DE2405926A1

DE2405926A1 - Vorrichtung zur herstellung einer bezugsebene

Info

Publication number: DE2405926A1
Application number: DE19742405926
Authority: DE
Inventors: James Rufus Trice
Original assignee: TRICE JUN JAMES RUFUS
Current assignee: TRICE JUN JAMES RUFUS
Priority date: 1973-02-08
Filing date: 1974-02-07
Publication date: 1974-08-15
Also published as: AR201219A1; AU6504274A; JPS49113646A; BR7400942D0; CA1019563A; IT1014545B; FR2217710B1; DD110112A5; GB1455184A; US4111564A; FR2217710A1

Description

Vorrichtung zur Herstellung einer Bezugsebene

Die Erfindung bezieht sich auf die Erzeugung einer sich radial erstreckenden Ebene einer elektromagnetischen Strahlung aus einer Strahlungsquelle für elektromagnetische Strahlung. Insbesondere richtet sich die Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Umwandlung eines kohärenten Strahles sichtbaren Lichtes, vorzugsweise Laserlichtes, in eine sich radial erstrekkende Ebene. Veiter richtet sich die Erfindung auf ein Konstruktionswerkzeug für die Erzeugung einer gleichmäßigen Lichtebene zur Verwendung als Bezugslinie.

In der Konstruktionsindustrie werden enge Strahlen parallelen Lichts in Form von Laserstrahlen fortlaufend in Verbindung nit dem Aufbau und der Markierung langer gerader ebener Linien verwendet, beispielsweise solcher, die für die Markierung von Decken oder Böden oder von langen geraden, einen vertikalen Abstand

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aufweisenden Linien, wie sie oben und unten an Vorhangwänden und dgl. benötigt werden, eingesetzt. Laserstrahlen wurden im weitesten Umfange für den Einbau großer schwerer Maschinenteile verwendet, wo eine genaue Ausrichtung lebenswichtig ist, beispielsweise bei Fourdirinier-Maschinen in der Papierindustrie.

Die US-PS 3 588 249 offenbart einen Vermessungsapparat, in dem ein Laserstrahlerzeuger vertikal auf einem Dreifuß montiert ist und einen Lichtstrahl nach oben richtet. Oberhalb des Generators ist ein Dachkantprisma zur Aufnahme des Strahles und zur Ablenkung desselben in einer Richtung von 90° von seiner Quelle drehbar montiert. Das Dachkantprisma wird um die Achse des einfallenden Strahles gedreht, so daß das reflektierte Licht sich um einen Kreis ähnlich wie ein Leuchtfeuer dreht. Die Vorrichtung dient zur Verwendung, um eine Lichtebene zu simulieren, wenn der reflektierte Strahl umläuft.

Jedoch ist der auf einem Dreifuß montierte Lasergenerator schwer vertikal auszufluchten und der Dreifuß hält seine ausgefluchtete Stellung nicht über ausreichende Zeiträume bei. Häufig ändert somit die simulierte Bezugsebene ihre Orientierung, nachdem sie richtig ausgerichtet worden ist. Darüberhinaus führt die Vorrichtung zum Drehen des Dachkantprismas Schwingungen in der. reflektierten Strahl ein, was zu kleinen Abweichungen im Strahl führt, wenn er umläuft, so daß es zu Ungenauigkeiten in cer Bczugslinie kommt. Ferner ist die Intensität des Strahles zu stark und das infolge der Drehung verursachte Blitzlicht führt ?:u einer Ermüdung des Auges des Beobachters. Der Apparat ist ferner teuer,

weil er genau konstruiert werden muß und teure Bauteile erfordert,

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Die US-PS 3 656 828 offenbart eine Lichtsignalvorrichtung, in der ein Laserstrahl in zwei entgegengesetzt gerichtete Strahlen aufgespalten wird, die etwas außerhalb der Drehachse der beiden Strahlen liegen. Ein in Richtung der Lichtquelle blickender Beobachter entdeckt einen Nullpunkt zwischen den beiden Strahlen als Ebene senkrecht zur Drehachse. Viele der vorher geschilderten Probleme gelten auch für dieses System, außer daß die Beanspruchung des Auges etwas geringer ist.

Gemäß der Erfindung wird ein Strahl elektromagnetischer Strahlung in eine brauchbare Bezugsebene dadurch verbreitert, daß man den Strahl von einer Oberfläche reflektiert, die gleichzeitig den Strahl in verschiedene Richtungen in einen Ort von Punkten verbreitet, die in einer kohärenten und brauchbaren Bezugsebene in einem Abstand von der Strahlenquelle angeordnet sind. Wünschenswerter Weise handelt es sich bei dem Strahl um einen Laserstrahl, der von einer geeigneten Quelle in einem Halter erzeugt wird, Nivellierungsmittelenthalt. Bei der reflektierenden Oberfläche handelt es sich zweckmäßig um eine konische Oberfläche, vorzugsweise um einen rechtwinkeligen Konus, dessen optische Achse mit der Achse des Laserstrahles ausgefluchtet ist. Der Konus wird mit einer Spiegleoberflache für die optimale Reflexion überzogen, obwohl bequemerweise der Spiegelüberzug weggelassen werden kann, wenn das Konusmaterial für den gewünschten Zweck eine ausreichende Reflexionsfähigkeit aufweist.

Der Lasergenerator ist vorzugsweise ein Ringröhrenverstärkergenerator (TEMO 1*), welcher einen Laserstrahl mit Hohlquerschnitt oder Ringquerschnitt erzeugt. Es kann sich auch un einen Vieltypenstrahl handeln. Wenn ein solcher Strahl Verwendung findet, braucht der Konus nur ein Kegelstumpf zu sein,

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- 4 -welcher das Licht gleichförmiger in der Ebene verbreitert.

Der Strahlengenerator kann senkrecht oder horizontal oder unter jedem Winkel bezüglich der Horizontalen montiert sein. Nachdem der Generator und die reflektierende Oberfläche richtig ausgefluchtet eingesetzt sind, wird die Bezugsebene ohne irgendwelche bewegliche Teile erzeugt. Die Vorrichtung ist in ihrer Konstruktion robust und erfordert keine weiteren Ein- oder Nach-Stellungen nach der ursprünglichen Einstellung. Die derart erzeugte Bezugsebene ist eine stabile eng fixierte Bezugsebene, die sich für den Aufbau von Festpunktebenen auf Decken, Böden und Wandungen innerhalb eines Gebäudes oder für die Führung von Konstruktionseinrichtungen, die Führung und Inspektion von Rohrsystemen und für Überwachungszwecke eignet. Die Bezugsebene kann überall dort eingesetzt werden, wo eine Bezugsebene beliebiger Orientierung erwünscht ist.

Die reflektierende Oberfläche läßt sich starr in einem richtig mit dem Lasergenerator ausgerichteten Gehäuse montieren oder läßt sich getrennt für die Ausfluchtung am Benutzungsort aufbauen. In jedem Fall läßt sich der Apparat rasch am richtigen Ort einstellen und bleibt, solange es erwünscht ist, fest fixiert, Da die Intensität der Ebene gleichmäßig und bei einem gegebenen Abstand von der reflektierenden Oberfläche konstant ist, sind die Beanspruchungen des Auges infolge der Verwendung der Ebene minimal.

