DE918661C

DE918661C - Spiegelvorrichtung fuer Raumwinkelmessungen und fuer Beleuchtungs- und Besonnungsuntersuchungen

Info

Publication number: DE918661C
Application number: DET5285A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Friedrich Tonne
Original assignee: FRIEDRICH TONNE DIPL ING
Current assignee: FRIEDRICH TONNE DIPL ING
Priority date: 1951-11-15
Filing date: 1951-11-15
Publication date: 1954-09-30

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung bisher bekannter Methoden zur Rautnwinkelmessung und zu Beleuchtungs- und Besonnungsuntersuchungen dadurch, daß die benutzten konvexen oder konkaven Spiegel durch flache Gebilde geringer Dicke und billiger Herstellbarkeit ersetzt werden.

Zur Klärung gewisser Beleuchtungs- und Besonnungs fragen ist es· zweckmäßig, die gesamte, von der jeweils untersuchten Steile aus sichtbare Umgebung, soweit sie den Horizont überragt, abzubilden. Auf Grund solcher Bilder können dann mit Hilfe von Diagrammen die Einflüsse aller umgebenden Flächen auf die Beleuchtung der betreffenden Stellebeurteilt werden. Sofern, auf den Abbildungen auch Teile der Himmelsfläche sichtbar sind, lassen sich aus deren Lage und Ausdehnung auch Rückschlüsse auf Tageslicht und Besonnung ziehen.

Für die beschriebenen Zwecke brauchbar sind z. B. Abbildungen, wie sie von oben betrachtete, entsprechend gekrümmte konvexe oder konkave Spiegel liefern. Auf solchen spiegelt sich die gesamte, von dem Beobachtungspunkt aus sichtbare Umgebung oft bis unterhalb des Horizontes. Die erhaltenen Bilder können fotografiert und nachträglich mit Diagrammen zur Deckung gebracht werden. Es gibt auch Verfahren, wo die Spiegelfläche selbst als Diagramm träger gestaltet ist, oder wo unterhalb der Spiegelfläche liegende Diagramme im Falle teildurchsichtiger Spiegeloberfläche gleichzeitig mit dem Spiegelbild sichtbar sind.

Die benutzten Spiegel haben jedoch wegen der notwendigen starken Krümmung meist 'beträchtliche Höhe. Um diese zu verringern und um zugleich die Herstellung wesentlich zu verbilligen, wird erfindungsgemäß das von freanelschen Linsen her gebräuchliche Prinzip angewandt. Man erhält dabei plattenartige Gebilde, deren Oberfläche konzentrisch gerillt ist. Bei der Draufsicht auf fresnelsohe Linsen sieht man ja Spiegelbilder, welche den auf ίο konvexen oder konkaven Spiegel entworfenen ähneln. Daß die Bilder im Falle der fresnelschen Linsen, durch die Rillen 'bedingt, von konzentrischen Schattenringen durchzogen sind, beinträchtigt die Verwendungsmöglichkeit für die gedachten Zwecke nicht. Andererseits können solche Spiegel außerordentlich billig hergestellt werden. Da es für den Anwendungszweck im wesentlichen auf die Spiegelwirkunig der gerillten Oberfläche ankommt, wird im folgenden die Bezeichnung Fresnelspiegel benutzt. Aus den beschriebenen, in der Zeichnung schematiech dargestellten Ausführungsbeispielen gehen die näheren Einzelheiten hervor. Es zeigt

Fig. A die Seitenansicht eines auf ein Stativ montierten Fresnelspiegels mit Fotoeinrichtung, Fig. B den horizontalen Schnitt durch das Gerät mit Draufsicht auf den Fresnelspiegel.

Der z. B. aus thermoplastischem Kunststoff bestehende Fresnelspiegel ι ist auf seiner Oberseite mit konzentrischen Ringen nach Art einer Fresnellinse versehen zu denken. Wird der Spiegel von dem Augenpunkt 2 aus von oben betrachtet, dann ist auf ihm ein Spiegelbild der Umgebung sichtbar, welches den zwischen Horizont und Zenith umliegenden Bereich umfaßt.

Dabei kann der Spiegel in zweierlei Art gestaltet sein. Einmal kann das Krümmunigsverhältnis, wie bei 3 angedeutet, einer konvexen Oberfläche entsprechen, so daß ζ. B. ein Sehstrahl 4 nach dem Rande zu im selben Winkel reflektiert wird 5, wie er von der entsprechenden Konvexfläche reflektiert werden würde 6. Dabei ist es zweckmäßig, wenn der Fresnelspiegel nach seinem Rande zu ein wenig kegelstumpfartig oder konvex verläuft 7, damit die horizontal abgelenkten Sehstrahlen nicht behindert wenden. Andererseits kann das Krümmiungsverhältnis, wie bei 8 angedeutet, einer konkaven Spiegelfläche entsprechen. Dabei wird z. B. der Sehstrahl 9 über die Mitte des Fresneäspiegels hinweg abgelenkt 10. Seine Richtung ist dann die gleiche, in welche derselbe Sehstrahl 9 durch den entsprechenden Konkavspiegels abgelenkt werden würde 11. Im Falle des konkav wirkenden Fresnelspiegels sollte der Rand mit Rücksicht auf horizontal reflektierende Strahlen ein klein wenig kegelstumpfartig oder konkav geformt sein, wie bei 12 angedeutet ist. Besonders für Tageslicht- und Besonnungsuntersuchungen ist es zweckmäßig, als Koordinaten die stereografische Projektion zu verwenden. Durch entsprechende Anordnung des Krümmungsverhältnisses beim Fresnelspiegel läßt sich ein genau dieser Projektion entsprechendes Spiegelbild erzielen.

