DE573651C

DE573651C - Tachymeter telescope

Info

Publication number: DE573651C
Application number: DE1930573651D
Authority: DE
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 1930-04-18
Filing date: 1930-04-18
Publication date: 1933-04-04

Description

Tachymeterfernrohr . Die Erfindung betrifft ein Tachymeterfernrohr, das zwecks Erzeugung von Doppelbildern einer am Zielort aufzustellenden Meßlatte derart ausgebildet ist, daß mindestens ein Teil der zugeführten Strahlen beim Austritt aus dem Objektiv um einen festen Betrag abgelenkt ist, wobei die Ablenkung z. B. dadurch hervorgerufen sein kann, daß das Objektiv äls durchschnittenes Linsensystem ausgebildet ist, dessen beide Teile parallel zur Schnittfläche 'um einen festen Betrag gegeneinander versetzt sind, oder dadurch, daß vor dem Objektiv eine besondere Ablenkungseinrichtung fest angeordnet ist.Total station telescope. The invention relates to a total station telescope, for the purpose of generating double images of a measuring stick to be set up at the target location is designed in such a way that at least some of the supplied rays exit is deflected from the lens by a fixed amount, the deflection z. B. can be caused by the fact that the objective as a cut through lens system is formed, the two parts of which are parallel to the cut surface 'around a fixed Amount are offset against each other, or by the fact that a special one in front of the lens Deflection device is fixedly arranged.

Während bei den bekannten Tachymeterfernrohren dieser Art der Scheitel des parallaktischen Winkels an derjenigen Stelle zu liegen pflegt, an der die Ablenkung der Strahlen erfolgt, so daß also der jeweils abzulesenden Entfernung der Meßlatte ein Entfernungswert hinzuzurechnen ist, der gleich, dem Abstand jenes Scheitels von der Stehachse des Fernrohrs ist, wird nach der Erfindung ein solches Tachymeterfernrohr zu einem anallaktischen gemacht, indem vor dem Fernrohr fest angeordnete optische Glieder vorgesehen werden, die derart ausgebildet sind, daß sie eine Verlegung des Scheitels des parallaktischen Winkels in die Stehachse des Fernrohrs zur Folge haben.While in the known total station telescopes of this type the apex of the parallactic angle tends to lie at the point where the deflection occurs of the rays takes place, so that the distance to be read from the measuring stick a distance value is to be added which is equal to the distance of that vertex is from the vertical axis of the telescope, such a total station telescope is according to the invention made into an anallactic by placing fixed optics in front of the telescope Links are provided which are designed such that they a laying of the Vertex of the parallactic angle in the standing axis of the telescope result.

Erfolgt die Ablenkung der Strahlen gemäß dem zweiten jener beiden erwähnten Fälle durch eine vor dem Objektiv des Fernrohrs fest angeordnete Ablenkungseinrichtung, so empfiehlt es sich, die Ablenkungseinrichtung selbst so auszubilden, daß sie jene Scheitelverlegung benvirkt. Als geeignete Ablenkungseinrichtungen, die eine solche Scheitelverlegung ermöglichen,-kommen z. B. zwei in der Lichtrichtung hintereinander fest angeordnete, durch einen Luftraum voneinander getrennte Keile in Betracht, von denen, um Farbenfehler zu vermeiden, zweckmäßig der eine aus Flintglas und der andere aus Kronglas ist, oder ein fest angeordneter Keil von großer Dicke, der zweckmäßig noch schräg gestellt wird.The deflection of the rays takes place according to the second of the two cases mentioned by a deflection device fixed in front of the objective of the telescope, so it is advisable to train the deflection device itself so that it those Vertex laying is effected. As suitable deflectors that such Allow vertex laying, come z. B. two in a row in the direction of light fixed wedges separated by an air space into consideration, of those, in order to avoid color errors, the one made of flint glass and the one expediently other is made of crown glass, or a fixed wedge of great thickness, which is appropriate is still slanted.

