Veb Carl
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/64Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image
    • G02B27/646Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image compensating for small deviations, e.g. due to vibration or shake
    • G02B27/648Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image compensating for small deviations, e.g. due to vibration or shake for automatically maintaining a reference alignment, e.g. in self-levelling surveying instruments

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Telescopes (AREA)

Description

  

      Vorrichtung        zur        selbsttätigen        Stabilisierung    der     Ziellinie    eines gebrochenen Fernrohrs    Die Erfindung     betrifft    eine Vorrichtung zur     selbst-          tUtigen    Stabilisierung der Ziellinie eines um eine hori  zontale und eine     vertikale    Achse drehbar gelagerten  gebrochenen Fernrohrs, insbesondere für     astrono-          misch-geodätische        Instrumente,,    die bei Drehung des.

    Fernrohrs um die vertikale Achse die Einhaltung  eines beliebig vorgegebenen Drehwinkels um die hori  zontale Achse     (Zenitdistanz)    gewährleistet.  



  Bei allen Aufgaben der astronomischen     Orts-    und  Zeitbestimmung, die durch Sternbeobachtungen unter  gleicher     Zenitdistanz    während eines Messungsvor  ganges gelöst werden, ist es üblich, zur Erfassung  von geringen Neigungsänderungen der     Ziellinie    des  verwendeten     Instruments    mit sehr genauen Libellen       (Horrebow-Niveaus)    zu arbeiten.

   Da     hierbei    zu  sätzlich zur     Zeitablesung    eine     Libellenablesung    sowie  bei der Auswertung eine entsprechende     Korrektions-          rechnung    durchzuführen ist, ist diese Methode zur  genauen Erfassung der Veränderung der     Ziellinie          verhältnismässig        umständlich.     



  Es ist bereits vorgeschlagen worden, zur Fesselung  des Zielstrahls an eine um die vertikale Drehachse  des Fernrohrs drehbare     Lotebene    ein an der Fern  rohrstütze pendeln aufgehängtes optisches     Ablenk-          element    zu verwenden, dessen stets     horizontale    Pen  deldrehachse rechtwinklig zur     horizontalen    Drehachse  des Fernrohrs gerichtet ist. Mit dieser Anordnung ist  jedoch die Fesselung des das Objektiv verlassenden  Zielstrahls an eine um die     horizontale        Fernrohrdreh-          achse    schwenkbare und diese Achse enthaltende  Ebene nicht möglich.  



  Die erfindungsgemässe Vorrichtung ermöglicht  einen neuen Weg der genauen Erfassung und dar  über hinaus der Kompensation von geringen Nei  gungsänderungen der Ziellinie dadurch, dass im Strah  lengang des gebrochenen Fernrohrs an     einer    Fern  rohrstütze ein optisches     Ablenkelement        pendelnd    auf-    gehängt ist, dessen Pendeldrehachse parallel zur hori  zontalen Drehachse des Fernrohrs.

   angeordnet     ist,    dass  mindestens zwei     rechtwinklig        aufeinander    stehende,  um eine zur     horizontalen        Fernrohrdrehachse    senk  rechte Achse     drehbar    angeordnete spiegelnde     Flächen     vorgesehen sind, die bei Drehung des Fernrohrs um  die     horizontale    Drehachse gemeinsam eine halb so  grosse Drehung um die genannte,

       zu        ihr    senkrechte  Achse erfahren und dass weitere mit der     Fernrohr-          stütze    verbundene spiegelnde     Flächen    vorgesehen       sind,        die    den     Zielstrahl        rechtwinklig    zur horizontalen       Fernrohrdreliachse        ablenken.     



  Die Verwendung eines pendelnd aufgehängten  optischen     Ablenkelements    zwecks automatischer     Hori-          zontierung    der     Ziellinie    eines     Nivelliergerätes    ist be  kannt. Hiebei ist aber das Fernrohr nur um eine ver  tikale Achse drehbar und der Pendelspiegel immer  im Fernrohr selbst so untergebracht, dass seine Pen  deldrehachse     rechtwinklig    zur     Ziellinie    gerichtet ist.

    Beim Gegenstand der     Erfindung    dagegen ist das  optische     Ablenkelement    vom     Fernrohr    getrennt und  mit seiner Pendeldrehachse neuartig     angeordnet,    wor  aus sich auch in     Verbindung    mit dem drehbar an  geordneten Prisma die neuartige     Wirkung    ergibt.  



  Die erfindungsgemässe Vorrichtung erübrigt die       Ablesung    der     Libellenanzeige,    so dass sich der Be  obachter beispielsweise vollkommen auf die Beobach  tung der Sterndurchgänge konzentrieren     kann.    Weiter  hin werden Schwierigkeiten in     der    Fertigung von       Sekundenlibellen    umgangen.  