Bei einer Ausführungsform umfaßt die reflektierende Oberfläche die konkave konische Oberfläche eines Endes eines faseroptischen Rohres mit einem darin ausgebildeten konischen Hohlraum. Bei ei- · ner anderen Ausführungsform sind Einrichtungen zur Fokusierung der Ebene in ein^m gegebenen Abstand vorgesehen. Diese Einrichtungen umfassen eine konkave konische reflektierende Oberfläche,

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wobei der Radius dieser konkaven Fläche einstellbar ist. Ggfs. läßt sich die konische Lichtebene auch mit einem Paar konischer _t reflektierender Oberflächen erzeugen, die wahlweise in bezug aufeinander beweglich sind.

In einigen Fällen wird die Bezugsebene in einem vorgewählten Abstand festgestellt. Die Feststellung der Bezugsebene kann mit Hilfe des Auges erfolgen, indem man auf die reflektierende Oberfläche blickt, durch Beobachtung des Auftreffpunktes der Ebene auf einem Ziel oder durch fotoelektrisches Abtasten der Lage der Ebene.

Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigen in

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Bezugsebenenumwandlungs-Vorrichtung in Form einer konischen reflektierenden Einrichtung mit unter 45° geneigten reflektierenden Oberflächen, wobei ein Strahl paralleler strahlender;: Energie senkrecht reflektiert wird, so daß sich dieser Strahl in eine Ebene strahlender Energie verwandelt;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, die in einem Zimmer aufgestellt ist und horizontale Bezugsebenen auf den Wänden erzeugen soll, wobei gestrichelt die vertikalen Bezugsebenen auf dem Boden und der Decke angegeben sind;

Fig. 3 eine auseinandergezogene perspektivische Anordnung der die Bezugsebene erzeugenden Einrichtungen sowie des Trägers, der bei der Vorrichtung nach Fig. 2 Verwendung findet;

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Fig. 4 einen Schnitt durch die die Bezugsebene umwandelnden Einrichtungen und Träger in der Vorrichtung nach Fig. 2 für etwas abgeänderte Befestigungsvorrichtungen;

Fig. 5 einen Querschnitt durch die Dreifußbefestigung für die die Strahlungsenergie liefernde Quelle in der Vorrichtung nach Fig. 2;

Fig. β eine perspektivische Ansicht eines senkrechten Rohres zur Aufnahme der Strahlungsenergiequelle und eine sich selbst ausrichtende Bezugsebenenumwandlungsvorrichtungj

Fig. ,7 eine Seitenansicht einer einstückig montierten und fest eingestellten Anordnung, bei der eine Strahlenemissionsquelle und eine Bezugsebenenumwandlungseinrichtung kombiniert sind;

Fig. 8 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer anderen Anordnung mit einer getrennten KoIlimationseinrichtung für den emittierten Strahl elektromagnetischer Strahlung;

Fig. 9a eine schematische Wiedergabe eines Querschnittes durch eine Standardausführungsform eines Laserstrahls;

Fig. 9b eine graphische Wiedergabe der Lichtintensität längs der Linie a des Standardlaserstrahls nach Fig. 9a;

Fig. 10a eine schematische Wiedergabe eines Querschnittes eines

Ringlaserstrahles;

Fig. 10b eine graphische Darstellung der Lichtintensität längs

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der Einie b für den zweiten Laserstrahl nach Fig. 10a;

Fig. 11 eine perspektivische Ansicht eines Kegelstumpfes, der sich besonders für die Aufnahme eines Laserstrahls der zweiten Art eignet; ·

iPig. 12 eine perspektivische Ansicht eines Konus mit einem entfernten Sektor und einem nicht überzogenen Sektor, wodurch die Richtung der planaren Reflektivität wahlweise ■ gesteuert wird;

Fig. 13 eine schematische perspektivische Wiedergabe eines faseroptischen Übertragungssystems zur Förderung einer nicht parallelen Strahlung von einer Strahlungsquelle für elektromagnetische Strahlung durch ein Kollimations-. system, welches den parallel gerichteten Strahl auf einen konvex reflektierenden Konus als Bezugsquellenumwandlungseinrichtung liefert;

Fig. 14 eine schematische perspektivische Ansicht eines konvex reflektierenden Konus mit einer konkaven Konusoberfläche, die einen verbreiterten Strahl diffus gesammelten Lichtes in eine diffuse dicke scheibenartige Ebene oder einen flachen Konus, Je nach Wunsch nach vorne oder rückwärts gerichtet transformiert;

Fig. 15 eine Seitenansicht eines reflektierenden Konus mit einer konkaven Konusoberfläche, die flexibel und mit H8-henänderungseinrichtungen versehen ist, wodurch die er-* zeugte Ebene mit scharf gebündelten Kanten wahlweise nach vorne, senkrecht oder nach rückwärts gerichtet werden kann;

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Fig. 16 eine schematische perspektivische Ansicht eines anderen Bezugsebenenumwandlungssystems mit gegenüberliegenden Konen für die Erzeugung veränderlicher Konen;

Fig. 17 eine Seitenansicht eines transparenten festen Rohres, in dessen Aufnahmeende ein konkaver reflektierender Konus eingebohrt istj und in

Fig. 18 eine Seitenansicht eines Schnittes einer Arterie, durch die ein optisches Faserrohr mit einem Umwandlungskonus zur Umwandlung von einem Strahl in eine Ebene eingesetzt ist, wodurch eine Ebene projiziert wird, die die Seitenwandungen der Arterie scharf ausleuchtet.

Nach den Zeichnungen und insbesondere nach Fig. 1 enthält ein Bezugsebenenreflektor 50 einen reflektierenden 45°-Konus 54 mit einer Achse 56 durch den Scheitel 57, die mit der Achse 59 eines engen Lichtstrahlenbündels 52 ausgefluchtet ist. Der Konus 54 weist eine Primärreflektionsflache 55 auf. Wenn ein Lichtbündel 52 auf die obe» Oberfläche 55 trifft, dann wird das Lichtbündel 52 gleichzeitig in verschiedene Richtungen in eine dünne sich radial erstreckende Bezugsebene 53 reflektiert. Die Dicke der derart erzeugten Bezugsebene liegt wünschenwerterweise im Bereich zwischen 1,6 mm bis 6,3 mm (1/16 Zoll bis 1/4 Zoll), obwohl auch Dicken bis zu 25 mm (1 Zoll) verwendet werden können. Die Ebene des reflektierten Lichtes 53 tritt mit wesentlicher Gleichförmigkeit unter 90° zum einfallenden Strahlenbündel 52 aus. Das Lichtbündel 52 kann von jeder gewünschten Frequenz im elektromagnetischen Spektrum sein, jedoch verwendet man im allgemeinsten Falle Frequenzen aus dem sichtbaren Lichtbereich. Für die meisten Anwendungsfälle sollte das Lichtbündel verhält- · nismäßig eng im Durchmesser, gebündelt und vernünftigerweise monochromatisch Jjein, insbesondere wenn das Bündel für exakte

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wissenschaftliche Arbeiten verwendet oder über einen beträchtlichen Abstand projeziert werden soll. Für Bauzwecke, Tunnelbohrzwecke, Installation von Einrichtungen und dgl. verwendet t man vorzugsweise Laserlicht, da ein Strahl hoher Intensität aus einer kompakten und kräftigen Lasereinheit erhalten werden kann. Die vorliegende Erfindung wird infolge dessen unter besonderer Bezugnahme auf die Verwendung einer Laserlichtbündelquelle und eines Laserlichtbündels beschrieben, das durch diese Quelle ausgesandt wird, obwohl auch andere Formen hochintensiven gebündelten Lichts oder elektromagnetischer Strahlung in Übereinstimmung mit der Erfindung Verwendung finden können. Die Breite oder der Durchmesser des Bündels sollte jedoch ausreichend gering sein, daß eine brauchbare Bezugsebene entsteht. Bündeldurchmesser unter 50 mm (2 Zoll) und vorzugsweise unter 25 mm (1 Zoll) sind in bestimmten Fällen bevorzugt.