Gleichgültig, ob die Ablenkung der Strahlen nach dem ersten oder dem zweiten jener beiden erwähnten Fälle erfolgt, läßt sich jene Scheitelverlegung auch dadurch erreichen, daß die vor dem Fernrohr anzuordnenden optischen Glieder von derjenigen Art gewählt werden, daß sie auftreffende Strahlen parallel zu sich selbst versetzt austreten lassen. Dafür geeignet sind z. B. eine schräg gestellte Planparallelplatte oder ein Keilsystem aus zwei gleichen Keilen von entgegengesetzter Ablenkung, die in der Lichtrichtung. hintereinander angeordnet und durch einen Luftraum voneinander getrennt sind.It does not matter whether the deflection of the rays after the first or the In the second of those two cases mentioned, the relocation of the apex can also be done achieve that the optical members to be arranged in front of the telescope of chosen so that they make incident rays parallel to themselves let out staggered. Suitable for this are z. B. an inclined plane parallel plate or a wedge system of two equal wedges of opposite deflection, the in the direction of light. arranged one behind the other and separated by an air space are separated.

Wird jede der beiden Hälften des Objektivs der Erzeugung eines der beiden Bilder der Meßlatte nutzbar gemacht und werden nur diejenigen Strahlen abgelenkt, die an der Erzeugung eines der beiden Bilder beteiligt sind, so empfiehlt es sich, die parallel versetzenden optischen Glieder derjenigen Obj ektivhälfte v orzulagern, die dem durch Strahlenablenkung zu erzeugenden Bild entspricht. Es wäre aber an sich auch möglich, wenn auch weniger gut, sie der anderen Hälfte des Objektivs zuzuordnen, wobei dann derjenige Schenkel des parallaktischen Winkels eine Parallelversetzung erfahren würde, der ohne diese Zuordnung (wegen des ohne Ablenkung erfolgenden Durchtritts der Strahlen durch diese Objektivhälfte) mit der optischen Achse des Fernrohrs zusammenfällt. Dann würde der Scheitel des parallaktischen Winkels aber nur in demjenigen Falle genau in die Stehachse verlegt werden können, in dem es sich um ein für den Gebrauch lotrechter Meßlatten bestimmtes Tachymeterfernrohr handelt, mit Vorschaltung jener parallel versetzenden optischen Glieder vor eine der beiden Hälften, in die das Objektiv durch einen lotrechten Schnitt entlang der optischen Achse des Fernrohrs geteilt ist.Will each of the two halves of the lens produce one of the both images of the yardstick are made usable and will be only those Deflected rays that are involved in the creation of one of the two images, so it is recommended that the parallel shifting optical members of those Obj ective half that corresponds to the image to be generated by beam deflection. But it would also be possible in and of itself, albeit less well, for the other half of the lens to be assigned, then that leg of the parallactic angle a parallel dislocation would be experienced without this assignment (because of the without Deflection taking place the passage of the rays through this lens half) with the optical axis of the telescope coincides. Then would be the vertex of the parallactic Angle can only be relocated exactly in the standing axis in that case, which is a total station telescope intended for the use of vertical measuring rods acts, with the upstream connection of those parallel-shifting optical elements in front of a of the two halves into which the lens is cut through a perpendicular cut along the optical axis of the telescope is divided.

