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PATENTANSPRÜCHE
1. Projektor zur Erzeugung einer Lichtebene, mit einer Lichtquelle, die von einer ringförmigen Blende und einer Ringlinse umgeben und mit diesen zwischen zwei ebenen, kreisförmigen Platten angeordnet und mit diesen fest verbunden ist, gekennzeichnet durch mindestens ein bilddrehendes Prisma, das sich optisch wirksam in einem Teil der Lichtebene befindet und an einem Träger angeordnet ist, der an einer der Platten befestigt ist.
2. Projektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Prisma am Träger um eine Achse drehbar ist, die in der Lichtebene liegt und durch den Mittelpunkt der Lichtquelle geht.
3. Projektor nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch mindestens eine am Träger befestigte Libelle.
4. Projektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf jede Platte ein Blendenring aufgeschoben ist und dass der Abstand der beiden Blendenringe veränderbar ist.
Die Erfindung betrifft einen Projektor zur Erzeugung einer Lichtebene, der insbesondere in einem Lichtschnittgerät der terrestrischen Fotogrammetrie Verwendung findet. Er ist mit einer Lichtquelle ausgestattet, die von mindestens einer ringförmigen Blende und einer Ringlinse umgeben und mit diesen zwischen zwei ebenen kreisförmigen Platten angeordnet ist, mit denen sie fest verbunden ist.
Damit Lichtschnittaufnahmen eindeutig orientierbar und auswertbar sind, ist in ihnen eine Bezugsrichtung kenntlich zu machen. Bekanntlich wird hierzu dem Lichtschnittgerät ein Schnurlot in der Lichtebene zugeordnet und dieses Schnurlot durch besondere beleuchtungstechnische Massnahmen sichtbar gemacht.
Bei Lichtschnittaufnahmen von Eisenbahntun neln wird vielfach auch die Schienenoberkante zur Festlegung der Bezugsrichtung verwendet Wegen der beschränkten Aufstellungshöhe des Lichtschnittgerätes und damit wegen der begrenzten Lotlänge, deren Anfangs- und Endpunkt deutlich sichtbar sein müssen, und wegen des begrenzten Abstandes der Schienenoberkanten voneinander, stellt die Lotlänge oder der Schienenabstand eine für die fotogrammetrische Vermessung grösserer Hohlräume zu geringe Basis dar, die sich auf die Genauigkeit der Vermessung nachteilig auswirkt. Ebenso beeinträchtigen durch Luftströmungen oder andere Einflüsse hervorgerufene Schwankungen des Lotes die Messgenauigkeit.
Es ist auch bereits bekannt, dem genannten Projektor eines Lichtschnittgerätes einen oder mehrere Hilfsprojektoren zuzuordnen, die mit Hilfe einer Libelle in eine vorgegebene Richtung einstellbar sind und zusätzliche Markierungen auf der Wandung des zu vermessenden Hohlraumes erzeugen.
Damit sind jedoch höhere mechanische, elektrische und optische Aufwendungen und ein grösseres Gewicht für das Licht schnittgerät verbunden.
Durch die Erfindung soll ein Projektor für Lichtschnittgeräte geschaffen werden, der gegenüber den bekannten eine hohe Messgenauigkeit bei verringertem Aufwand ermöglicht.
Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, den in einem Lichtschnittgerät zur Erzeugung der Lichtebene benutzten Projektor so zu verändern, dass er beim Erzeugen der Lichtebene die Bezugsrichtung mit kennzeichnet.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass mindestens ein bilddrehendes Prisma sich optisch wirksam in einem Teil der Lichtebene befindet, dass das Prisma an einem Träger angeordnet ist und dass der Träger an einer der Platten des Projektors befestigt ist. Mit Hilfe des bilddrehenden Prismas wird der Teil der Lichtebene, der das Prisma durchsetzt, gegenüber der übrigen Lichtebene gedreht, so dass sich an der Wandung des Hohlraums die Spur der Lichtebene mit einem durch das Prisma erzeugten Stück Lichtspur schneidet.