Obwohl die besondere Form der Laserlichtbündelquelle, die im Zusammenhang mit der Erfindung Verwendung findet, unwesentlich ist, eignet sich besonders ein Helium-Neon-Gas-Laser für die Zwecke der vorliegenden Erfindung. Das von dieser Laserquelle ausgehende Laserstrahlenbündel hat eine Strahlung im sichtbaren Rotteil des Spektrum und ist sicher sowie leicht zu handhaben und stellt eine einfache Form einer Laserbündelprojektion dar.

Wie man aus Fig. 2 und im einzelnen aus den Fig. 3, 4 und 5 erkennt, ist ein Laserlichtstrahlgenerator oder ein Laserrohr mit einem ringförmigen Tragbund 23 versehen,-das mittig auf der Rohrlänge befestigt ist. Das Laserrohr 20 erstreckt sich durch eine Mittelöffnung des Bundes 23, der einen nach außen gerichteten Flansch 23a zur Aufnahme von Schrauben 25 aufweist. Die Tragplatte 24 weist senkrecht angeordnete Gewindebohrungen auf, die Schrauben 25 für die Befestigung des Bundes 23 aufnehmen. Die Außenoberfläche des Bundes 23 ist bewegbar in der Innenoberfläche der Öffnung der Tragplatte 24 montiert, wobei eine

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Kugelgelenkverbindung entsteht. Das Einstellen der vielen Einstellschrauben 25 sorgt dafür, daß das Laserrohr 20 in die richtige senkrechte Stellung gerät. Die oben beschriebene Laserrohrmontageanordnung wird auf einem Dreifuß 22 befestigt, der eine Dreifußplatte 26 und mehrere Schenkel 31 aufweist, die drehbar durch Stifte 32 in üblichen Gabelköpfen mit herabhängenden Ansätzen 33 und VorSprüngen 34 montiert sind.

Die Einstellplatte 24 sitzt auf einer Dreifußplatte 26 über ein Scharnier 27 und mit Hilfe einer Einstellschraube 29, die sich von der obersten Oberfläche der Dreifußplatte 26 erstreckt. Durch Einstellen der Rändelmutter 28 auf der Schraube 29 kann die Einstellplatte 24 in eine horizontale Lage längs der Scharnierachse 27 eingestellt werden. Die Einstellung läßt sich dann durch Anziehen der Flügelmutter 35 fixieren.

Es ist selbstverständlich, daß die beschriebene Einzelkonstruktion der Dreifußlagerung für das Laserrohr 20 als solche keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet und die wiedergegebene _ Konstruktion hauptsächlich zur Erläuterung des Gesamtprinzips dargestellt ist. Man kann verschiedene Merkmale aus Nivellierinstrumenten, Theodoliten usw. verwenden. Insbesondere ist vorzugsweise ein Paar von nicht gezeichneten Querlibellen rechtwinkelig zueinander auf der oberen Oberfläche der Nivellierplatte 24 mit Feineinstellungen, Maßstäben und Einstelleinrichtungen für die Nivellierplatte 24 zur Einstellung des Laserrohres 21 unter vorbestimmtem Winkel vorgesehen.

Wie es in den Fig. 2 und 5 voll ausgezeichnet dargestellt ist, kann das Laserrohr 20 in vertikaler Stellung in seiner Dreifußlagerung montiert ^werden. Wie man Jedoch aus der gestrichelten Darstellung in den Fig. 2 und 5 erkennt, kann das Laserrohr auch

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in einer horizontalen Stellung aufgelagert werden, indem man die Sperrflügelschrauben 35 entfernt und die Nivellierplatte 24 um das Scharnier schwenkt, so daß sie sich in einer vertikalen Stellung befindet. Diese Drehung der Nivellierplatte 24 in eine senkrechte Stellung kann erfolgen, nachdem das Laserrohr 20 von der Mittelöffnung entfernt ist, indem man die Einstellschrauben 25 entfernt. Nachdem sich die Nivellierplatte in einer senkrechten Stellung befindet, wird das Laserrohr 20 durch die Mittelöffnung wieder eingesetzt und so eingestellt, daß es senkrecht zu der nunmehr senkrecht stehenden Platte 24 oder in einem gewünschten Winkel dazu steht, indem man die Schrauben 25 wieder einsetzt und erneut anzieht.

Wird die Vorrichtung, wie bei der Ausführungsform nach Fig. 2, dazu verwendet, um eine horizontale Linie, beispielsweise diejenige für eine Decke festzulegen, dann wird das Laserrohr 20 in.einer senkrechten Stellung annähernd in der Mitte des Raumesmontiert, indem die aufgehängte Decke eingebaut werden soll. Eine Zielplatte 46 wird an einem geeigneten oberen Träger oben aufgehfingt, beispielsweise dem Boden des darüber befindlichen Stockwerks, oben verlegten Leitungen, eine Holzunterdecke oder andere geeignete Oberkonstruktionen, wobei man eine einstellbare Aufhängevorrichtung 41 verwendet, die an Ringschrauben befestigt wird.

Wie man aus Fig. 3 erkennt, hat die Zielplatte 46 normalerweise die Form einer kreisförmigen Scheibe mit Querlinien 42 auf der unteren Oberfläche. Ein Mittelzapfen 43 ragt von der Unterseite der Zielplatte 46 vor. Auf ihn kann der reflektierende Konu3 54 aufgeschraubt werden. Die Querlinien 42 werden vorzugsweise auf dem Boden des Stiftes 43 fortgesetzt, so daß die Mitte des Stiftes 43 und damit der Scheitel des Konus 54 nach dfem Auf schrauben "'desselben auf den Stift, sich in axialer Flucht

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mit der Mittelachse des Laserstrahlenbündels 52 befinden. Die Zielplatte 46 wird durch Einstellen der einstellbaren Aufhänge- * stangen oder -bolzen 41 mit Hilfe einer geeigneten nicht gezeichneten Nivelliervorrichtung ausgerichtet.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist die Zielplatte an eine vorhandene obere Holzkonstruktion angenagelt, beispielsweise an eine Holzunterdecke 49» und zwar an einem oder mehreren Punkten und mit Hilfe von Aufhängestangen 41. Wie man aus dieser Fig. außerdem noch erkennen kann, kann der Konus 54 mit einem abnehmbaren Ήandgriff 45 versehen sein, der in ein Loch in der Seite des zylindrischen Fußes, des Konus 54 paßt. Dieser Handgriff 45 dient dann zum Anziehen des Konu3 auf dem Stift 43.