Sowohl dann, wenn die Ablenkung der Strahlen durch Versetzung der beiden Hälften eines durchschnittenen Objektivs, als auch dann, wenn die Ablenkung durch eine besondere Ablenkungseinrichtung vor einer der beiden Hälften eines unzerschnittenen Objektivs erfolgt, empfiehlt es sich, in demjenigen Falle, in dem die Ablenkung nur die Strahlen betrifft, die einer der beiden Objektivhälften zugeführt werden, diejenigen optischen Glieder, die die Ablenkung bewirken, einerseits und diejenigen optischen Glieder, die jene Verlegung des Scheitels des parallaktischen Winkels bewirken, anderseits (wobei nach obigem die Ablenkung und die Scheitelverlegung auch durch die gleichen optischen. Glieder erfolgen kann) so anzuordnen, daß sie um die optische Achse des Fernrohrs um i8o° gedreht werden können. Dadurch wird es ermöglicht, bei Verwendung von Tachymeterfeernrohren einfachster Bauart, für die nur eine Drehung in Seite vorgesehen ist und die dazu bestimmt sind, in Verbindung mit lotrechten Meßlatten gebraucht zu werden, mit Meßlatten geringer Länge auszukommen.Both when the deflection of the rays by displacement of the both halves of a cut lens, as well as when the deflection by a special deflector in front of one of the two halves of an uncut Objectively, it is recommended in the case where the distraction only affects the beams that are fed to one of the two halves of the objective, those optical elements that cause the deflection, on the one hand, and those optical members that relocate the vertex of the parallactic angle effect, on the other hand (whereby according to the above the deflection and the vertex relocation also by the same optical. Links can be made) so that they can be rotated by 180 ° around the optical axis of the telescope. This will it enables, when using total station telescopes of the simplest design, for which are only intended for one turn in side and which are intended to be connected to be used with vertical measuring rods, to get along with measuring rods of short length.

Auf den Zeichnungen veranschaulichen Abb. i und 2 ein Tachymeterfernrohr,-das vor der einen Hälfte seines Objektivs mit einem der Erfindung entsprechenden Keilpaar ausgestattet ist. Abb. i zeigt das Fernrohr im Aufriß, in einem lotrechten Schnitt durch seine optische Achse, Abb. 2 im Grundriß, teilweise in Ansicht und teilweise in einem waagerechten Schnitt durch die optische Achse. Abb. 3 und 4. sind Fernrohrbilder einer der Entfernungsmessung zugrunde liegenden lotrechten Meßlatte. Abb. 5, 6 und 7 stellen je ein der Erfindung entsprechendes optisches System dar, das der einen Objektivhälfte eines Tachymeterfernrohrs vorzuschalten ist. Abb. 8 zeigt in einem lotrechten Schnitt durch die optische Achse den vorderen Teil eines Tachymeterfernrohrs, dessen Objektiv aus zwei durchschnittenen, gegeneinander versetzten Hälften besteht. Abb. 9 zeigt diese beiden Hälften im Querschnitt entlang der in Abb. 8 eingeschriebenen Schnittlinie.On the drawings, Fig. I and 2 illustrate a total station telescope, -das in front of one half of his lens with a pair of wedges corresponding to the invention Is provided. Fig. I shows the telescope in elevation, in a vertical section through its optical axis, Fig. 2 in plan, partly in view and partly in a horizontal section through the optical axis. Fig. 3 and 4. are telescope pictures a vertical ruler on which the distance measurement is based. Fig. 5, 6 and 7 each represent an optical system corresponding to the invention, the one Lens half of a total station telescope is to be connected upstream. Fig. 8 shows in one perpendicular section through the optical axis the front part of a total station telescope, whose lens consists of two cut halves offset from one another. Fig. 9 shows these two halves in cross section along that inscribed in Fig. 8 Cutting line.