  Die Zeichnung stellt schematisch ein     Ausführungs-          beispiel    des     Gegenstandes,der        Erfindung    bei     zenitaler          Zielung    dar, und zwar zeigt       Fig.    1 einen senkrechten, die     Kippachse    ent  haltenden     Schnitt    der Vorrichtung und       Fig.    2 einen     Schnitt    entlang der Linie 2-2 in       Fig.    1.

             In    einem um     eine        horizontale    Achse     K-K    und  um     eine        vertikale    Achse L     -L    drehbaren     Fernrohr    1  mit dem Objektiv 2 und dem Okular 3 sind zwei  als Oberflächenspiegel 4 und 5     ausgebildete    ebene       spiegelnde    Flächen fest angebracht, so dass sie an  allen Bewegungen des Fernrohrs     teilnehmen.    Mit 6  und 6' sind zwei     Fernrohrstützen    bezeichnet,

   auf  denen das Fernrohr 1 um die Achse     K-K    drehbar ge  lagert ist und die beide zur nicht dargestellten     Alhi-          dade    gehören, mit der sich das     Fernrohr    um die  Achse L     -L    dreht.

       In    einem an der     Fernrohrstütze     6 befestigten Gehäuse 7     befinden    sich zwei mit  dem Gehäuse fest verbundene, als     Oberflächenplan-          spiegel    8 und 9 ausgebildete ebene     spiegelnde    Flächen,  zwei     gemeinsam    um eine senkrecht auf der horizon  talen Achse     K-K    stehende Achse     X-X    drehbar an  geordnete     senkrecht    aufeinander stehende ebene spie  gelnde Flächen 10 und 10', die die Dachflächen  eines     rechtwinkligen    Prismas 10" sein können,

   und  ein optisches     Ablenkelement        in    Form eines Planspie  gels 11, der in einer Fassung 12 gelagert,     mittels          einer        flexiblen    Schwinge 13 am Gehäuse 7 um     eine     zur Drehachse     K-K    parallele Achse     Y-Y    pendelnd  aufgehängt ist und sich unter dem Einfluss der Schwer  kraft immer     in.    den gleichen Winkel zur Lotrechten  einstellt: Der Spiegel 5 ist an einer Stelle 14 durch  brochen.

   Durch diese     Ausnehmung    gelangt das vom  Objektiv     kommende    Strahlenbündel unter     Einwirkung     des Planspiegels 11 und des Prismas 10" stets an  die gleiche Stelle eines in der     Okularbildebene    an  geordneten Fadenkreuzes 15. Das     Fernrohr    1 und  das Prisma 10" stehen miteinander durch einen  der Einfachheit halber     nicht    dargestellten Bewegungs  mechanismus derart in     Verbindung,    dass     eine    Dre  hung des Fernrohrs um die Achse     K-K    eine halb    so grosse Drehung des     Prismas        um    die Achse<I>X -X</I>  bewirkt.

   Mit dieser Zuordnung von     Fernrohr    1 und  Prisma 10" wird erreicht, dass trotz     Zielung    in ver  schiedenen     Zenitdistanzen    die     zenitale    Richtung des       Bildes    mit der Pendeldrehachse     Y-Y    des Plan  spiegels 11 stets einen rechten     Winkel    bildet.     Damit     ist für alle     Zenitdistanzen    die Funktion des Pendel  spiegels, kleine     Änderungen    der     Zenitdistanz    während  der Messung automatisch zu kompensieren, gewähr  leistet.



      Device for automatic stabilization of the target line of a broken telescope The invention relates to a device for the automatic stabilization of the target line of a broken telescope rotatably mounted about a horizontal and a vertical axis, in particular for astronomical-geodetic instruments, which when the.

    Telescope around the vertical axis ensures compliance with any given angle of rotation around the horizontal axis (zenith distance).



  For all tasks of astronomical location and time determination that are solved by observing the stars at the same zenith distance during a measurement process, it is common to work with very precise vials (Horrebow levels) to record slight changes in the inclination of the target line of the instrument used.

   Since, in addition to the time reading, a level reading as well as a corresponding correction calculation must be carried out during the evaluation, this method for the precise detection of the change in the target line is relatively laborious.



  It has already been proposed to use an optical deflecting element suspended on the telescope support to tie the target beam to a plumb plane that can be rotated about the vertical axis of rotation of the telescope, and whose always horizontal pen axis of rotation is directed at right angles to the horizontal axis of rotation of the telescope. With this arrangement, however, it is not possible to restrain the aiming beam leaving the objective on a plane which is pivotable about the horizontal axis of rotation of the telescope and which contains this axis.



  The device according to the invention enables a new way of precise detection and, moreover, the compensation of slight changes in inclination of the target line in that an optical deflection element is suspended pendulum in the beam path of the broken telescope on a telescope support, the pendulum axis of rotation of which is parallel to the horizontal Axis of rotation of the telescope.

   is arranged that at least two reflective surfaces standing at right angles to one another, rotatably arranged about an axis perpendicular to the horizontal axis of rotation of the telescope, are provided which, when the telescope is rotated about the horizontal axis of rotation, together rotate half as much about the said,

       Learn about its perpendicular axis and that further reflective surfaces connected to the telescope support are provided, which deflect the target beam at right angles to the horizontal telescope axis.