Wie bereits oben erwähnt, erstreckt sich der Scheitel des Konus 54 in Richtung des Laserrohres 20 und die optische Achse des Konus 54 ist die gleiche wie die Mittelachse des Laserstrahlenbündels 52. Die konische Oberfläche des Konus ist mit einer hochgradigen Spiegeloberfläche versehen, so daß der senkrechte Laserstrahl 52 durch den Konus 54 in Form einer dünnen Bezugslichtebene 53 reflektiert wird, die senkrecht zum Laserstrahl 52 steht und damit eine horizontale Ebene darstellt. Wenn diese Lichtebene 53 auf die Wand des Raumes trifft, erscheint sie sichtbar als dünne Lichtlinie auf jeder Wand, beispielsweise in Form der aus Fig. 1 ersichtlichen Linien A-B, B-C, C-D und A-D. Die auf Leitern oder einem anderen geeigneten Arbeitsgestell stehenden Arbeiter können nunmehr diese Linien unmittelbar als Bezugslinien verwenden oder diese Linien dauerrdauf den entsprechenden Wandungen markieren, indem man eine gerade Kante verwendet oder eine Schlackschnur bzw' eine andere geeignete Vorrichtung. Außerdem kann man nach oben und unten von dieser Bezugslinie aus zu jeder gegebenen Stelle der Wand abmessen. Es läßt sich aus der Zeichnung erkennen, daß überall dort, wo die Bezugsebene

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53 aufgefangen wird, eine horizontale Bezugsebene auf dem Auffangziel erzeugt wird und daß diese Bezugslinie immer in die Bezugsebene 53 fällt.

Will man eine senkrechte Lichtebene erzeugen, um senkrecht im Abstand angeordnete Linien für eine Vorhangwand herzustellen und zu markieren, dann erfolgt die Arbeitsweise mit dieser Vorrichtung im wesentlichen analog. Das Laserrohr 20 wird in horizontaler Stellung montiert, wie es gestrichelt in Fig. 2 angedeutet ist. Eine Zielplatte 46' mit einem konvex reflektierenden Konus 54' wird auf eine geeignete vorhandene oder vorübergehend angebrachte Montageeinrichtung aufgesetzt, so daß die Zielplatte 46 senkrecht steht und in Flucht mit der gewünschten Ausfluchtung der Wand liegt, wie es auf der linken Seite in Fig.2 erkennbar ist. Der horizontale Laserstrahl 52', der auf den konvexen reflektierenden Konus 54' auftrifft, wird in Form einer senkrechten Ebene 53' reflektiert und erscheint als Linie E-F auf der Decke und als Decke G-H auf dem Boden, auf dem der Dreifuß 22 montiert ist, sowie als Linie E-H auf einer Wand und als Linie F-G auf der Wand, falls eine solche vorhanden ist.

Es ergibt sich somit, daß bei der bis jetzt beschriebenen Konstruktion eine unabhängige horizontale Ausrichtung und Einstellung des Laserrohres 20 und der Zielplatte 46 und damit d&s daran montierten konischen Reflektors 54 erforderlich ist. Es ist jedoch praktisch, eine sich selbst horizontierenae Befestigung für die Zielplatte 46 und des darauf befindlichen konischen Reflektors 54 und des Laserrohres 20 vorzusehet), so daß nur eine einzige genaue Einstellung und Horizonvierung nötig ist.

Als Ausführungsbeispif-.l ist ein eich selbst horizontierender Zielapparat in Fig. 6 wiedergegeben. Dort ist das Laserrohr

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mit einem Ringbund 67 versehen, auf welchen ein Haupttragrohr 61 montiert ist. Ein ginstellbares Rohr 62 aus durchsichtigem Material, beispielsweise Glas oder transparentem Kunststoff, wie einem Acrylat, beispielsweise das unter dem Handelsnamen Plexiglas bekannte Material, oder aus einem anderen kräftigen transparenten Kunststoff, ist auf der Oberseite des Rohres 61 montiert und an der Oberkante mit Schlitzen 63 versehen, die am Boden ausgerundet sind und zur Aufnahme von Ansätzen 64 dienen, die sich von der Zielplatte 46 erstrecken. Die Ansätze 64 weisen nach unten verlaufende Arme 65 auf, an derem Ende Gewichte 66 befestigt sind. Die verschiedenen Teile sind in der Zeichnung etwas auseinandergezogen wiedergegeben, um sie besser darstellen zu können. Sie sollten genau bearbeitet und konstruiert sein, so daß bei vertikaler Stellung des Laserrohres 20 das darauf montierte Rohr 61 ebenso wie das transparente Rohr 62 senkrecht stehen. Die Zielplatte 46 ist so auf der Achse durch die Ansätze 64 horizontiert und die Gewichte 66 veranlassen, daß sie in die Schlitze 63 schwingt, so daß auch die Zielplatte 46 auf ihrer Achse senkrecht zur Achse der Ansätze 64 horizontiert ist. Auf diese Weise steht die Achse des reflektierenden Konus 54 senkrecht. Der aus dem Rohr 20 austretende Laserstrahl wird damit in eine senkrechte Richtung gerichtet, so daß bei seinem Auftreffen auf den Scheitel des Konus 54 der hochpolierte Spiegel auf der Konusfläche 55 des reflektierenden Konus 54 den Laserrichtstrahl 52 als horizontale Ebene 53 reflektiert.

Eine vereinfachte Ausführungsform einer einstückigen Montage für das Laserrohr 20 und den Reflektorkonus 54 ist in Fig. 7 wiedergegeben, wonach das Laserrohr 20 auf einer geeigneten Grundplatte 79 mit Hilfe von Füßen 71 montiert ist, auf denen das Laserrohr so gehalten wird, daß es parallel mit "her G_rundplatte durch geschlitzte Bunde 72

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gehalten wird, die an den Schenkel 71 durch Flügelmuttern 73 auf den Gewindekopfteilen der Schäkel 71 befestigt sind. Die Grundplatte 79 ist mit einer Nivellierungs- oder Horizontierungsschraube 75 an jeder der vier Ecken versehen und durch Drehen der geriebelten Knöpfe 76 auf der Ober-"seite Jeder Horizontierungsschraube kann die Grundplatte bezüglich der Wasserwaage 77 nivelliert werden, die auf der Grundplatte 79 montiert ist und sich in Längsrichtung dieser Platte erstreckt. Die Wasserwaage 78 erstreckt sich quer zur Grundplatte 79 auf einer Linie rechtwinklig zur Achslinie der Wasserwaage 77. Die Grundplatte 79 und damit das Lagerrohr 20 werden so aushorizontiert, daß ein horizontaler Strahl durch das Laserrohr 20 ausgesendet wird.