Das Tachymeterfernrohr nach Abb. i und 2 ist vom terrestrischen Typus. Sein Gehäuse d ist mittels eines Zapfens b in einem in der Zeichnung der Einfachheit halber wegge@' lassenen Lager um eine lotrechte Achse X-X (die Stehachse des Fernrohrs) drehbar angeordnet zu denken. Das Fernrohr enthält ein Objektiv c, ein Kollektiv d, eine Umkehrlinse e und ein Okular f. An der dem Objektiv c zugewandten Seite des Kollektivs d sind zwei ebene Flächen dl und d2 angeschliffen, deren gemeinsame Schnittlinie d° 'in der Objektivbildebene des Fernrohrs liegt, der Stehachse X-X parallel ist und die optische Achse 0-0 des Fernrohrs schneidet. Die beiden Flächen dl und d' liegen in bezug auf die durch diese beiden Achsen bestimmte Ebene symmetrisch und haben eine solche Neigung gegen diese Ebene, daß die am Orte der der Umkehrlinse e benachbart liegenden Bildebene der Eintrittspupille des Fernrohrs entworfenen, untereinander gleichen beiden Bilder der Eintrittspupille um ihren halben Durchmesser gegeneinander versetzt sind. In dieser Bildebene ist eine Blende g angeordnet, deren freie Öffnung g° einen Durchmesser hat, der gleich dem halben Durchmesser dieser Bilder der Eintrittspupille ist. Vor der, von der Okularseite des Fernrohrs gesehen, rechten Hälfte des Objektivs c ist ein Keilsystem angeordnet, das aus zwei durch *,einen Luftraum voneinander getrennten Teilen hl und h= besteht, von denen der eine aus Flintglas und der andere aus Kronglas ist; und die von solcher Wirkung sind, daß einerseits eine Ablenkung der dieser Objektivhälfte zugeführten Strahlen gegenüber der optischen Achse 0-0 in der durch diese Achse und die Stehachse X-X bestimmten Ebene um einen Winkel a (den parallaktischen Winkel) erfolgt und daß anderseits der Scheitel dieses Winkels im Schnittpunkt S der Stehachse X-X mit der optischen Achse 0-0 liegt. Das Keilsystem hl, h2 ist in einer Büchse i gefaßt, die an dem Gehäuse a des Fernrohrs um die optische Achse 0-0 desselben drehbar gelagert ist. Ein Stift il der Büchse i, der in einem Schlitz des Gehäuses a geführt ist, begrenzt die Dreh-. bewegung der Büchse i auf i8o° so, däß das Keilsystem 1a1, h2 in. der einen Endstellung der Büchse i (wie gezeichnet) der rechten und in der anderen Endstellung der linken Objektivhälfte vorgeschaltet ist. Dementsprechend «eicht der nicht mit der optischen Achse 0-0 zusammenfallende Schenkel SA des parallaktischen Winkels a im einen Falle (wie gezeichnet) nach unten, im anderen Falle nach oben ab. , Abb. 3 veranschaulicht das dem ersteren und Abb. 4 das dem letzteren dieser .beiden Fälle entsprechende, dem Beobachter dargebotene Doppelbild der Meßlatte mit scharfer Trennungslinie zwischen den Einzelbildern L-und L2 bzw. R1 und R2. Der jeweilige gegenseitige Abstand der Nullstriche der beiden Bilder entspricht der Entfernung der Meßlatte.The total station telescope according to Figs. 1 and 2 is of the terrestrial type. Its housing d can be thought of as being rotatable about a vertical axis XX (the vertical axis of the telescope) in a bearing, which has been omitted in the drawing for the sake of simplicity, by means of a pin b. The telescope contains an objective c, a collective d, an erecting lens e and an eyepiece f. On the side of the collective d facing the objective c, two flat surfaces d1 and d2 are ground, the common line of intersection d ° 'lying in the objective image plane of the telescope , the standing axis XX is parallel and intersects the optical axis 0-0 of the telescope. The two surfaces dl and d 'are symmetrical with respect to the plane defined by these two axes and are inclined to this plane in such a way that the image plane of the entrance pupil of the telescope which is adjacent to the erecting lens e is identical to one another The entrance pupil is offset from one another by half its diameter. A diaphragm g is arranged in this image plane, the free opening g ° of which has a diameter which is equal to half the diameter of these images of the entrance pupil. In front of the right half of the objective c, seen from the eyepiece side of the telescope, a wedge system is arranged, which consists of two parts hl and h = separated from one another by *, an air space, one of which is made of flint glass and the other of crown glass; and which have such an effect that, on the one hand, a deflection of the rays fed to this lens half takes place with respect to the optical axis 0-0 in the plane determined by this axis and the standing axis XX by an angle a (the parallactic angle) and on the other hand the vertex of this Angle at the point of intersection S of the standing axis XX with the optical axis 0-0. The wedge system hl, h2 is held in a sleeve i which is mounted on the housing a of the telescope so as to be rotatable about the optical axis 0-0 of the telescope. A pin il of the sleeve i, which is guided in a slot in the housing a, limits the rotation. Movement of the sleeve i to 180 ° so that the wedge system 1a1, h2 in one end position of the sleeve i (as shown) is upstream of the right half of the lens and in the other end position of the left half of the lens. Correspondingly, the leg SA of the parallactic angle α, which does not coincide with the optical axis 0-0, is calibrated downwards in one case (as shown) and upwards in the other. Fig. 3 illustrates the double image of the measuring stick presented to the observer, corresponding to the former and Fig. 4 to the latter of these two cases, with a sharp dividing line between the individual images L- and L2 or R1 and R2. The mutual distance between the zero lines in the two images corresponds to the distance from the measuring stick.

