Verfahren zur Beeinflussung des Strahlenganges im Ablesemikroskop eines Vermessungsinstrumentes Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung des Strahlenganges im Ablese mikroskop eines Vermessungsinstrumentes mit Hilfe mindestens einer Flüssigkeitsschicht und ein Ablese- mikroskop zur Durchführung dieses Verfahrens.
Bei den Vermessungsinstrumenten, die mit einem Höhenkreis versehen sind, kann die Neigung der optischen Achse des Zielfernrohres gegenüber dem Horizont oder gegenüber der Lotrichtung abgelesen werden. Konstruktiv ist das meistens so gelöst, dass sich der Höhenkreis mit dem Fernrohr dreht und der Index für die Kreisablesung am Fernrohrträger be festigt ist. Der Index muss natürlich so angeordnet sein, dass man tatsächlich den gewünschten Winkel fehlerfrei erhält.
Das wäre leicht möglich, wenn die mit dem Fernrohrträger fest verbundene Steh achse des Instrumentes stets senkrecht stehen würde. Diese Bedingung kann aber in der Praxis nicht streng eingehalten werden, weshalb in den genaueren Instrumenten dieser Art der Index nicht fest sondern verstellbar eingebaut und mit einer Libelle versehen wird. Man muss dann vor jeder Kreisablesung die Libelle einspielen, um so unabhängig von einer etwai gen Schiefstellung der Stehachse den richtigen Winkel zu erhalten.
In den modernen, sogenannten opti schen Instrumenten werden für die Kreisablesungen Mikroskope benützt, welche die Teilkreise in einer Messebene abbilden, wo sie durch besondere Hilfs teilungen oder Messvorrichtungen abgelesen werden können. Aber auch bei Mikroskopen ist es nötig, den Einfluss einer Schiefstellung der Stehachse zu kom pensieren. Dazu wird üblicherweise ein der Ab lesung dienendes Prisma mit einer Libelle verbun den, die vor jeder Kreisablesung einzuspielen ist.
Die vorliegende Erfindung zeigt nun ein Verfah ren, das die von einer Schiefstellung der Stehachse herrührenden Fehler automatisch korrigiert. Es be steht darin, dass die vom Höhenkreis herkommenden Lichtstrahlen beim Durchtritt durch die Flüssigkeits schicht derart gesteuert werden, dass kleine Neigungs änderungen des Instrumentes die Ablesung des an der Neigungsänderung unbeteiligten Höhenkreises nicht ändern.
Das Ablesemikroskop zur Durchführung dieses Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem mindestens angenähert senkrecht verlaufenden Strah lengang mindestens eine Flüssigkeitsschicht vorge sehen ist, welche unten durch eine mit der Mikro skopfassung verbundenen, durchsichtigen Begrenzung abgeschlossen ist.
In den beiliegenden Zeichnungen ist eine bei spielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegen standes dargestellt, wobei zeigen: Fig. 1 die mit einem senkrecht stehenden Vermes sungsinstrument fest verbundene Ablesevorrichtung, Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch die Vor richtung gemäss Fig. 1, entlang der Schnittlinie II-II, Fig.3 die Ablesevorrichtung gemäss Fig. 1 in Schrägstellung.
Wird innerhalb eines optischen Strahlenganges eine klare Flüssigkeit eingebracht, deren Oberfläche sich unter dem Einfluss der Schwerkraft stets waag recht einstellt, wird ein die Flüssigkeit lotrecht durch setzender Lichtstrahl ungebrochen hindurchgelassen. Trifft er hingegen unter einem Winkel zur Lotrich- tung auf den Flüssigkeitsspiegel, so wird er gemäss dem optischen Brechungsgesetz beim Austritt aus der Flüssigkeit abgelenkt.
Ist der Winkel, den der durch die Flüssigkeit aufsteigende Strahl mit der Lotrichtung einschliesst, gleich a, und ist der Brechwert der Flüssigkeit gleich n, so ist der Winkel ss, den der Strahl beim Austritt aus der Flüssigkeit mit der Lotrichtung einschliesst, durch die Gleichung sin ss =<I>n</I> . sin <I>a</I> bestimmt.
Sind die Winkel ss und<I>a</I> sehr klein, kann sin ,B <I>=</I> ,B und sin a = a gesetzt werden, womit fl=n.a ist, und ,B <I>></I> a, wenn der Brechungsindex<I>n</I> grösser als 1 ist.
Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen den mit dem Ziel- fernrohr verbundenen Höhenkreis 13 eines Mess- instrumentes (Theodolit, Kippregel usw.) mit der dazu gehörenden Ableseeinrichtung. Auf dem Höhen kreis 13 des Instrumentes befindet sich die Kreis teilung 14. Mit dem Höhenkreis fest verbunden ist das Zielfernrohr 15 (Fig. 2).
Vor dem Kreis 13 ist die Ableseeinrichtung, die aus der Fassung 16, den unter 45 geneigten Spiegeln 17 und 18, der Mar kenplatte 21, dem Objektiv 19 und der oberhalb des Objektivs angeordneten Flüssigkeitsschicht 20 besteht. Bei 23 ist ein Bildausschnitt der abgebildeten Teilung 14 dargestellt; die Teilung der Markenplatte ist bei 22 erkennbar.
Der Kreis 13 ist mit dem Zielfernrohr 15 fest verbunden, das für diese Betrachtungen stets auf den gleichen Zielpunkt gerichtet sein soll. Der Kreis ist deshalb im Raume stets gleich orientiert. Die Nullrichtung des Kreises (Verbindungsgerade vom Kreismittelpunkt zum Nullstrich des Kreises) wurde lotrecht angenommen.
Vor dem Höhenkreis 13 (Fig. 1 und 2) ist die Fas sung 16 angeordnet. Diese trägt unten den unter 45 zur Kreisebene geneigten Spiegel 17, der die Kreisteilung 14 nach oben durch das zweilinsige Objektiv 19 und die Flüssigkeit 20 und nach Re flexion durch den Spiegel 18 auf die Markenplatte 21 spiegelt, wo ein Bildausschnitt 23 der Teilung 14 entsteht.
Die Teilung 22 der Markenplatte 21 hat im Ver gleich zum Bild 23 der Teilung 14 stark verkleinerte Intervalle, womit kleine Bruchteile eines Intervalles der Teilung 14 abgelesen werden können. In Fig. 3 ist der Kreis 13 gleich orientiert wie in Fig. 2, aber die Stehachse und somit die Ablesevor- richtung sind gegen die Lotrichtung um den Winkel a geneigt.
Der vom Teilstrich Null schief nach dem Objektivmittelpunkt verlaufende Lichtstrahl wird deshalb beim Durchtritt durch Objektiv und Kompen- sator nach rechts abgelenkt, und der Brechwert n der Flüssigkeit ist so zu bemessen, dass das Bild 0' von 0 auf den Nullstrich der Markenteilung 22 fällt. Der Winkel ss muss dabei nur wenig grösser werden als<I>a</I> und der Brechwert <I>n</I> wenig grösser als 2. Statt des einen Kompensators mit n > 2 wird man vor teilhafter zwei Kompensatoren vom Brechwert n > 1,5 hintereinander anordnen.