Ein vertiakels.Rohr 81 erstreckt sich nach oben von der Grundplatte 79 und ist durch Träger 82 und 83 befestigt. Ein transparentes Rohr 84 ist auf dem oberen Teil des Rohres 81 montiert und trägt die Zielplatte 46 mit dem Reflektorkonus 54, der davon herabhängt. Eine vertikale Platte 85 ist am Träger 83 durch Schrauben 86 mit Flügelmuttern und Flügelschrauben 87 befestigt. In der Mitte der Platte 85 ist ein ebener Spiegel 91 montiert, dessen reflektierende Oberfläche 92 unter 45° gegen die Vertikale montiert ist, so daß der horizontale, vom Laserrohr-20 ausgesandte Laserstrahl 52 in eine vertikale Richtung als Strahl 52^f reflektiert wird und auf den Scheitel des Konus 54 auftritt, so daß die horizontale Bezugsebene 53 entsteht, welche durch das transparente Rohr 84 hindurch projiziert wird.

Will man die reflektierende Lichtebene 53 als vertikale

Ebene erhalten, dann wird bei der in Fig. 7 wiedergegebenen Konstruktion das Rohr 81 von den Trägern 82 und 83 abgenommen und die Platte 85 vom Träger 83 durch Lösen der

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Flügelmuttern 87 auf den Schrauben 86 entfernt. Die Zielplatte mit dem darauf befindlichen reflektierenden Konus 54 wird vom Rohr 84 und vom Rohr 81 entfernt und anstelle der Platte 85 auf dem Träger 83 montiert. Die Zielplatte 46 wird auf dem Träger 83 durch Anziehen der Flügelmuttern 86 auf den Gewindestiften 93 befestigt, die von der Oberseite der Zielplatte 46 vorstehen. Ist die Apparatur auf diese Weise zusammengebaut, dann trifft der horizontale Laserstrahl 52 aus dem Laserrohr 20 auf den Konus 54, dessen Achse nunmehr horizontal steht und mit der Mittelachse des Strahles 52 zusammenfällt, so daß der Strahl von dort als vertikale Ebene reflektiert wird. Erwünschtenfalls können Schlitze oder öffnungen in der Grundplatte 79 unmittelbar unterhalb des Konus 54 vorgesehen sein, wenn die Zielplatte 46 auf dem Träger 83 montiert ist, um somit den "Schatten" unterhalb der Grundplatte 79 auszuschneiden. Jedoch ist dies gewöhnlich nicht erforderlich, da die blanke Stelle, die in der Linie entsteht, in welcher die vertikale Ebene des Laserlichtes auf dem Boden entsteht, gewöhnlich durch Verwendung einer geraden Kante oder durch eine Schlagschnur o. dgl. ausgefüllt werden kann.

Man erkennt, daß die Grundplatte 79 der Vorrichtung nach Fig. 7 auf dem Boden durch Horizontierungsschrauben 75 aufgestellt werden kann, wobei sich die gewünschte Höhe für die horizontale Lichtebene durch Verwendung eines Rohres 81 der erforderlichen Höhe erreichen läßt. Das Rohr 81 kann erwünschtenfalls so hergestellt werden, "daß es eine teleskopartige Konstruktion darstellt, so daß sich seine Länge einstellen läßt. Um jedoch zu vermeiden, daß das Rohr 81 eine unzulässige Höhe aufweist, was die Fehler bei ungenauer Einstellung der Apparatur vergrößern würde, erhält man die · gewünschte Höhe für den reflektierenden Konus 54 und damit di-e von ihn reflektierte horizontale Lichtebene zweckmäßig dadurch, daß man die Grundplatte 79 über die Horizontier-

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schrauben 75 auf einer geeigneten Unterkonstruktion abstützt, beispielsweise einer Staffelei oder einer Rampe oder irgendeiner anderen vorübergehend eingesetzten Einrichtung.

Das Laserrohr 20 weist häufig ein Kollimatorsystem im Rohr auf. Nach Fig. 8 weist eine der Apparatur nach Fig. 7 ähnliche Apparatur ein getrenntes Auszieh- und Kollimationssystem für den Laserstrahl auf, das in einem senkrechten Konuslager 120 montiert ist. Insbesondere ist das Laserrohr 20 auf einem Träger 70 montiert und richtet einen Laserstrahl

51 gegen einen unter 45° stehenden Spiegel, welcher den Strahl nach oben durch die Expansionsvorrichtung 31 und die Sammellinse 132 als Strahl 52 und auf den Reflektor 50 reflektiert. Der Spiegel 125 ist in einem Gehäuse 123 gelagert, welches auf den Träger 70 mit Hilfe geeigneter Befestigungsvorrichtungen 121 montiert ist. Die Linsen 131 und 132 sind in einer aufrechtstehenden Säule 127 untergebracht, die auf dem Gehäuse 123 montiert ist. Ein transparenter Kreiszylinder 136 ist auf dem Oberteil der Säule 127 montiert und ermöglicht den Durchgang der Bezugsebene 53 und die Auflagerung der Zielplatte 46 über eine Tragplatte 138. Die Linsen 131 und 132 sind in einer Ringschulter 134 montiert, die innerhalb der Säule 127 gleiten kann. Die Linsen I3I und 132 können inerhalb der Säule 127 bewegt werden, um den Strahl

52 und damit die reflektierte Ebene in einem gegebenen Abstand vom Reflektor 50 zu fokussieren. Zu,diesem Zweck kann eine Stellschraube 133 vorgesehen werden, um die Expansionsund Kollimatorlinsen in der eingestellten Lage zu fixieren.

In einigen Fällen ist die Intensität der Bezugslichtebene etwas geringer «ls wünschenswert, und zwar infolge der Intensität des Hintergrundlichtes, der Größe des Raumes, der Intensität die erzeugten Strahles usw. In solchen Fällen

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kann die Sichtbarkeit der Bezugsebene verbessert werden, indem man die Wandungen mit einem Streifen aus Material überzieht, welcher beim Auftreffen eines Laserstrahles Farbe oder eine Markierung entwickelt. Die Bezugsebene wird dann aufgrund der Farbe oder Markierung sichtbar, so daß die von Hand erfolgende Markierung der Linien nicht mehr notwendig ist.

Der beim Auftreffen von Laserlicht Farbe entwickelnde Materialstreifen wird auf die Wandungen des Raumes nach Fig. 2 annähernd in der Höhe angebracht, wo die Bezugslinie erforderlich ist. Die genaue Linie läßt sich in Form einer Markierung durch die Wirkung des Laserlichtes entwickeln. Der Materialstreifen kann eine Breite von ca. 30 cm aufweisen. Dieser.Wert ist jedoch nur beispielsweise. Für diese Maßnahme eignen sich beispielsweise das Anlagen eines Streifens aus Papier oder einem geeigneten Träger, beispielsweise Diazopapier auf die Wandung, wobei dieses Papier einen Oberflächenüberzug aus einem Material aufweist, der empfindlich gegenüber Laserlicht ist und Farbe entwickelt, sobald er von Laserlicht getroffen wird. Anstelle der Verwendung eines Papierstreifens mit einem aufgebrachten Überzug, kann auch eine das eingeschlossene farbbildende Material enthaltende Farbe auf die Wandungen annähernd in dem Bereich aufgebracht werden, der die erforderliche Bezugslinie entsprechend überlappt.