Abb. 5 zeigt einen dicken Keil j, der dazu bestimmt ist, einer der beiden Hälften des (punktiert angedeuteten) Objektivs c eines Tachymeterfernrohrs vorgeschaltet zu werden. Der Keil j hat eine solche Lage gegenüber dem Objektiv c und ist so ausgebildet, daß er, wie das Keilsystem hl, lag nach Abb. z und 2, einerseits eine Ablenkung der der betreffenden Objektivhälfte zugeführten Strahlen gegenüber der optischen Achse 0-0 des Fernrohrs in der durch diese Achse und die Stehachse X-X bestimmten Ebene um den parallaktischen Winkel a bewirkt und anderseits den Scheitel dieses Winkels in den Schnittpunkt S der optischen Achse 0-0 mit der Stehachse X-X des Fernrohrs verlegt.Fig. 5 shows a thick wedge j intended to be one of the two halves of the objective c (indicated by dotted lines) of a total station telescope to be connected upstream. The wedge j has such a position in relation to the objective c and is designed in such a way that, like the wedge system hl, it was located according to Fig.z and 2, on the one hand, a deflection of the beams fed to the relevant lens half with respect to the optical axis 0-0 of the telescope in the through this axis and the Standing axis X-X certain plane caused by the parallactic angle a and on the other hand the vertex of this angle into the intersection point S of the optical axis 0-0 with the Standing axis X-X of the telescope relocated.

Abb.6 unterscheidet sich von Abb. 5 dadurch, daß der dicke Keil j durch einen Keil k und eine planparallele Platte l ersetzt ist. Der Keil lenkt die ihm zugehenden Strahlen um den parallaktischen Winkel a ab-, wobei der Scheitel S1 dieses Winkels im Schnittpunktder optischen Achse 0-0 des Fernrohrs mit der vorderen Keilfläche liegt. Die dem Keil vorgeschaltete planparallele Platte l bewirkt eine Versetzung des um den Winkel a gegen die optische Achse 0-0 geneigten Schenkels des parallaktischen Winkels um einen Betrag s und erzielt damit eine Verlegung des Scheitels dieses Winkels von S1 nach dem Schnittpunkt S der optischen Achse 0-0 mit der Stehachse X-X des Fernrohrs.Fig. 6 differs from Fig. 5 in that the thick wedge j is replaced by a wedge k and a plane-parallel plate l. The wedge deflects the rays approaching it by the parallactic angle α-, the apex S1 of this angle being at the intersection of the optical axis 0-0 of the telescope with the front wedge surface. The plane-parallel plate l placed in front of the wedge causes the leg of the parallactic angle, which is inclined by the angle a to the optical axis 0-0, to be offset by an amount s and thus achieves a relocation of the apex of this angle from S1 to the intersection point S of the optical axis 0 -0 with the standing axis XX of the telescope.