Wenn man das gewonnene Spiegelbild mit einem Fotoapparat 13 aufnehmen und nachträglich mit Diagrammen zur Deckung bringen will, dann könnte der Fresnelspiegel !Undurchsichtig und vielleicht an seiner Oberfläche verspiegelt sein. Der Fotoapparat ist in der Zeichnung durch die Schraube 19 und den Bügel 14 mit dem Fresnelspiegel verbunden. Das Ganze sitzt auf dem Stativ 15, 'wo es mit der Libelle 16 horizontal eingerichtet werden kann. Die in der Libelle angebrachte Kompaßnadel erlaubt außerdem, das Spiegelbild mit der Windrose in Verbindung zu bringen.

Wenn man gleich an Ort und Stelle das Spiegelbild mit einem Diagramm zur Deckung bringen will, kann man das Diagramm unmittelbar an der Unterseite des in diesem Falle zumindest halb durchsichtigen Fresnelspiegels anbringen. Noch praktischer wird es aber sein, einen 'besonderen Diagrammträger 17 zentriert unterzulegen. Dieser läßt sich, wie es· im Falte von Sonnenstandsdiagrammen zweckmäßig ist, mit Hilfe des vorstehenden Lappens 18 nach der Windrose orientieren.

Es ist auch ein mit Konvexspiegeln arbeitendes Gerät bekanntgeworden, bei welchem die Sonnenstandsdiagramme, auswechselbar auf einer Kompaßscheibe unter der teildurohsichtigen Spiegelfläche befestigt, sich selbsttätig orientieren. Dieses Prinzip ist im vorliegenden Falte ebenfalls anwendbar.

Für spezielle Untersuchungen können auch mehrere durchsichtige Diagrammträger gleichzeitig untergelegt werden. In der Zeichnung ist die zentrale Befestigung so gedacht, daß das Libellengehäuse vermittels eines an seiner Unterseilte befindliehen Stiftes durch ein Loch in der Mitte des Fresnelspiegels gesteckt ^rwird. Auf den unten vorstehenden Teil werden dann die in der Mitte ebenfalls gelochten Diagrammträger aufgesteckt. Gleichzeitig könnte der Stift mit Gewinde versehen sein too und zur Befestigung· des ganzen Gerätes an dem Bügel 14 bzw. dem Stativ 15 benutzt werden.

Bei freihändigen Untersuchungen mit dem Fresnelspiegel ist es notwendig, Einblickrichtung und Augenabstand einigermaßen genau einzuhalten. Ein einfaches Hilfsmittel zur Kontrolle ist es, um die Befes'tigungssitelle der Libelle 16 auf dem Spiegel einen Kreis zu markieren, der sich vom richtigen Augenpunkt 2 aus gesehen mit dem oberen Rande der Libelle deckt.

Die Oberfläche des Fresnelspiegels könnte zur Verbesserung der Spiegelwirkung auch mit einer teils durchlässigen Spiegeischicht versehen sein.

Für viele Fälle ist es zweckmäßig, die Unterseite des Fresnelspiegels zu mattieren. Bei freihändigen Untersuchungen ist es nämlich dann möglich, die Konturen des von oben sichtbaren Spiegelbildes mit einem Stift an der Unterseite des Fresnelspiegels zu umfahren. Man kann sich so die fotografische Aufnahme sparen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Spiegelvorrichtung für Raumwinkelmessungen und für Beleuchtungs- und Besonnungs-Untersuchungen, dadurch gekennzeichnet, daß

als Spiegel die nach Art von Fresnellinsen konzentrisch gerillte Oberfläche eines scheibenförmigen Gebildes benutzt wird.
2. Spiegelvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die benutzte Rillenanordnung einer konvexen Krümmung entspricht.
3. Spiegel vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gerillte Oberfläche nach ihrem Rande zu kegelstumpfartig verläuft oder konvex gekrümmt ist.
4. Spiegelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die benutzte Rollenanordnung einer konkaven Krümmung entspricht.
5. Spiegelvormchtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gerillte Oberfläche nach ihrem Rande zu kegelstumpfartig verläuft oder konkav gekrümmt ist.
6. Spiegel vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gerillte Körper undurchsichtig ist.
7. Spiegelvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gerillte Oberfläche mit einem totalreflektierenden Spiegelüberzug versehen ist.
8. Spiegelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gerillte Körper teildurchsichtig ist.
9. Spiegelvorrichtung nach. Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite des gerillten Körpers mattiert ist.
10. Spiegelvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die gerillte Oberfläche mit einer teiidurchilässigen Reflexschicht überzogen ist.
11. Spiegelvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichneit, daß an der Unterseite des gerillten Körpers Koordinaten oder Diagramme markiert sind.
12. Spiegelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Libelle versehen ist.
13. Spiegelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Kompaßeinrichtung versehen ist.
14. Spiegelvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Kompaßvorrichtung mit dieser in Verbindung stehende Diagramme selbsttätig nach der Himmelsrichtung orientiert werden.
15. Spiegelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch 'gekennzeichnet, daß sie mit einer Einrichtung· versehen ist, welche es erlaubt, Einblickrichtung und Augenabstand zu kontrol-Heren.
16. Spiegelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillenanordnung so gestaltet ist, daß dais entstehende Spiegelbild der stereografischen Projektion entspricht.
17. Spiegel vor richtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Vorrichtung versehen, ist, welche die Anbringung einer fotografischen Kamera gestattet.
18. Spiegelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Vorrichtung zur Befestigung auf einem Stativ versehen ist.
19. Spiegel vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Vorrichtung zur Befestigung unterzulegender Diagrammträger versehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

9550 9.