Der Schnittpunkt beider Spuren ist exakt definiert und sichtbar. Ist das Prisma z. B. ein Dove-Prisma und ist dieses Prisma mit seiner Hauptspiegelungsebene um eine parallel zur Lichtebene angeordnete, von der Lichtquelle ausgehende Achse um 450 gedreht, so schneiden sich die Spuren unter einem Winkel von 900. Anstatt des Dove-Prismas kann auch ein Schmidt-Prisma oder jedes andere geeignete bilddrehende Prisma oder Prismensystem verwendet werden, das bei seiner Drehung eine gleiche oder vervielfachte Drehung eines Teils der Lichtebene bewirkt. Da die Lichtquelle des Projektors eine endliche Ausdehnung hat, wird jeder Teil der Spur der Lichtebene durch die Ringlinse nicht von einem Punkt, sondern von vielen Punkten der Lichtquelle erzeugt, deren Abbildungsstrahlen auch am Prisma vorbeigehen.
Vom Prisma wird also nur ein Teil der ein Spurstück abbildenden Strahlen erfasst, so dass trotz der Drehung des Spurstücks durch das Prisma die Spur der Lichtebene auf der Hohlraumwandung keine Unterbrechung erfährt.
Zur Festlegung einer Bezugsrichtung sind mindestens zwei Punkte erforderlich. Bei Verwendung nur eines Prismas wird nur ein Punkt durch Licht markiert. Der andere Punkt zur Festlegung der Bezugsrichtung könnte ein Leuchtpunkt am Lichtschnittgerät sein. Es ist aber auch möglich, zwei um 1800 oder vier um 900 gegeneinander versetzte Prismen dem Projektor zuzuordnen, so dass eine vertikale oder eine vertikale und eine horizontale Bezugslinie entstehen, die sich im Mittelpunkt des Projektors schneiden.
Zur Justierung ist es vorteilhaft, das Prisma am Träger um eine Achse drehbar zu lagern, die in der Lichtebene liegt und durch den Mittelpunkt der Lichtquelle geht, und eine Arretierungsvorrichtung vorzusehen.
Der lotrechten Orientierung des Prismas dient mindestens eine mit dem Träger fest verbundene Libelle. Handelt es sich um eine Dosenlibelle, so ist ihre Achse parallel zur Hauptspiegelungsebene des Prismas, wenn diese Hauptspiegelungsebene in die Lotrechte einzurichten ist und rechtwinklig zur Hauptspiegelungsebene, wenn diese in die Waagerechte einzurichten ist.
Damit die durch den Projektor erzeugten Spuren möglichst definierte Breiten haben, ist es von Vorteil, auf jede Platte einen Blendenring aufzuschieben, deren Abstand voneinander veränderbar ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der schematischen Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen erfindungsgemässen Projektor im Schnitt;
Fig. 2 einen Teil des Projektors in Ansicht; und
Fig. 3 einen Teil des Projektors in Draufsicht.
Zwei Platten 1; 2 sind durch einen Steg 3 miteinander verbunden und parallel zueinander angeordnet. Auf dem Steg 3 sind eine ringförmige Lichtquelle 4 und eine Blende 5 so befestigt, dass sie koaxial zum Steg 3 liegen. Zwischen den Platten 1; 2 ist koaxial zur ringförmigen Lichtquelle 4 eine Ringlinse 6 vorgesehen, in deren Brennlinie sich die ringförmige Lichtquelle 4 befindet. Zwei Blendringe 7; 8 sind über die Platten 1; 2 geschoben und stützen sich jeder mit drei Schrauben 9 bzw. 10, von denen jeweils nur zwei sichtbar sind, gegen die Platten ab. Im Zentrum der Platte 2 ist ein Leuchtpunkt 11 vorgesehen. An der Platte 1 ist ein Träger 12 für eine Libelle 13 und ein Prisma 14 befestigt, das mit seiner Fassung 15 im Träger 12 um eine Achse X-X drehbar gelagert und mittels einer Klemmschraube 16 arretierbar ist.
Der Träger 12 greift um den Blendenring 7 herum, so dass das Prisma so angeordnet ist, dass seine Hauptspiegelungsebene mit der in Fig. 1 zur Zeichenebene rechtwinkligen, die Lichtquelle 4 enthaltenden Lichtebene zusammenfällt oder die Schnittgerade von Hauptspiegelungsebene und Lichtebene
radial zur als Ringblitzröhre ausgebildeten Lichtquelle 4 verläuft. Die Libelle 13 ist als Dosenlibelle ausgebildet, deren Achse parallel zur Achse X-X gerichtet ist.
