DE2327157A1

DE2327157A1 - Spiegelsystem fuer ein optisches instrument

Info

Publication number: DE2327157A1
Application number: DE19732327157
Authority: DE
Inventors: Dexter Robert Plummer
Original assignee: Rank Organization Ltd
Current assignee: Rank Organization Ltd
Priority date: 1972-05-26
Filing date: 1973-05-28
Publication date: 1973-12-06
Also published as: FR2189760A1; FR2189760B1; GB1394453A; CH557545A; JPS4951975A

Description

Case No. L/492a
brit.Anm. Nos. 24961/72
und O2463/73
vom 26.Mai 1972
und 17.Januar 1973 "

The Rank Organisation Limited, Millbank Tower, Millbank,· London S.W.! (Großbritannien)

Spiegelsystem für ein optisches Instrument

Die Erfindung betrifft ein Spiegelsystem für ein optisches Instrument mit einer durch eine Flüssigkeit gebildeten Reflexionsfläche. Insbesondere befasst sich die Erfindung mit optischen Instrumenten, wie Nivellierinstrumente für das Vermessungswesen.

In· einem ein Spiegelsystem mit einem Reflexionselement enthaltenden optischen Instrument kann die reflektierende Oberfläche des Reflexionselementes, beispielsweise eines Spiegels, mit der Zeit matt und/oder beschädigt werden. In einem solchen Fall muß das Instrument demontiert und das Reflexionselement ausgebaut werden, damit es ersetzt oder in einen einwandfreien Zustand wieder hergestellt werden kann. Um die mechanischen Nachteile einer starren, Reflexionsfläche zu vermeiden, kann man die reflektierende Oberfläche einer Flüssigkeit verwenden, die den Vorteil hat, daß sie nicht bleibend beschädigt und bei Verunreinigung leicht ersetzt werden kann. Versuche mit reflektierenden Flüssigkeitsflächen für optische Instrumente waren aber bisher wenig erfolgreich, weil sie durch Vibrationen beeinträchtigt werden und ausserdem gewisse Flüssigkeiten an der Oberfläche leicht verschmutzen. Dies gilt im besonderen Maße für Quecksilber, das an sich von allen

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Flüssigkeiten die günstigsten Eigenschaften hat. Wenn man nämlich Quecksilber in ein Gefäß gibt, das aus einem vom Quecksilber benetzbaren Material besteht, neigt das Quecksilber stets zum Amalgamieren mit diesem Material, so daß eine Substanz entsteht, die kein reines Quecksilber ist und schlechtere Reflexionseigenschaften hat. Damit man eine gute Reflexionsfläche erhält, ist es jedoch wünschenswert, daß die Flüssigkeit sich in einem Gefäß

be befindet, das aus einem durch die Flüssigkeit Vnetzbaren Material besteht.

Zweck der Erfindung ist daher, ein Spiegelsystem für ein optisches Instrument anzugeben, das eine reflektierende Flüssigkeitsfläche hat, jedoch die oben erwähnten Nachteile vermeidet.

Wenn im folgenden der Ausdruck "Flüssigkeitsfilm" gebraucht wird, so ist hierunter eine dünne flüssige Schicht zu verstehen, die dennoch so dick ist, daß unter Wirkung der Schwerkraft die obere Oberfläche horizontal gehalten wird. Der Ausdruck "optisch" bezieht sich auf elektromagnetische Strahlung sowohl innerhalb als auch ausserhalb des sichtbaren Spektrums.

Ein Spiegelsystem für ein optisches Instrument enthält erfindungsgemäss ein optisches Element aus starrem Material, das für elektromagnetische Strahlung innerhalb eines gegebenen Frequenzbereiches transparent ist. Das Element hat eine praktisch ebene Oberfläche, die bei Verwendung im System im wesentlichen horizontal angeordnet ist. Auf dieser Planfläche des optischen Elementes ist ein Flüssigkeitsfilm gelagert, der für den gleichen Frequenzbereich wie das optische Element transparent ist. Ferner ist eine Einrichtung vorgesehen, die einen Strahl einfallender elektromagnetischer Strahlung innerhalb des gegebenen Frequenzbereiches längs eines gegebenen Weges durch das optische Element hindurch zu dem Flüssigkeitsfilm lenkt, so daß er an der Unterseite dex ; -^: oberen Oberfläche des Flüssigkeitsfilmes als ein priSafer Strahl

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reflektiert wird, dessen Neigung bezüglich des optischen Elementes von der Neigung des optischen Elementes gegen die Horizontale abhängt.