Die bevorzugte Art des Laserstrahles is€ der sogenannte Ringlaserstrahl oder TEM01*-Laserstrahl. Der Unterschied zwischen der zuerst genannten oder üblichen Laserstrahlart und der Ringlaserstrahlart ist in den Figuren 9a, 10a und 10b wiedergegeben. Fig. 9b und 10b sind grafische WMergaben der Lichtintensität an der Linse ⁿaⁿ und "b" der Figuren 9a bzv. 9b. Wie man aus den Fig. 9a und 9b erkennt, weist ©in gewöhnlicher Laser lichtstrahl 140 eine Mitte

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hohe Intensität auf, die von einer Zone rasch abnehmender Intensität umgeben ist, wie es bei 142 angedeutet wurde. Im Gegensatz zu dieser ersten Art von Laserstrahl weist ein Ringlaserstrahl 150 einen Mittelbereich 151 mit einer verhältnismäßig geringen Lichtkonzentration auf, der von einer Ringzone 152 hoher Lichtintensität umgeben ist, .so daß der Querschnitt nach Fig. 10a das Aussehen eines Ringes aufweist. In Kombination mit einem Ringlaserstrahl erweist sich der Kegelstumpf 154 nach Fig. 11 als besonders zweckmäßig. Der gerade konische Mittelteil 158 fällt mit der Mittelzone 151 geringer Lichtintensität zusammen und die reflektierende Konusoberfläche 155 stimmt dann mit der Ringzone 152 mit hoher Lichtintensität überein.

Ein Ring- oder TEMQ1*-Laserstrahl 150 ist eine außerordentlich bevorzugte Quelle elektromagnetischer Strahlung, insbesondere weil es außerordentlich schwierig ist, einen Konus mit einem genau polierten Scheitel herzustellen, der frei von Rippen oder anderen Oberflächenstörungen ist, die größere Unregelmäßigkeiten in eine reflektierte Ebene nach tausendfächer Vergrößerung einführen. Die oberen Teile des Konus lassen sich leichter auf eine Glätte polieren, die im wesentlichen alle Unregelmäßigkeiten in der Bezugsebene beseitigen. Somit trägt der Laserstrahl zweiter Art technischen Problemen Rechnung, die bei der Herstellung optisch perfekter Reflektionskonen auftreten. Der Laserstrahl zweiter Art kann mit Vollkonen oder Kegelstumpfen verwendet werden, um die gewünschte Bezugsebene zu"erzeugen. Der Laserstrahl zweiter Art von höherer Intensität für eine gegebene Leistung. Infolgedessen ist die Intensität der sich ergebenden Bezugsebene bei einem Laserstrahl zweiter Art größer.

Eine andere jArt eines bevorzugten Lasersystems ist der so-

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genannte Vieltypenlasergenerator, der einen Laserstrahl größeren Durchmessers als bei der ersten Art (Fig. 9a, 9b) erzeugt. Der Vielfachlaser ähnelt in der Breite dem Laser zweiter Art mit der Ausnahme, daß die Intensität des Strahles über den Durchmesser des Strahles im wesentlichen gleichförmig ist. Fig. 12 zeigt einen Konus 160 aus einer Vielzahl von Segmenten. Der Konus ist eine praktische Vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung zur Herstellung ausgewählter Abschnitte eines Konusses, die auf Flächen gerichtet sind, für die Bedarf besteht, ohne daß sich Reflexionen in den Flächen ergeben, wo ein solcher Bedarf nicht vorhanden ist. Die beiden Verfahren zur wahlweisen Beleuchtung sind in Fig. 12 wiedergegeben. Der Konus 160 weist reflektierende konische Oberflächenteile 162, 163 und 164 auf. Ein Sektor ist bei 165 auf dem Konus 160 entfernt, so daß dort ein Hohlraum entsteht und damit das Licht aus einem Teil der reflektierten Bezugsebene entfernt ist. In ähnlicher Weise kann man eine Nichtreflexionsfähigkeit dadurch erreichen, daß man einen reflektierenden Überzug für die Oberfläche eines besonderen Sektors, beispielsweise den nicht reflektierenden Teil 166 zwischen den Bereichen 163 und 164 des Konus 160 wegläßt. Außerdem kann ein nicht reflektierender Überzug auf den Teil 166 aufgebracht werden, um das Licht vollständig aus einem Teil der Bezugsebene zu beseitigen.

Ein faseroptisches System 170, das in Fig. 13 wiedergegeben ist, enthält eine Beleuchtungsquelle hoher Intensität, die mit 20 bezeichnet ist, beispielsweise einen Laser, der einen Strahl 174 aussendet, der in ein faseroptisches Rohr 171 gelangt und als Lichtstrahl 174 dieses faseroptische Rohr verläßt, um in die Zerstreuungslinse 172 und die Brechungslinse 173 einzutreten, die sie als vergrößerter parallel gerichteter Strahl 175 verläßt, der auf den Scheitel des

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Konus 54 auftrifft und dort in die radial.divergierende Ebene 176 verwandelt wird.

Die Bezugsebene kann in vielfältiger Weise hergestellt werden. Fig. 14 zeigt eine andere Möglichkeit, wie sich die Bezugsebene ausbilden läßt. In Fig. 14 besteht das Bezugsebenensystem 180 aus einer Zerstreuungslinse 182, einer Sammellinse 184 und einem eine gekrümrate Oberfläche aufweisenden Konus 187, dessen reflektierende Oberfläche gleichmäßig konkav ist. Ein Lichtstrahl 181 geht durch die Zerstreuungslinse 182 und wird zu einem vergrößerten Strahl 183. Dann gelangt dieser vergrößerte Strahl 183 durch die Sammellinse 184, so daß ein im wesentlichen paralleler Strahl 185 entsteht. Der Strahl 185 wird in ein System von Strahlen 186 reflektiert, die einen Konus bilden, der eine beträchtliche Querschnittsdicke am Konus aufweist, jedoch neigen die Strahlen 186 dazu zu konvergieren und bilden einen Ring mit einer verhältnismäßig geringen Breite in vorbestimmtem Abstand vom Konus. Die Bezugsebene wird somit in einem vorgewählten Abstand gebildet, wo die Strahlen konvergieren.

Eine Umwandlungsanordnung 190 mit gekrümmter Oberfläche und sich ändernder Konkavität für die wahlweise Einstellung der Stelle, an der sich die Bezugsebene bildet, ist in Fig. 15 wiedergegeben. Die Anordnung 190 enthält einen Konus 191 mit konkav gekrümmter reflektierender Oberfläche 192 aus deformierbarem Material, beispielsweise aus mit Aluminium überzogenem Polypropylen. Ein Stopfen 193 im Scheitel des Konus 191 ist mit einer Gewindestange verbunden, die axial duroh den Konus und durch eine Beilagsscheibe 195 führt. Auf dieser Gewindestange sitzt eine Mutter 196. Beim Anziehen oder Lösen der Mutter I96 wird der Scheitei des Konus 191 von der Rückseite desselben weiter entfernt oder ihr angenähert, so daß sich dadurch

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die Krümmung der reflektierenden Oberfläche 192 ändert. Ein ankommender Strahl 197 trifft auf die gekrümmte reflektierende Oberfläche 193 und bildet eine Familie emittierter ebener Strahlung 198, die einen engen gebündelten Ring an der Oberfläche 199 in einem bestimmten Abstand vom Konus 191 erzeugt. Durch Bewegung der Mutter 196 kann der Ort dieses engen Ringes wahlweise geändert werden. Die nach vorne oder rückwärts weisende Neigung der Strahlen 198 kann so geändert werden, daß sich der Abstand vom Konus 191, in dem sich der Ring bildet, ändert.