Abb. 7 unterscheidet sich von Abb. 6 lediglich dadurch, daß die planparallele Platte l durch zwei gleiche Keile ml und m2 von entgegengesetzter Ablenkung ersetzt ist, deren Wirkung der der planparallelen Platte L gleich ist.Fig. 7 differs from Fig. 6 only in that the plane-parallel Plate 1 replaced by two equal wedges ml and m2 of opposite deflection whose effect is the same as that of the plane-parallel plate L.

In Abb. 8 und 9 sind cl und c2 zwei Hälften des Objektivs eines Tachymeterfernrohrs. Die beiden Hälften sind in dem Gehäuse a, parallel zur Stehachse X-X gegeneinander versetzt, fest so angeordnet, daß die Achse jeder von ihnen von der optischen Achse 0-0 des Fernrohrs um einen Betrag t entfernt ist und der gegenseitige Abstand der Achsen beider Hälften den Wert 2 t.hat, wobei t so bemessen ist, daß die jeder der beiden Hälften zugeführten Strahlen gegenüber der optischen Achse 0-0 um die Hälfte des gewünschten parallaktischen Winkels a abgelenkt werden. Der Scheitel des parallaktischen Winkels liegt im Schnittpunkt S' der vorderen Hauptebene des Objektivs cl, c2 .mit der optischen Achse 0-0. Der Objektivhälfte cl ist eine planparallele Platte zz vorgeschaltet, die in einer mit dem Gehäuse a, verschraubten Büchse a2 befestigt und von solcher Wirkung ist, daß der dieser Objektivhälfte entsprechende Schenkel des parallaktischenWinkels a um einen Betrag s versetzt wird, so daß der Seheitel dieses Winkels von S1 nach S2 verlegt wird, wobei S2 der Schnittpunkt des anderen (über S' hinaus verlängerten) Schenkels dieses, Winkels mit der Stehachse X-X ist.,> In Figs. 8 and 9, cl and c2 are two halves of the objective of a total station telescope. The two halves are fixedly arranged in the housing a, parallel to the vertical axis XX, so that the axis of each of them is removed from the optical axis 0-0 of the telescope by an amount t and the mutual distance between the axes of the two halves is The value 2 t. Has, where t is dimensioned in such a way that the beams fed to each of the two halves are deflected relative to the optical axis 0-0 by half of the desired parallactic angle a. The vertex of the parallactic angle lies at the point of intersection S 'of the front main plane of the objective c1, c2 with the optical axis 0-0. The lens half cl is preceded by a plane-parallel plate zz, which is fastened in a sleeve a2 screwed to the housing a and has such an effect that the leg of the parallactic angle a corresponding to this lens half is offset by an amount s so that the seheitel of this angle is moved from S1 to S2, where S2 is the intersection of the other (extended beyond S ') leg of this angle with the standing axis XX .,>

Claims

PATENT CLAIMS: i. Tachymeter telescope for the purpose of generating double images a measuring stick to be set up at the destination is designed such that at least a part of the supplied rays when exiting the lens around a fixed Amount is deflected, characterized by optical fixedly arranged in front of the telescope Limbs which are of such a nature that they cause a displacement of the vertex of the parallactic Result in an angle in the vertical axis of the telescope.

2. Tachymeter telescope after Claim i, in which the deflection of the rays by a front of the objective of the fine tube arranged deflection device takes place, characterized in that the deflection device itself is so designed that it is the relocation of the vertex of the parallactic Angle in the standing axis. causes.

3. Tachymeter telescope according to claim 2, characterized characterized in that the deflector consists of two by an air space from one another separate wedges. q ..

Tachymeter telescope according to Claim 2, characterized in that d, the deflector consists of a single wedge.

5. Total station telescope according to claim i, characterized in that those optical members of the type are that they emerge the incident rays offset parallel to themselves permit.

6. Total station telescope according to claim i, in which only one half of the Lens supplied rays as they exit the lens be diverted a fixed amount, characterized in that on the one hand diej Some optical links that cause this distraction, and on the other hand those optical members that relocate the vertex of the parallactic angle effect, are arranged so that they aaass around the optical axis of the telescope by r 8o ° -can be rotated.