Beim Gebrauch des erfindungsgemässen Projektors wird dieser zunächst mit Hilfe der Dosenlibelle 13 in eine lotrechte Lage gebracht in der die Achse X-X mit der Lotrichtung zusammenfällt. Da das Prisma 14 als Dove-Prisma ausgebildet ist, das bei Drehung um den Winkel a einen in ihm re flektierenden Lichtstrahl um 2 a ablenkt, und da das Prisma 14 um die Achse X-X so gedreht ist, dass seine Hauptspiegelungsebene mit der Lichtebene einen Winkel von 450 einschliesst, ist das durch das Prisma 14 hindurch erzeugte Stück Lichtebene um 900 gegenüber der gesamten Lichtebene gedreht, so dass dieses Stück Lichtebene in Fig. 1 parallel zur Zeichenebene gerichtet ist. Die Lichtebene und die Hauptspiegelungsebene sind in der Zeichnung nicht besonders dargestellt.
Beim Blitzen der Lichtquelle 4 wird aus dem gesendeten Lichtbündel mit Hilfe der Blenden 5 und 7; 8 die Lichtscheibe oder Lichtebene ausgeblendet, die in Fig. 1 rechtwinklig zur Zeichenebene gerichtet ist. Durch das Prisma 14 wird ein Teil der Lichtebene um 900 gedreht, so dass die auf einer nicht dargestellten Hohlraumwandung erscheinenden Spuren der Lichtebene und des Lichtebenenteils sich rechtwinklig schneiden. Der Schnittpunkt der Spuren und der Leuchtpunkt 11 definieren die lotrechte Bezugsrichtung. Sie werden gleichzeitig mit der Spur der Lichtebene auf der Hohlraumwandung in einem Messbild festgehalten.
Anstelle des Leuchtpunktes ist es auch möglich, an den kreisförmigen Platten 1 und 2 einen zweiten Halter mit einem Prisma anzubringen, was im Sinne einer grösseren Basis günstig ist. Ebenso lässt sich mit den gleichen Mitteln eine waagerechte oder irgendwie anders gerichtete Bezugslinie definieren. In diesem Fall schliessen die Achse der Dosenlibelle 13 und die Drehachse X-X einen rechten oder einen anderen vorgegebenen Winkel ein. Es ist auch möglich, anstelle der Dosenlibelle 13 zwei kreuzförmig angeordnete Röhrenlibellen zu verwenden.
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PATENT CLAIMS
1. Projector for generating a light plane, with a light source, which is surrounded by an annular aperture and an annular lens and arranged with these between two flat, circular plates and firmly connected to them, characterized by at least one image-rotating prism that is optically effective in a part of the light plane is located and is arranged on a carrier which is attached to one of the plates.
2. Projector according to claim 1, characterized in that the prism on the carrier is rotatable about an axis which lies in the light plane and passes through the center of the light source.
3. Projector according to claim 2, characterized by at least one dragonfly attached to the carrier.
4. Projector according to claim 3, characterized in that an aperture ring is pushed onto each plate and that the distance between the two aperture rings can be changed.
The invention relates to a projector for generating a light plane, which is used in particular in a light section device for terrestrial photogrammetry. It is equipped with a light source which is surrounded by at least one annular diaphragm and an annular lens and is arranged with these between two flat circular plates to which it is firmly connected.
A reference direction must be marked in them so that light section recordings can be clearly oriented and evaluated. As is known, a plumb line is assigned to the light section device for this purpose in the light plane and this plumb line is made visible by special lighting measures.
In light section recordings of railway tunnels, the upper edge of the rail is also often used to determine the reference direction or the rail spacing is a base that is too small for the photogrammetric measurement of larger cavities and has a detrimental effect on the accuracy of the measurement. Fluctuations in the plumb bob caused by air currents or other influences also impair the measurement accuracy.
It is also already known to assign one or more auxiliary projectors to the above-mentioned projector of a light section device, which can be adjusted in a predetermined direction with the aid of a spirit level and produce additional markings on the wall of the cavity to be measured.
However, this is associated with higher mechanical, electrical and optical expenses and a greater weight for the light cutting device.
The aim of the invention is to create a projector for light section devices which, compared to the known ones, enables high measurement accuracy with reduced effort.
The invention is based on the object of changing the projector used in a light section device for generating the light plane so that it also identifies the reference direction when generating the light plane.
According to the invention, this object is achieved in that at least one image-rotating prism is optically effective in part of the light plane, that the prism is arranged on a carrier and that the carrier is attached to one of the plates of the projector. With the help of the image-rotating prism, the part of the light plane that penetrates the prism is rotated with respect to the rest of the light plane, so that the track of the light plane intersects with a piece of light track generated by the prism on the wall of the cavity.