Im Weg des primären reflektierten Strahls kann sich wenigstens ein Reflektor befinden, der so angeordnet ist, daß er den primären reflektierten Strahl als sekundären reflektierten Strahl zurück durch das optische Element hindurch zu dem Flüssigkeitsfilm reflektiert, an dessen Unterseite seiner oberen Oberfläche der sekundäre Strahl erneut reflektiert wird.

Ein Spiegelsystem dieser Art hat den Vorteil, daß die Reflexionsfläche kaum durch Vibrationen gestört und ebensowenig durch Verschmutzung beeinträchtigt werden kann. Mit allen bisher bekannten Spiegelsystemen mit reflektierenden Flüssigkeitsflächen hat es aber noch den Nachteil gemein, daß eine Änderung des Flüssigkeitspegels ohne Änderung der Winkelposition des Spiegelsystems bezüglich der Vertikalebene eine Qüerversetzung des reflektierten Strahls zur Folge hat. Dies geschieht deshalb, weil der Strahl auf die Flüssigkeitsoberfläche mit einem Winkel auftreffen muß, der viel kleiner als ein rechter Winkel ist, damit sich ein brauchbares Maß an Reflexion,von der Flüssigkeitsoberfläche ergibt. Jede Änderung der Vertikalposition der¹ Flüssigkeitsoberfläche relativ zu ihrer Unterlageplatte führt also dazu, daß der Punkt, wo der Strahl die Oberfläche trifft, in Querrichtung verschoben wird, und zwar um die Grosse dt cot Θ, wobei dt die Änderung der Vertikalposition der Flüssigkeitsoberfläche und θ den Einfallwinkel des auf die Flüssigkeitsoberfläche auftreffenden Strahls bedeuten. Die Querverschiebung des Strahles selbst beträgt dt cosec Θ. ·

In einem tragbaren optischen Instrument mit einem Spiegelsystem der beschriebenen Art befindet sich vorzugsweise die Flüssigkeit in einer geschlossenen Kämmer, wobei die erwähnte Planfläche des optischen Elements eine Wand der Kammer bildet. Jedochkonnen zeit-

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weilige Änderungen der Lage der Flüssigkeitsoberfläche relativ zu der Planfläche ohne irgendeine Änderung des Gesamtvolumens der Flüssigkeit in der Kammer nicht vermieden werden. Dies liegt daran, daß durch Umdrehen, Schüttein oder sonstiges Bewegen des Instrumentes Flüssigkeit zeitweilig an den normalerweise trockenen Teilen der Seitenwände der Kammer und selbst an ihrer Decke hängen bleiben kann. Es kann beträchtliche Zeit dauern, bis die Flüssigkeit an den Seitenwänden und der Decke des Behälters wieder vollständig abgetrocknet ist, so daß mit grosser Wahrscheinlichkeit damit zu rechnen ist, daß das Instrument zu Zeiten benutzt wird, bei denen der Flüssigkeitspegel nicht konstant ist oder sogar während der Benutzung des Instrumentes steigt.'