Man kann zur Erzielung der Bezugsebene jede Kombination gekrümmter reflektierender Oberflächen verwenden. Ein Beispiel einer solchen Vielzahl von Konen zur Herstellung der Bezugsebenen ist in Fig. 16 wiedergegeben.

Eine distanzvarible ebene Diffusionsanordnung 200 enthält einen hohlen Konus 201 und einen stumpf reflektierenden Konus 204, wobei die beiden Konen 201 und 204 axial ausgefluchtet einander gegenüberliegend angeordnet sind. Der Hohlkonus 201 weist eine konkave reflektierende Oberfläche

202 und einen hohlen Mittelteil 203 auf. Wenn ein Strahl 205 elektromagnetische Strahlung durch den hohel Mittelteil

203 hindurchgeht, trifft er auf den Scheitel des Konus 201 und wird in Richtung der reflektierenden Oberfläche 202 zurückgeworfen, die dann den Strahl erneut unter Bildung konischer divergierender Strahlen 208 oder 209 reflektiert.· Die Strahlen 208 erzeugen einen nach vorne gerichteten Konus und die Strahlen 209 bilden einen nach rückwärts gerichteten Konus. Die Bezugsebene läßt sich durch Schneiden der Konusoberflächen in einem bestimmten Abstand erhalten. Die Form des durch die'Strahlen 208, 209 bestimmten Konus wird bestimmt durch den Abstand d zwischen den Konen 201,

204 sowie durch die Krümmung der Konen 201 und 204. In einem gegebenen Abstand d ergibt sich eine flache Ebene

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senkrecht zum Strahl 205.

Durch Verwendung eines festen transparenten Durchgangsrohres für den Strahl elektromagnetischer Strahlung, läßt sich eine extrem kompakte Anordnung konstruieren. Wie man aus Fig. 17 erkennt, umfaßt eine solche Anordnung ein festes durchsichtiges Rohr 211 mit einem konkaven Konus mit reflektierenden Oberflächen 212, die beispielsweise durch Bohren am Austrittsende ausgeschliffen sind. Diese konkave Konuseinrichtung 210 ermöglicht die Umwandlung eines Strahles 214 elektromagnetischer Strahlung in eine über den Umfang divergierende Ebene 215. Vorzugsweise ist ein Film aus reflektierendem Material auf den Konusoberflächen 212 niedergeschlagen, um deren Reflektionsfähigkeit zu verbessern.

Diese konkave Konusvorrichtung 210 ist außerordentlich kompakt, jedoch extrem leicht herzustellen und zu warten. Sie ist außergewöhnlich leicht und kann mit einem faseroptischen übertragungssystem Verwendung finden, so daß sie allseitige Biegsamkeit, vielseitige Anwendbarkeit und verschiedenste Verwendungsmöglichkeiten aufweist.

Ein Beispiel für ein faseroptisches übertragungssystem ist in Fig. 18 wiedergegeben. Eine faseroptische Röhre 221 ist in eine Vene oder Arterie eingesetzt, deren Wandung 226 das Rohr 221 umgibt. Wird ein Lichtstrahl 223 durch das Rohr 221 geführt und vom Konus 222 abgelenkt, dann wird eine Ebene 224 emittiert, die auf die Wandung 225 trifft und eine scharf definierte Umfangslinie erzeugt.

Aus der vorhergehenden Beschreibung ergibt sich deutlich, daß die Erfordernisse für Sammlung und Monochromatismus für einen ankommenden Strahl elektromagnetischer Strahlung, beispielsweise a|xs sichtbaren Licht für die Anwendung gemäß

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der Erfindung im weitesten Umfange schwanken können, teilweise abhängig von der Vergrößerung, die im besonderen Fall erforderlich ist, was sich durch Teilung des Durchmessers der gewünschten Ebene durch den Durchmesser des reflektierenden Konus annähernd in der Mitte der ausgeleuchteten Zone von dem Scheitel schätzen läßt. Das Problem, beispielsweise in der Mikroskopie wird zu einer Angelegenheit der Auflösung und der Lichtintensität, wo eine reflektierte Ebene benutzt wird. Da das verfügbare Licht an der Kante einer reflektierten Ebene sich umgekehrt zum Quadrat des Abstandes, vom Konus ändert, muß eine zusätzliche Verringerung der Lichtintensität durch Verbreiterung der Ebene erkennbar vermieden werden. Eine solche Verbreiterung kann durch einen Mangel der Parallelität und durch Nichtgleichförmigkeit der Wellenlänge, wie beispielsweise bei weißem Licht erzeugt werden. Infolgedessen kann die Gleichmäßigkeit der Wellenlänge und die Parallelität des einfallenden Lichtstrahles, d.h. seine Kollimätion, von Bedeutung werden, wenn eine Vergrößerung erwünscht ist. Gegebenenfalls kann eine Fokussierung der Bezugsebene in einem bestimmten Abstand, wie nach Fig. 14 und 15, zur Anwendung kommen, um eine scharfe dünne Bezugslinie in einem bestimmten Abstand zu erhalten.

Da ein Laserstrahl von Natur aus monochromatisch und annähernd parallel gebündelt ist, eignet er sich für viele Anwendungsgebiete ohne weitere Kombinationen von Vorrichtungen, jedoch kann ein Laserstrahl eine Zerstreuung und Sammlung, beispielsweise mit Hilfe eines im Handel erhältlichen optischen Kollimators oder der Linsen 131, 132 nach Fig. 8 erfordern, um einen Strahl ausreichenden Durchmessers zu erhalten, so daß die sich ergebende Ebene groß genug wird, um im Abstand noch sichtbar zu sein. Für andere. Anwendungsgebiete reicht andererseits ein Laserstrahl ohne

weitere Sammlung oder Kollimätion aus. Für solche Zwecke, »

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beispielsweise zur Inspektion von Röhren geringen Durchmessers, eignet süi ein Lichtstrahl geringeren Durchmessers oder der Lichtstrahl kann gebündelt werden, wenn es erwünscht ist, daß die reflektierte Ebene eine beträchtliche Dicke aufweist oder nach vorne oder rückwärts angeordnet ist.

Die Erfindung wurde im Zusammenhang mit einem System beschrieben, bei dem ein Lichtstrahl eine Mittelachse aufweist, der mit der optischen Achse eines Konus ausgefluchtet wird. Jedoch ist das System auch in solchen Fällen wirksam, wo die optische Achse des reflektierenden Konus etwas gegenüber der Achse des Strahles versetzt ist, jedoch parallel dazu verläuft. In solchen Fällen wird der Strahl in eine Ebene reflektiert, jedoch ist die Ebene nur teilweise vorhanden. Dies bedeutet in anderen Orten, daß die Bezugsebene nur auf einer Seite des Konus im Vergleich zu den 360° nach den Beispielen nach Fig. 1 und 2 austritt. Außerdem kann die Achse dee Konus oder der reflektierenden Oberfläche bezüglich der Achse des einfallenden Strahles geneigt sein. In solchen Fällen ist die reflektierte Ebene nicht vollständig flach.