The point of intersection of the two tracks is precisely defined and visible. Is the prism z. B. a Dove prism and if this prism is rotated with its main reflection plane about an axis parallel to the light plane and originating from the light source by 450, the tracks intersect at an angle of 900. Instead of the Dove prism, a Schmidt prism can also be used. Prism or any other suitable image-rotating prism or prism system can be used, which causes an equal or multiplied rotation of a part of the light plane when it is rotated. Since the light source of the projector has a finite extent, each part of the track of the light plane is generated by the ring lens not from one point, but from many points of the light source, the imaging rays of which also pass the prism.
The prism therefore only captures a part of the rays imaging a track piece, so that despite the rotation of the track piece by the prism, the track of the light plane on the cavity wall is not interrupted.
At least two points are required to determine a reference direction. If only one prism is used, only one point is marked by light. The other point for determining the reference direction could be a light point on the light section device. However, it is also possible to assign two prisms offset by 1800 or four by 900 to one another to the projector, so that a vertical or a vertical and a horizontal reference line is created that intersect in the center of the projector.
For adjustment, it is advantageous to mount the prism on the carrier so as to be rotatable about an axis which lies in the light plane and passes through the center of the light source, and to provide a locking device.
The vertical orientation of the prism is at least one vial firmly connected to the carrier. If it is a circular vial, its axis is parallel to the main reflection plane of the prism if this main reflection plane is to be set up in the vertical and at right angles to the main reflection plane if this is to be set up in the horizontal.
In order for the tracks generated by the projector to have the most defined widths possible, it is advantageous to slide a diaphragm ring onto each plate, the distance between which can be changed.
The invention is explained in more detail below with reference to the schematic drawing, for example. Show it:
1 shows a projector according to the invention in section;
2 shows a part of the projector in view; and
3 shows a part of the projector in plan view.
Two plates 1; 2 are connected to one another by a web 3 and are arranged parallel to one another. An annular light source 4 and a diaphragm 5 are attached to the web 3 in such a way that they are coaxial with the web 3. Between the plates 1; 2, a ring lens 6 is provided coaxially to the ring-shaped light source 4, in the focal line of which the ring-shaped light source 4 is located. Two aperture rings 7; 8 are over the plates 1; 2 and are each supported with three screws 9 and 10, of which only two are visible, against the plates. A luminous point 11 is provided in the center of the plate 2. A carrier 12 for a spirit level 13 and a prism 14 is fastened to the plate 1, the mount 15 of which is rotatably mounted in the carrier 12 about an axis X-X and can be locked by means of a clamping screw 16.
The carrier 12 engages around the diaphragm ring 7 so that the prism is arranged such that its main reflection plane coincides with the light plane containing the light source 4, which is at right angles to the plane of the drawing in FIG. 1, or the intersection of the main reflection plane and the light plane
runs radially to the light source 4 designed as a ring flash tube. The level 13 is designed as a circular level whose axis is directed parallel to the axis X-X.
When using the projector according to the invention, it is first brought into a vertical position with the aid of the circular level 13, in which the axis X-X coincides with the perpendicular direction. Since the prism 14 is designed as a Dove prism which, when rotated by the angle a, deflects a light beam reflecting in it by 2 a, and since the prism 14 is rotated about the axis XX so that its main reflection plane forms an angle with the light plane of 450, the piece of light plane generated through the prism 14 is rotated by 900 relative to the entire light plane, so that this piece of light plane in FIG. 1 is directed parallel to the plane of the drawing. The light plane and the main reflection plane are not shown specifically in the drawing.
When the light source 4 flashes, the transmitted light bundle is converted with the aid of the diaphragms 5 and 7; 8, the lens or light plane hidden, which is directed in Fig. 1 at right angles to the plane of the drawing. A part of the light plane is rotated by 900 by the prism 14 so that the traces of the light plane and the light plane part appearing on a cavity wall (not shown) intersect at right angles. The intersection of the tracks and the luminous point 11 define the vertical reference direction. They are recorded in a measurement image at the same time as the trace of the light plane on the cavity wall.
Instead of the luminous point, it is also possible to attach a second holder with a prism to the circular plates 1 and 2, which is advantageous in terms of a larger base. Likewise, a horizontal or somehow differently directed reference line can be defined with the same means. In this case, the axis of the circular level 13 and the axis of rotation X-X enclose a right or another predetermined angle. It is also possible, instead of the circular level 13, to use two tubular levels arranged in a cross shape.