Wünschenswert wäre ein Spiegelsystem für ein optisches Instrument, das für Nivellierungszwecke ein reflektiertes Bild erzeugt, das durch Volumenänderungen des Hauptteils der die Reflexionsfläche bildenden Flüssigkeit nicht beeinträchtigt wird, so daß ein mit dem System ausgerüstetes Instrument trotz solcher Volumenänderungen genau nivelliert werden kann. Dies ist bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung möglich, bei welchem der Reflektor mit einem Winkel gegen die Planfläche des optischen Elementes angeordnet ist, der komplementär zu dem Winkel zwischen dieser Planfläche und der Linie des gegebenen Weges einfallender Strahlung ist. Wenn die Planfläche parallel zu der Oberfläche des Flüssigkeitsfilmes angeordnet ist, wird der sekundäre reflektierte Strahl zurück längs einer Bahn reflektiert, die zu dem primären reflektierten Strahl parallel ist oder mit ihr zusammenfälltv Hierbei trifft er auf die Unterseite der Oberfläche des Flüssigkeitsfilmes am selben Punkt auf, an welchem der einfällende Strahl auftrifft, oder an einem gegen diesen Punkt in Querrichtung versetzten Punkt. Die Ausdrücke "quer" und "längs" beziehen sich bei ihrer Verwendung in Zusammenhang mit der Strahlrichtung einer Strahlung■auf Richtungen, die bezüglich der Projektion des Strahls auf die betreffende Reflexionsfläche gelten. Mit anderen Worten: '-Q-I^r" bedeutet quer zur Projektion des Strahls,"längs"

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dagegen längs der Projektionsrichtung.

Die Oberfläche des Reflektors kann auf dem optischen Element selbst gebildet sein und in diesem Fall aus einer einzigen Fläche oder aus zwei zueinander senkrechten Flächen bestehen. Die inneren Reflexionseigenschaften des Elements können dadurch verbessert sein, das seine Aussenseite verspiegelt oder versilbert ist.

Das Spiegelsystem kann ein Objektiv enthalten, das dazu dient, den Strahl einfallender Strahlung zu konzentrieren und in Richtung zum Flüssigkeitsfilm zu lenken.

Bevorzugte Ausfuhrungsformen der Erfindung können ferner eine Einrichtung enthalten, mit denen der aus dem optischen Element austretende Strahl betrachtet werden kann. Die Betrachtungseinrichtung kann eine Strichplatte (Gitternetz) und/oder eine Okular linse umfassen. Ausführungsformen der Erfindung , bei denen der von der Unterseite des Flüssigkeitsfilms reflektierte Strahl durch die Reflexionsfläche zurück auf sich selbst reflektiert wird, enthalten vorzugsweise eine Strahlspalteinrichtung im Weg der einfallenden Strahlung. Statt Verwendung einer Betrachtungseinrichtung können Ausführungsformen der Erfindung auch mit einer Einrichtung ausgerüstet werden, die auf die Position und/oder Neigung des aus dem optischen Element austretenden Strahls anspricht und in Abhängigkeit hiervon ein Signal erzeugt. Eine solche Anordnung kann beispielsweise zur Erzeugung eines Signales dienen, das eine Abweichung des optischen Elementes von der Horizontallage sichtbar anzeigt, oder das Signal kann als Eingangssignal für eine selbsttätige Positionssteueranordnung benutzt werden.

Das System kann eine Polarisierungsvorrichtung enthalten, die im Weg des einfallenden Strahles und auch im Weg, des zurückkommenden sekundären reflektierten Strahls angeordnet werden kann.

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Die erwähnte Reflexionsfläche kann so beschaffen sein, daß sie die Polarisationsebene des einfallenden primären reflektierten Strahls um einen Winkel von 90° dreht, wenn sie durch Reflexion dieses primären Strahls den sekundären reflektierten Strahl erzeugt. Zu diesem Zweck kann die Reflexionsfläche als sogenanntes λ/4-Plättchen ausgebildet sein.

Ferner kann eine Einrichtung vorgesehen sein, die den Flüssigkeitsfilm auf wenigstens einen gegebenen Bereich der Planfläche des optischen Elementes beschränkt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat das optische Element die Form einer Schale mit einem transparenten Boden, die vorzugsweise an ein weiteres optisches Element gekittet ist, auf welchem die erwähnte Reflexionsfläche ausgebildet ist.

