DE102009029026A1 - Device for optical distance measurement and method for adjusting such a device - Google Patents
Device for optical distance measurement and method for adjusting such a device Download PDFInfo
- Publication number
- DE102009029026A1 DE102009029026A1 DE200910029026 DE102009029026A DE102009029026A1 DE 102009029026 A1 DE102009029026 A1 DE 102009029026A1 DE 200910029026 DE200910029026 DE 200910029026 DE 102009029026 A DE102009029026 A DE 102009029026A DE 102009029026 A1 DE102009029026 A1 DE 102009029026A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- prism
- optical
- unit
- adjustment
- wedge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
- G01C3/02—Details
- G01C3/06—Use of electric means to obtain final indication
- G01C3/08—Use of electric radiation detectors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C15/00—Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
- G01S7/4814—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/497—Means for monitoring or calibrating
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/0875—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more refracting elements
- G02B26/0883—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more refracting elements the refracting element being a prism
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/62—Optical apparatus specially adapted for adjusting optical elements during the assembly of optical systems
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Abstract
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur optischen Distanzmessung, insbesondere einen handhaltbaren elektro-optischen Entfernungsmesser, mit einer Sendeeinheit (60) zur Aussendung modulierter optischer Strahlung (78) entlang eines Sendepfades (70) auf ein Zielobjekt (14) hin und mit einer zur optischen Achse (72) der Sendeeinheit (60) beabstandeten Empfangseinheit (62) zum Empfang der vom Zielobjekt (14) rücklaufenden optischen Strahlung (80). Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass der Sendepfad (70) der Vorrichtung eine Justiereinheit (18) mit zumindest einem Prisma (22, 26, 30, 32) aufweist. Darüber hinaus beschreibt die Erfindung ein Verfahren zur Justage eines handgehaltenen elektro-optischen Entfernungsmessers, bei dem zur Justage des Sendepfades (70) des Entfernungsmessers auf das Gesichtsfeld eines Detektors (64) an der Empfangseinheit (62) der Vorrichtung zumindest ein Prisma (22, 26, 30, 32) einer Justiereinheit (18) der Vorrichtung rotiert wird.The invention is based on a device for optical distance measurement, in particular a hand-held electro-optical rangefinder, with a transmission unit (60) for transmitting modulated optical radiation (78) along a transmission path (70) towards a target object (14) and with one for The receiving unit (62) spaced apart from the optical axis (72) of the transmitting unit (60) for receiving the optical radiation (80) returning from the target object (14). According to the invention, it is proposed that the transmission path (70) of the device have an adjustment unit (18) with at least one prism (22, 26, 30, 32). The invention also describes a method for adjusting a hand-held electro-optical range finder, in which at least one prism (22, 26) is used to adjust the transmission path (70) of the range finder to the field of view of a detector (64) on the receiving unit (62) of the device , 30, 32) of an adjusting unit (18) of the device is rotated.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur optischen Distanzmessung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for optical distance measurement according to the preamble of claim 1.
Vorrichtungen zur optischen Distanzmessung, insbesondere handgehaltene elektro-optische Entfernungsmesser, wie beispielsweise Laserentfernungsmesser, sind seit vielen Jahren bekannt.Devices for optical distance measurement, in particular hand-held electro-optical rangefinders, such as laser rangefinders, have been known for many years.
So zeigt beispielsweise die
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur optischen Distanzmessung, insbesondere von einem handgehaltenen, elektro-optischen Entfernungsmesser, mit einer Sendeeinheit zur Aussendung modulierter, optischer Strahlung entlang eines Sendepfades hin auf ein Zielobjekt, und mit einer zur optischen Achse der Sendeeinheit beabstandeten Empfangseinheit zum Empfang der vom Zielobjekt rücklaufenden optischen Strahlung.The invention relates to a device for optical distance measurement, in particular of a hand-held, electro-optical rangefinder, with a transmitting unit for transmitting modulated optical radiation along a transmission path toward a target object, and with a distance to the optical axis of the transmitting unit receiving unit for receiving the return of the target object optical radiation.
Es wird vorgeschlagen, dass der Sendepfad der Vorrichtung eine Justiereinheit mit zumindest einem Prisma aufweist.It is proposed that the transmission path of the device has an adjustment unit with at least one prism.
Handhaltbare elektrooptische Entfernungsmesser, beispielsweise Laserentfernungsmesser werden heutzutage standardmäßig zum Messen von Distanzen im Innen- und Außenbereich bis hin zu mehreren einhundert Metern eingesetzt. Ein solcher Laserentfernungsmesser besteht dabei typischerweise aus einem Sende- und einem Empfangspfad. Im Sendepfad wird ein modulierter Laserstrahl emittiert, welcher an einem Zielobjekt reflektiert wird. Der reflektierte Laserstrahl tritt wiederum in das Gerät ein und muss über eine Empfangsoptik auf den Detektor des Entfernungsmessers fokussiert werden. Hierzu muss der Detektor bzw. die Optik des Empfangspfades auf den reflektierten Laserstrahl justiert werden.Handheld electro-optical rangefinders, such as laser rangefinders, are now commonly used to measure indoor and outdoor distances up to several hundred meters. Such a laser rangefinder typically consists of a transmitting and a receiving path. In the transmission path, a modulated laser beam is emitted, which is reflected at a target object. The reflected laser beam in turn enters the device and must be focused via a receiving optics on the detector of the rangefinder. For this purpose, the detector or the optics of the reception path must be adjusted to the reflected laser beam.