  The use of a pendulum suspended optical deflector for the purpose of automatically leveling the target line of a leveling device is known. In this case, however, the telescope can only be rotated about a vertical axis and the pendulum mirror is always housed in the telescope itself in such a way that its pivot axis is directed at right angles to the target line.

    In the subject matter of the invention, however, the optical deflection element is separated from the telescope and newly arranged with its pendulum axis of rotation, which results in the novel effect also in connection with the rotatable on prism.



  The device according to the invention eliminates the need to read the level indicator, so that the observer can, for example, concentrate completely on observing the star passages. Furthermore, difficulties in the manufacture of second vials are avoided.



  The drawing schematically shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention with zenithal aiming, namely FIG. 1 shows a vertical section of the device containing the tilt axis and FIG. 2 shows a section along the line 2-2 in FIG .

             In a telescope 1 rotatable about a horizontal axis K-K and a vertical axis L -L with the objective 2 and the eyepiece 3, two flat, reflective surfaces designed as surface mirrors 4 and 5 are firmly attached so that they participate in all movements of the telescope. With 6 and 6 'two telescope supports are designated,

   on which the telescope 1 is rotatably mounted about the axis K-K and both of which belong to the alidade, not shown, with which the telescope rotates about the axis L -L.

       In a housing 7 fastened to the telescope support 6 there are two flat reflective surfaces firmly connected to the housing, designed as surface planar mirrors 8 and 9, two together rotatable about an axis XX perpendicular to the horizontal axis KK and arranged perpendicular to one another flat reflective surfaces 10 and 10 ', which can be the roof surfaces of a right-angled prism 10 ",

   and an optical deflection element in the form of a plane mirror 11, which is mounted in a mount 12, is suspended by means of a flexible rocker 13 on the housing 7, oscillating about an axis YY parallel to the axis of rotation KK and always moves into the same under the influence of gravity Sets the angle to the perpendicular: The mirror 5 is broken through at one point 14.

   The beam coming from the lens passes through this recess under the action of the plane mirror 11 and the prism 10 "always at the same point of a crosshair 15 arranged in the eyepiece image plane. The telescope 1 and the prism 10" are connected to one another by one not shown for the sake of simplicity Movement mechanism connected in such a way that a rotation of the telescope about the axis KK causes half the rotation of the prism about the axis <I> X -X </I>.

   With this assignment of telescope 1 and prism 10 ″ it is achieved that, despite aiming at different zenith distances, the zenithal direction of the image always forms a right angle with the pendulum rotation axis YY of the plane mirror 11. This means that the function of the pendulum mirror is to automatically compensate for small changes in the zenith distance during the measurement.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Vorrichtung zur selbsttätigen Stabilisierung der Ziellinie eines um eine horizontale und eine vertikale Achse drehbar gelagerten Fernrohrs, insbesondere für astronomisch-geodätische Instrumente, die bei Dre hung des Fernrohrs um die vertikale Achse die Ein haltung eines beliebig vorgegebenen Drehwinkels um die horizontale Achse gewährleistet, gekennzeichnet durch ein an einer Fernrohrstütze (6) pendelnd auf gehängtes optisches Ablenkelement (11), PATENT CLAIM Device for the automatic stabilization of the line of sight of a telescope rotatably mounted about a horizontal and a vertical axis, especially for astronomical-geodetic instruments, which ensures that any given angle of rotation about the horizontal axis is maintained when the telescope is rotated about the vertical axis by an optical deflection element (11) suspended from a telescope support (6), dessen Pen deldrehachse (Y-Y) parallel zür horizontalen Dreh achse (K-K) des Fernrohrs (1) liegt, sowie minde stens zwei rechtwinklig aufeinander stehende, um eine zur horizontalen Drehachse (K-K) senkrechte Achse (X-X) drehbar angeordnete spiegelnde Flächen (10; 10'), die bei Drehung des Fernrohrs um die hori zontale Drehachse (K-K) gemeinsam eine halb so grosse Drehung um die genannte, zu ihr senkrechte Achse (X-X) erfahren, und weitere mit der Fern rohrstütze (6) verbundene, spiegelnde Flächen (8; The axis of rotation of the pen (YY) is parallel to the horizontal axis of rotation (KK) of the telescope (1), as well as at least two reflective surfaces (10; 10) arranged at right angles to one another and rotatable about an axis (XX) perpendicular to the horizontal axis of rotation (KK) '), which when the telescope is rotated about the horizontal axis of rotation (KK) together experience half the rotation about the above-mentioned axis (XX) perpendicular to it, and other reflective surfaces (8) connected to the telescope support (6) ; 9), die den Zielstrahl rechtwinklig zur horizontalen Fernrohrdrehachse (K-K) ablenken. 9), which deflect the aiming beam at right angles to the horizontal axis of rotation of the telescope (K-K).
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