Die oben erwähnte Polarisationseinriehtung im Weg des einfallenden Strahles kann einen polarisierenden Mehrschichtbelag enthalten, der auf ein Substrat aufgebracht werden kann, das für elektromagnetische Strahl innerhalb des gegebenen Frequenzbereiches transparent ist. Das Substrat kann das optische Element selbst sein. Die den Strahl durch das optische Element lenkende Einrichtung kann, in diesem Fall so angeordnet sein, daß sie den Strahl der einen Oberfläche des Mehrschichtbelages mit einem solchen Einfallwinkel lenkt, daß der Strahl auf seinem Weg durch den Mehrschichtbelag polarisiert wird. Hierbei wird der sekundäre reflektierte Strahl zurück zu der entgegengesetzten Oberfläche des Mehrschichtbelages mit dem gleichen Einfallwinkel gelenkt wie der einfallende Strahl.

Die erwähnte Reflexionsfläche kann aus einer Platte aus transparentem Material gebildet sein, die an einer Oberfläche verspiegelt ist. Die Platte wird so angeordnet, daß der primäre reflektierte Strahl durch die Platte zu der verspiegelten oder versilberten Fläche durchtritt.

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Das optische Element k'ann ein dreiseitiges Prisma seiü, das so angeordnet ist, daß die eine der drei Flächen die erwähnte Plan-Sache bildet, auf der der Flüssigkeitsfilm gelagert wird? während eine andere der drei Flächen die"Reflexionsfläche bildet oder trägt.

Auch die den Strahl durch das optische Element lenkende Einrichtung kann ein dreiseitiges Prisma sein* das mit einer seiner drei Flächen gegen das optische Element anstößt» In diesem Fall befindet sich der Mehrschichtbelag zwischen den zwei anstoßenden Flächen des dreiseitigen Prismas,

Verschiedene bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung näher beschrieben«, Es zeigen:

Figur 1 die einfachste Ausführungsform der Erfindungj

Figur 2 eine etwas verfeinerte Ausführungsform;

Figur 3 die Ausführungsform nach Fig. 1 zur Erläuterung eines Nachteils, zu'dem diese Ausführungsf orm ingevjissen Fällen neigt;

Figur 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel in seiner einfachsten · Form; und

Figur 5 eine verfeinerte Form des Ausführungsbeispiels nach Fig.4.

Das in Figur- 1 dargestellte Spiegelsystem enthält ein optisches Element 1, das für elektromagnetische Strahlung innerhalb eines gegebenen Frequenzbereiches transparent ist. Ein in den gegebenen Frequenzbereich fallender Strahl 2 elektromagnetischer Strahlung wird von einer Richteinrichtung 3 durch das Element 1 hindurch zu einem Flüssigkeitsfilm 4 auf der oberen/ im wesentlichen horizontalen Planfläche des Elementes 1 gelenkt= Der Flüssigkeitsfilm 4 ist ebenfalls transparent für elektromagnetische Strahlung des gleichen Frequenzbereiches, bei dem das Element 1 transparent

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ist. 5 ist ein Strahl, der von der Unterseite 6 der Oberfläche des Flüssigkeitsfilmes 4 reflektiert wird und von einer Empfangseinrichtung 7 aufgefangen wird. Die Richteinrichtung 3 kann eine Strahlungsquelle sein oder einen Reflektor enthalten, der Strahlung von einer weiter entfernten Quelle reflektiert.

