Elektrooptischer Entfernungsmesser mit Reduktionseinrichtung
Die Erfindung betrifft einen elektrooptischen Entfernungsmesser mit Reduktionseinrichtung.
Elektrooptische Entfernungsmesser, die mit mehr als einer Vergleichswelle auf dem Prinzip der Phasenmessung arbeiten, sind bekannt. Die Standardmessfrequenz wird im allgemeinen durch einen stabilisierten Quarzoder Hohlraumresonator erzeugt.
Bei der Verwendung solcher Instrumente in der Geodäsie, ist jedoch nicht die gemessene Distanz zwischen dem Instrumenten- und Zielaufstellungspunkt gefragt, wenn diese unterschiedliches Niveau haben, son dem die auf die Horizontale projizierte Entfernung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrooptischen Entfernungsmesser mit einer Einrichtung zu adaptieren, die es ermöglicht, die reduzierte Distanz anzuzeigen.
Erfindungsgemäss wird das dadurch erreicht, dass Mittel vorgesehen sind, welche die Modulationsfrequenz in Abhängigkeit von der Neigung des Entfernungsmessers gegenüber der Horizontalen so beeinflussen, dass das Messergebnis der auf die Horizontale projizierten Entfernung entspricht.
Die reduzierte Distanz erhält man durch Multiplikation der wahren Distanz mit dem Kosinus des Neigungswinkels. Daraus ergeben sich zwei prinzipielle Lösungsmöglichkeiten:
1. Die Messung der Distanz und die Messung des Neigungswinkels und die Multiplikation der beiden Werte bevor das Ergebnis, die reduzierte Distanz, angezeigt wird.
2. Die Modulationsfrequenz in Abhängigkeit des Neigungswinkels so zu beeinflussen, dass die daraus resultierende Wellenlänge des Modulationssignals einer Wellenlänge entspricht, die der reduzierten Distanz proportional ist.
Während die erste Lösung zwar sehr naheliegend, aber aufwendig in der Verwirklichung ist, soll die zweite Lösung in Betracht gezogen und näher beschrieben werden.
Schwingungen werden elektronisch im allgemeinen durch einen kapazitiven Schwingkreis erzeugt. Die Frequenz kann dadurch geändert werden, dass man die Kapazität oder den Widerstand variiert.
Wird jedoch ein Hohlraumresonator zur Erzeugung hochfrequenter Schwingungen benutzt, so kann die Frequenz durch Veränderung der Kapazität des Hohlraumresonators beeinflusst werden. Eine solche Einrichtung eignet sich besonders gut zur bildlichen Darstellung und soll deshalb im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung näher beschrieben werden.
Fig. 1 zeigt die Anordnung einer solchen Einrichtung in einem aufgeschnitten gezeichneten Instrument.
Die auf dem Stativ aufgestellte Stütze 1 trägt auf ihrer festen Kippachse 3 den Instrumentenkörper 2, der um 3 geneigt werden kann. Mit der Kippachse festverbunden ist eine Steuerkurve auf die ein kolbenförmiger Stift 4 formschlüssig angedrückt und dessen Hubbewegung in axialer Richtung durch die feste Kurve gesteuert wird, wenn das Instrument sich um die Achse 3 neigt.
Der Kolben taucht in den Hohlraumresonator 5 ein und verändert dessen Kapazität, dadurch wird eine Än- derung der Resonatorfrequenz erreicht, die unmittelbar auf den elektrooptischen Kristall 6, z. B. ADP wirkt und das polarisierte Licht der Lichtquelle 7 intensitäts moduliert. Über verschiedene nicht näher beschriebene optische Glieder wird das modulierte Licht durch das Objektiv 8 zum Ziel gesendet und vom Objektiv 9 empfangen und einer Phasenmesseinrichtung zugeleitet.
Diese Einrichtung ermöglicht es, die reduzierte Entfernung direkt am Instrument abzulesen und erspart dem Benutzer die Neigungsmessung und die nachträgliche Umrechnung auf die horizontale Entfernung.
Electro-optical range finder with reduction device
The invention relates to an electro-optical range finder with a reduction device.
Electro-optical rangefinders that work with more than one reference shaft on the principle of phase measurement are known. The standard measurement frequency is generally generated by a stabilized quartz or cavity resonator.
When using such instruments in geodesy, however, it is not the measured distance between the instrument and target installation point that is important, if they are at different levels, but rather the distance projected onto the horizontal.
The invention is based on the object of adapting an electro-optical range finder with a device which enables the reduced distance to be displayed.
According to the invention, this is achieved in that means are provided which influence the modulation frequency as a function of the inclination of the range finder relative to the horizontal in such a way that the measurement result corresponds to the distance projected onto the horizontal.
The reduced distance is obtained by multiplying the true distance by the cosine of the angle of inclination. This results in two basic possible solutions:
1. The measurement of the distance and the measurement of the inclination angle and the multiplication of the two values before the result, the reduced distance, is displayed.
2. To influence the modulation frequency as a function of the angle of inclination so that the resulting wavelength of the modulation signal corresponds to a wavelength which is proportional to the reduced distance.
While the first solution is very obvious, but difficult to implement, the second solution should be considered and described in more detail.
Vibrations are generally generated electronically by a capacitive oscillating circuit. The frequency can be changed by varying the capacitance or resistance.
However, if a cavity resonator is used to generate high-frequency vibrations, the frequency can be influenced by changing the capacitance of the cavity resonator. Such a device is particularly suitable for pictorial representation and will therefore be described in more detail below with reference to the accompanying drawing of an exemplary embodiment of the invention.
Fig. 1 shows the arrangement of such a device in an instrument drawn in cutaway.
The support 1 set up on the stand carries the instrument body 2, which can be tilted by 3, on its fixed tilt axis 3. Firmly connected to the tilting axis is a control cam onto which a piston-shaped pin 4 is positively pressed and its stroke movement in the axial direction is controlled by the fixed cam when the instrument tilts about the axis 3.
The piston plunges into the cavity resonator 5 and changes its capacitance. This results in a change in the resonator frequency that directly affects the electro-optical crystal 6, e.g. B. ADP acts and the polarized light from the light source 7 modulates intensity. The modulated light is transmitted through the objective 8 to the target via various optical elements, which are not described in detail, and is received by the objective 9 and fed to a phase measuring device.
This device makes it possible to read the reduced distance directly on the instrument and saves the user having to measure the inclination and converting it to the horizontal distance afterwards.