Die reflektierenden Konen können aus geeignetem Material hergestellt sein, das optisch auf ein hohes Ausmaß an Genauuigkeit poliert ist. Zusätzlich sollte dieses Material in der Lage sein, einen Spiegelnden Oberflächenüberzug für optimale Reflexionsfähigkeit im Bedarfsfalle aufzunehmen. Geeignete Materialien sind Glas, Kunststoffe, beispielsweise Acrylkunststoffe und Aluminium, wobei das letztere keinen reflektierenden Überzug benötigt. Yfünschenswerterweise werden die Konen in konischer oder kegelstumpfartiger Form hergestellt, wobei die Konusoberfläche kontinuierlich JfekrüiMt ist» Jedoch Isann der Konus auch .-in

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Sektoren hergestellt werden, wie Fig. 12 zeigt. Diese Sektoren besitzen dann flache Oberflächen, so daß die Konusoberfläche aus einer Vielfalt von Flächen zusammengesetzt ist.

Eine elektromagnetische Strahlung in Form einer dünnen radial divergierenden Bezugsebene, wie sie sich gemäß der Erfindung erzeugen läßt, hat vielfältige Anwendungsgebiete, beispielsweise das senkrechte und/oder horizontale Verlegen von Bezugsebenen in der Bauwirtschaft,bei der Herstellung von Brücken und bei der Installation von schweren Gerätschaften, In der Konstruktionsindustrie ist eine solche Ebene brauchbar für die Festlegung von Bezugspunkten und Höhenlinien, und zwar sowohl horizontal als auch vertikal, die für die Konstruktion von Böden, Decken, Vorhängen oder Außenwandungen u. dgl. benötigt werden. Bei der Brückenkonstruktion, beim Tunnelbohren und beim Straßenbau wird häufig eine konstant verfügbare Bezugsebene für die Konstruktion von Dämmen, Verlegungsebenen und Abzugsystemen u. dgl. erforderlich. Genau bestimmte Bezugsebenen, die unter vorgewählten Winkeln, längs oder quer, verlegt sind, sind für den Einbau schwerer Maschinen besonders wertvoll. Verrohrungsinspektionssysteme, die wahlweise mit einer Kamera kombiniert werden können, eignen sich für die Untersuchung von Rohrleitungen, für die Führung von Wasser, Abwässern, öl, Erdgas u. dgl. Solche eine Ebene aussendende Systeme für Verrohrungsinspektionen haben zusätzlich viele Anwendungsgebiete in der medizinischen Diagnose und Behandlung einschließlich der Venen und Arterien im menschlichen Körper. Die Bezugsebenen werden in den meisten Fällen nur mit dem menschlichen Auge benutzt. Jedoch können auch zusätzliche Hilfen, wie photoempfindliche und photoelektrische Taster, Aufnahmegeräte usw. in Bereichen verwendet werden, wo die Sicht stark beeinträchtigt ist. In anderen Fällen baut der Rückblick auf dem Reflektor mit dem menschlichen Auge den

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Ort der Bezugsebene auf.

Selbstverständlich sind im Rahmen der Erfindung Änderungen möglich.

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Claims

Patentansprüche

1 .J Vorrichtung zur gleichzeitigen Umwandlung eines engen gebündelten Strahles elektromagnetischer Strahlung in eine dünne Bezugsebene elektromagnetischer Strahlung, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Erzeugung eines engen gebündelten Strahles aus elektromagnetischer Strahlung und zum Orientieren dieses gebündelten Strahles in einer besonderen Richtung; durch Reflektoreinrichtungen zur Streuung des gebündelten Strahles gleichzeitig in eine im wesentlichen gleichmäßige Vielfalt von Strahlen radial divergierender Strahlung unter Bildung einer dünnen Bezugsebene wenigstens im Abstand von Reflektor; und durch Einrichtungen zur Montage des Reflektors in einer Arbeitslage in Flucht mit den gebündelten Strahlen, so daß der gebündelte Strahl gleichzeitig in eine im v/esentlichen gleichmäßige Bezugsebene aus elektromagnetischer Strahlung reflektiert wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionsvorrichtung ein Konus mit äußerer reflektierender Konusfläche ist, dessen optische Achse parallel zur Achse des gebündelten Strahles verläuft oder mit. ihr zusammenfällt, und daß der Konus nicht drehbar bezüglich der die Strahlung erzeugenden Vorrichtung f-ixiert ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,' dadurch gekennzeichnet, daß die optische Achse mit der Mittelachse dee gebündelten Strahles zusammenfällt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Konus mit einer äußeren Spie^eloberfläche versehen

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5. Vorrichtlang nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gebündelte Strahl ein Laserstrahl ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Lasererzeuger für einen Ringlaser mit im wesentlichen ringförmigem Querschnitt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Konus als Kegelstumpf ausgebildet ist und der gebündelte Strahl einen solchen Durchmesser aufweist, daß er auf die reflektierenden Teile des Kegelstumpfes zur Erzeugung der Bezugsebene auftrifft.
8. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Vielfachlasergenerator zur Erzeugung eines gebündelten Strahles in Form eines Vielfachlaserstrahles.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch tragbare Einrichtungen zur einstellbaren Auflagerung des Lichtstrahlerzeugers derart, daß der Lichtstrahlerzeuger wahlweise in einer gegebenen Lage eingesetzt und der gebündelte Strahl in einer besonderen Richtung orientiert werden kann, wobei die den Reflektor tragenden Einrichtungen den Reflektor auf dem tragbaren Träger für den Generator lagern.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der tragbare Träger für den Generator Einrichtungen zur Horizontierung des Generators aufweisen, so daß der Generator den gebündelten Strahl in einer vorbestimmten Orientierung bezüglich einer horizontalen Bezugsebene richtet.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet zum Bündeln der Bezugsebene in einem vorbestimmten Abstand vom Reflektor.

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12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Fokussierungseinrichtungen eine konkav gekrümmte reflektierende Oberfläche umfassen.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die ebenen Fokussierungseinrichtungon wenigstens einen Hohlkonus und einen stumpfen reflektierenden Konus umfassen, die in axialer Ausfluchtung und einander gegenüberliegend angeordnet sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor eins-u Konus i.-iit Sektoren umfaßt, die teilweise nicht roflektiere.ade Oberflächen aufweisen.
15. Vorrichtutir ηε.οίι /-"sppruch I₅ dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor ein festes trans-par-ciites Rohr nit einer koiiif'chen rci'lektierendf-n Oberfläche en eincri KdcIs unffi'i-t und der gebür>aoltu Strahl, iuruh (Ms riiij.-ohßicht-ifo Rohr iJt-fA¹-tragen und von der Otorilärho äcs konischen pVhIrauV-;.- reflektiert värd.
16. Vorrichtung rsech Ai.:r:pri-ch 15, f^aaurch gekörti;:eiohnot_; daß düü trc-.ncpnrente Rohr ein fascro^tioohoi Rohr ist,
17. Vorrichtung nnch Anspruch 1. dadurch gekonn-.-ichijet, d-^ß der Rtjflcktor· eins.· Be^Kv·—^^ wit einer Tji.ckü von wenigc-i* als 25 m'n (1 Zoll) im Ab;rl^id vein Rei'lyhtor erzeugt.

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