In Figur 2 ist ein optisches Element 8 in Form eines Prismas dargestellt, das aus einem Material besteht, das für einen Strahl 9 elektromagnetischer Strahlung transparent ist. Der Strahl 9 wird von einem Objektiv 10 konzentriert und durch ein Prisma 11 in das optische Element 8 reflektiert, in welchem er durch eine Reflexionsfläche 12 in einem spitzen Winkel zu einer oberen, praktisch horizontalen Planfläche 13 des Elementes 8 gelenkt wird, die einen Flüssigkeitsfilm 14 trägt. Das Element 8 ist mit einer (ebenfalls nach innen reflektierenden) Reflexionsfläche 15 versehen. 16 ist ein zweites Prisma, 17 eine Strichplatte und 18 eine Okularlinse. Der Strahl 9 wird also an der Reflexionsfläche 12 und dann am Punkt 19 auf der Unterseite 6 der Oberfläche des Flüssigkeitsfilmes 14 erneut nach innen reflektiert. Vom Punkt 19 aus gelangt er zurück in das Element 8 als primärer reflektierter Strahl, der an der Reflexionsfläche 15 reflektiert und von dieser als sekundrer reflektierter Strahl zurück zum Flüssigkeitsfilm 14 gelenkt wird. Nun wird er am Punkt 20 wiederum durch die Unterseite 6 des Flüssigkeitsfilmes 14 reflektiert und gelangt dann durch das Element 8 hindurch zum zweiten Prisma 16, welches ihn zu der Strichplatte 17 lenkt, auf welcher ein Bild entsteht, das mittels der Okularlinse 18 betrachtet werden kann.

Die für den Flüssigkeitsfilm verwendete Flüssigkeit kann ein beträchtliches Wellenabsorptionsvermögen haben, ohne daß hierdurch die Betriebsfähigkeit des Systems ernstlich beeinträchtigt wird, da nur ein sehr dünner Flüssigkeitsfilm erforderlich ist, bei dem nur ein geringes Maß an Absorption möglich ist. In der Praxis wurde festgestellt, daß ein erfindungsgemäss aufgebautes Spiegelsystem in hohem Maße unempfindlich gegen Vibrationen ist.

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Da die Oberfläche der Flüssigkeit stets genau eine horizontale Lage einnehmen wird, hat jede Neigung des Systems in der Strahlebene Änderungen der Einfall- und Reflexionswinkel des Strahls bezüglich des optischen Elementes 8 zur Folge. Diese Änderungen sind als Bewegung des Bildes über die Strichplatte 17 leicht feststellbar. In dieser Hinsicht ist die Ausführungsform gemäss Figur 2 besonders empfindlich, da die doppelte Reflexion des Strahles durch die Flüssigkeitsoberfläche zu einer Verstärkung der Strahlabweichung bei Neigung des Systems in der Strahlebene führt. ' .

Wenn das das Spiegelsystem enthaltende optische Instrument tragbar ist, oder stark geneigt werden kann, ergibt sich, wie schon' erwähnt wurde, ein auf Höhenänderungen der Flüssigkeitsoberfläche bezüglich der Planfläche des optisches Elementes, auf welchem die Flüssigkeit gelagert ist, beruhendes Problem. Bei feststehenden Instrumenten tritt dieses Problem nicht auf, so daß in solchen Fällen die Ausführungsform nach Figur 2 durchaus befriedigend ist. Das bei tragbaren Instrumenten bestehende Problem wird durch Figur 3 erläutert, in der 31 eine praktisch horizontale Oberfläche eines optischen Elements aus transparentem Material ist. 32 ist eine Flüssigkeitsschicht, die auf der Oberfläche 31 ruht. 33 bezeichnet die Normalposition der Oberfläche der Flüssigkeitsschicht, während 34 eine unnormale, niedrigere Lage der Flüssigkeitsoberfläche andeutet. Der Wechsel von der Position 33 zur Position 34 kann beispielsweise darauf beruhen, daß das System so bewegt wurde, daß ein Teil der Flüssigkeit auf die Seiten oder an die Decke einer die Flüssigkeit haltenden Kammer gespritzt und dadurch das Volumen der auf der Oberfläche 31 ruhenden Flüssigkeit verringert wurde, ohne daß sich das Gesamtvolumen innerhalb der Kammer geändert hat. Ein Strahl 35 aus elektromagnetischer Strahlung, wie z.B. Licht, wird nach oben durch die Oberfläche 31 hindurch zur Unterseite der Oberfläche der j Flüssigkeitsschicht 32 gelenkt. Wenn sich die Flüssigkeitsober- j fläche bei der Position 33 befindet, wird der mit 36 bezeichnete

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Strahl reflektiert. Wenn die Flüssigkeitsoberfläche dagegen die Position 34 einnimmt, wird der Strahl 37 reflektiert. Man sieht, daß eine Änderung der Vertikalposition der Oberfläche der Flüssigkeitsschicht 33 eine Querverschiebung des reflektierten Strahls zur Folge hat.

In Figur 4 sind die gleichen Komponenten wie in Figur 3 dargestellt. Zusätzlich - ist eine ebene Reflexionsfläche 38 vorhanden, die mit der zur Lagerung dienenden Oberfläche 31 einen Winkel bildet, der das Komplement des Winkels ist, den der einfallende Strahl 35 mit der Oberfläche 31 bildet. Infolgedessen verlaufen die reflektierten Strahlen 36 und 37 normal zur Reflexiohsflache 38. Da die reflektierten Strahlen 36 und 37 längs der gleichen Bahn laufen, werden sie sowohl auf dem Weg nach außen als auch auf dem Weg nach innen an den gleichen-Punkten der Oberflächen gemäss der Positionen 33 und 34 reflektiert. Sie kehren daher in Richtung der Strahlungsquelle längs der Linie des einfallenden Strahls 35 zurück. Wenn die Anordnung derart ist, daß der zurückkehrende Strahl aufgefangen und vom einfallenden Strahl 35 getrennt wird, wird das reflektierte Bild stets die gleiche Position einnehmen, unabhängig von der Höhe der Oberfläche der Flüssigkeitsschicht 32 über der Oberfläche 31 des optischen Elements.

Gemäss Figur 5 werden die verschiedenen Reflexionsflächen durch Gegenüberstellung einer Reihe" von Prismen gebildet. Ein Eingangsstrahl 510 fällt normal auf ein erstes Prisma 511 und wird von deren Oberfläche 512 reflektiert. Der reflektierte Strahl gelangt zu einer zweiten Oberfläche 514 des Prismas 511, wo er nach innen total-reflektiert wird und nach oben in ein zweites Prisma 515 gelangt. Das erste und das zweite Prisma sind unter Verwendung eines für Licht durchlässigen Klebstoffes, der den gleichen Brechungsindex wie die Prismen hat, in bekannter Weise zusammengekittet. An der Grenzfläche 516 zwischen den Prismen 511 und 515 ^; erfolgt also keine Reflexion oder Brechung. In einer abgewandelten Ausführungsform wird auf der einen der aneinanderstoßenden ;

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Flächen der Prismen 511 und 515 ein Mehrschichtbelag aufgebracht, der an der Grenzfläche 516 ein polarisierendes λ/4-Plättchen bildet. Der Lichtstrahl verläuft durch das zweite Prisma 515 hindurch, weiter nach oben zu einer eine Flüssigkeit enthaltenden Zelle 517, deren transparenter Bodenteil 518 als flache Schale ausgebildet ist, die das erwähnte optische Element bildet und eine optisch transparente Flüssigkeit 519 trägt. Der Lichtstrahl durchläuft die Flüssigkeit 519 und wird an der Unterseite der oberen Oberfläche 520 nach innen totalreflektiert. Als primärer reflektierter Strahl gelangt er dann zurück zum Prisma 515. Das Prisma 515 hat zwei (in Fig. 5 nicht dargestellte) Flächen an denen der primäre reflektierte Strahl als sekundärer reflektierter Strahl parallel zum primären Strahl, jedoch seitlich von ihm versetzt reflektiert wird. Der sekundäre Strahl folgt einem Weg parallel zu demjenigen des einfallenden und primären reflektierten Strahls durch ein Seite an Seite mit dem Prisma 511 angeordnetes drittes Prisma 523 hindurch, wo er an einer Fläche 122 zurück zu einer Platte 521 reflektiert wird, an der er erneut so reflektiert wird, daß er normal durch eine Fläche 524 des Prismas 514 hindurch zum Betrachtungssystem herauskommt.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform ist dem Prisma 515 ein nach oben ragender Vorsprung 518 angeformt, während die Zelle .517 ein zentrales kreisförmiges Loch hat, in welches der Vorsprung als ein Stöpsel ragt, der die filanflache bildet, auf welcher der Flüssigkeitsfilm gelagert ist.

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Claims

Patentansprüche

1.) Spiegelsystem, für ein optisches Instrument mit einer durch eine Flüssigkeit gebildeten Reflexionsfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Reflexionsfläche (6) bildende Flüssigkeit für elektromagnetische Strahlung innerhalb eines gegebenen Frequenzbereiches transparent und als Filmschicht (4,14,32,519) auf einer Planfläche eines optischen Elementes (1, 8,518) gelagert ist, welches ebenfalls für Strahlung in dem gegebenen Frequenzbereich transparent ist, und daß eine Einrichtung (3,11,512,514,515) vorgesehen ist, die einen Strahl (2,510) einfallender elektromagnetischer Strahlung längs eines gegebenen Weges durch das optische Element (1,8,518) hindurch zu dem Flüs-. sigkeitsfilm (4,14,32,519) lenkt, welcher Strahl von der Unterseite (6,13) der oberen Oberfläche des Flüssigkeitsfilmes als ein primärer Strahl (5) reflektiert wird, dessen Neigung bezüglich des optischen-Elementes (1,8,518) von der Neigung der Planfläche des optischen Elementes gegen die Horizontale abhängt.

2.) Spiegelsystem nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß sich im Weg des primären reflektierten Strahls (5) wenigstens ein Reflektor (38,15)'befindet, der ihn als sekundären reflektierten Strahl zurück durch das optische Element (1,8,518) hindurch zu dem Flüssigkeitsfilm (14,32,512) reflektiert, an dessen Unterseite seiner oberen Oberfläche (6,13) der sekundäre Strahl erneut reflektiert wird.

3.) Spiegelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Reflektor (38) mit einem Winkel gegen die Planfläche (31) des optischen Elementes (1,8,518) angeord- :net ist, der komplementär zu dem XVinkel zwischen dieser Planfläche ■und der Linie des gegebenen Weges einfallender Strahlung (35) ist und bei paralleler Anordnung der Planfläche und der Oberfläche (34)

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des Flüssigkeitsfilmes der sekundäre reflektierte Strahl zurück längs einer „Bahn, die zu dem primären reflektierten Strahl (5) parallel ist oder mit ihr zusammenfällt, reflektiert wird und auf die Unterseite der Oberfläche des Flüssigkeitsfilmes (4,32) am selben Punkt, an welchem der einfallende Strahl auftrifft, oder an einem gegen diesen Punkt in Querrichtung versetzten Punkt auftrifft.

4.) Spiegelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Reflektor (15) derart angeordnet ist, daß der yon ihm reflektierte Strahl auf die.Unterseite (13) des Flüssigkeitsfilms (14) an einer Stelle auftrifft, die in Längs-^ richtung einen Abstand von dem Punkt hat, an welchem die einfallende Strahlung auftrifft.

5.) Spiegelsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, da du r c h gekennzeichnet , daß der Reflektor (15,38) durch eine oder mehrere Reflexionsflächen des optischen Elementes (1,8) selbst gebildet und zur Verbesserung seiner Inrienreflektion auf seiner Aussenseite verspiegelt ist.

6.) Spiegelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß ein Objektiv (10) vorgesehen ist, welches den Strahl einfallender Strahlung (9) konzentriert und ihn zum Flüssigkeitsfilm (14) lenkt.

7.) Spiegelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h ge kennzeichnet , daß eine Einrichtung (7,17,18) vorgesehen ist, die eine Betrachtung des das optische Element (1,8) verlassenden Strahls ermöglicht.

[ 8.) Spiegelsystem nach den Ansprüchen 3 und 7, d a d u r c h _;

'gekennzeichnet ~_f daß die Betrachtungseinrichtung ;

eine Strahlspalteinrichtung 15.12) im Weg der einfallenden Strah- j

lung enthält. ί

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I₁₄-

9.) Spiegelsystem nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet , daß das Betrachtungssystem eine Strichplatte und/oder eine Okularlinse (18) enthält.

10.) Spiegelsystem nach einem der Ansprüche Ibis 6, d a d u r ch gekennzeichnet , daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die auf die Position und/oder Neigung des das optische Element (1,8,518) verlassenden Strahls anspricht und in Abhängigkeit hiervon ein Signal erzeugt.

11.) Spiegelsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 10, d a durch gekennzeichnet, daß sich im Weg des einfallenden Strahls und auch im Weg des sekundären reflektierten Strahls eine polarisierende Einrichtung befindet, und daß der Reflektor (15,38) so angeordnet ist, daß er die Polarisationsebene des primären reflektierten Strahls um einen Winkel von 90° dreht, wenn er den primären reflektierten Strahl zur Bildung des sekundären Strahls reflektiert.

12.) Spiegelsystem nach Anspruch 11,dadurch gekennzeichnet , daß der Reflektor (15,38) als λ/4-Plättchen.ausgebildet ist.

13.) Spiegelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, d a d u r ch gekennzeichnet , daß eine Einrichtung (517) vorgesehen ist, welche den Flüssigkeitsfilm auf wenigstens einen gegebenen Bereich der Planfläche des optischen Elementes (1,8,518) beschränkt.

14.) Spiegelsystem nach Anspruch 13, d a d u r ch g e k e η η zeichnet , daß das optische Element durch eine Schale (518) mit einem transparenten Boden gebildet ist.

15.).Spiegelsystem nach einem der Ansprüche 11 bis 14, d a - . !

durch gekennzeichnet, daß die Polarisierungs-

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einrichtung einen polarisierenden Mehrschichtbelag enthält, der auf ein Substrat aufgebracht ist, das für elektromagnetische Strahlung innerhalb des gegebenen Frequenzbereiches transparent ist.

16.) Spiegelsystem nach Anspruch 15,dadurch gekennzeichnet , daß das Substrat das optische Element (1,8,518) selbst ist.

17.) Spiegelsystem nach Anspruch 15,dadurch gekennz el c h η e t , daß die den einfallenden Strahl zum Flüssigkeitsfilm lenkende Einrichtung den Strahl derart mit einem gegebenen Einfallwinkel zu der einen Oberfläche des Mehrschichtbelages lenkt, daß der Strahl bei Durchlaufen des Belages polarisiert wird, und daß der sekundäre reflektierte Strahl mif*dem gleichen Einfallwinkel zurück zur entgegengesetzten Oberfläche des Mehrschichtbelages gelenkt wird.

18.) Spiegelsystem nach Anspruch 2,3 oder 4, d a d u r c h gekennzeichnet , daß der Reflektor aus einer auf ihrer Aussenseite verspiegelten Platte aus transparentem Material besteht, die so im System"angeordnet ist, daß der primäre reflektierte Strahl durch die Platte hindurch zu der verspiegelten Oberfläche läuft und von ihr reflektiert wird.

19.) Spiegelsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 18, d a durch gekennzeichnet, daß das optische Element (1,8,518) ein Prisma ist, und daß die eine Fläche des Prismas die Planfläche bildet, während eine andere seiner Flächen den Reflektor (15,38) bildet oder trägt.

20.) Spiegelsystem nach Anspruch 19, d a d u r c h g e k e η η -, zeichnet , daß die den einfallenden Strahl zum Flüssigkeitenäfilm lenkende Einrichtung ein weiteres Prisma (11) enthält, und daß die eine Fläche dieses weiteren Prismas gegen das optische .; Element stösst. · . '

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21.) Spiegelsystem nach Anspruch 20 und einem der Ansprüche 15 bis 19,dadurch g ekennzeichnet, daß der Mehrschichtbelag zwischen die aneinander anstoßenden Flächen der beiden Prismen (11,8,515) eingefügt ist.

22.) Verwendung des Spiegelsystems nach einem der vorangehenden Ansprüche für ein optisches Nivellierinstrument.

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