In der vorgeschlagenen Erfindung wird der Messstrahl mittels einer im Sendepfad der Vorrichtung befindlichen Justiereinheit, welche zumindest ein Prisma aufweist, in die Mitte des Gesichtsfeldes der Empfangsoptik, bzw. des Detektors des Empfangspfades justiert. Auf diese Weise ist eine robuste, wenig zeitaufwändige, präzise und platzsparende Justagemethode zur Justierung einer Vorrichtung zur optischen Distanzmessung möglich.In the proposed invention, the measuring beam is adjusted by means of an adjustment unit in the transmission path of the device, which has at least one prism, in the middle of the visual field of the receiving optics, or the detector of the receiving path. In this way, a robust, less time-consuming, precise and space-saving adjustment method for adjusting a device for optical distance measurement is possible.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das zumindest ein Prisma zur Justierung des Sendepfades um die optische Achse der Sendeeinheit rotierbar ist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Justiereinheit kann eine platzsparende Anordnung erreicht werden, die ein einfaches Justieren mit einer hohen Justiergenauigkeit durch Bewegen des Prismas, insbesondere durch ein Verdrehen des Prismas um die optische Achse des Empfangspfades ermöglicht. Auf diese Weise ist es ermöglicht, dass Justagefehler zumindest reduziert oder zumindest teilweise vermieden werden können.Furthermore, it is proposed that the at least one prism for adjusting the transmission path can be rotated about the optical axis of the transmission unit. The inventive design of the adjusting unit, a space-saving arrangement can be achieved, which allows easy adjustment with a high Justiergenauigkeit by moving the prism, in particular by a rotation of the prism about the optical axis of the receiving path. In this way it is possible that adjustment errors can be at least reduced or at least partially avoided.
Besonders vorteilhaft kann dies erreicht werden, wenn die Justiereinheit zumindest ein weiteres, zweites Prisma aufweist, das zur Justierung ebenfalls bewegbar und insbesondere rotierbar gelagert ist.This can be achieved in a particularly advantageous manner if the adjusting unit has at least one further, second prism, which is likewise mounted so as to be movable and in particular rotatable for adjustment.
Es wird vorgeschlagen, dass das erste Prisma und das zweite Prisma während der Justierung relativ zueinander bewegbar angeordnet sind. Es kann hierbei eine besonders präzise und insbesondere kostengünstige Justierung des Sendepfades auf das Gesichtsfeld des Empfangsdetektors des erfindungsgemäßen Messgerätes erreicht werden. Dies ermöglicht in einfacher Weise eine mechanische Justage des Laserstrahls in zwei Richtungen.It is proposed that the first prism and the second prism are arranged so as to be movable relative to one another during the adjustment. In this case, a particularly precise and, in particular, cost-effective adjustment of the transmission path to the visual field of the reception detector of the measuring device according to the invention can be achieved. This allows a simple adjustment of the laser beam in two directions.
Grundsätzlich ist es jedoch auch denkbar, dass zur Justierung die beiden Prismen gemeinsam um einen gleichen Winkel bezüglich einer Drehachse drehbar sind, sodass eine relative Position der beiden Prismen zueinander gleich bleibt und eine Bewegung lediglich bezüglich einer internen Achse, beispielsweise der optischen Achse der Sendeeinheit, erfolgt.In principle, however, it is also conceivable that for adjustment, the two prisms are rotatable together by an equal angle with respect to a rotation axis, so that a relative position of the two prisms remains the same and a movement only with respect to an internal axis, for example, the optical axis of the transmitting unit, he follows.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das erste Prisma und/oder das zweite Prisma jeweils von einem Keilprisma gebildet sind. In diesem Zusammenhang soll unter einem „Keilprisma” insbesondere ein Prisma verstanden werden, welches eine keilartige Form, mit insbesondere zwei Seitenflächen, die unter einem spitzen Winkel zusammenlaufen, aufweist. Vorzugsweise ist zumindest eines der beiden Keilprismen scheibenartig und Insbesondere mit einer runden Querschnittsfläche ausgebildet, wobei eine Dicke und/oder eine Höhe der Prismenscheibe keilförmig ausgebildet sind. Es kann hiermit ein Lichtstrahl vorteilhaft kreisförmig in eine Richtung um einen Winkel δ abgelenkt werden, wobei der Winkel δ wie folgt bestimmt ist
Hierbei stellt n den Brechdungsindex des Materials des Prismas dar und α den Keilwinkel des Keilprismas, d. h. den Winkel des Keilprismas, den beide Keilflächen bzw. Seitenflächen zueinander bilden.Here, n represents the refractive index of the material of the prism, and α represents the wedge angle of the wedge prism, i. H. the angle of the wedge prism, the two wedge surfaces or side surfaces form each other.
Vorzugsweise weisen das erste Prisma und/oder das zweite Prisma einen Keilwinkel in einem Bereich zwischen 0 und 15 Grad, besonders vorteilhaft wenigstens in einem Bereich zwischen 0 und 5 Grad und besonders bevorzugt wenigstens in einem Bereich zwischen 0 und 2 Grad auf.The first prism and / or the second prism preferably have a wedge angle in a range between 0 and 15 degrees, particularly advantageously at least in a range between 0 and 5 degrees, and particularly preferably at least in a range between 0 and 2 degrees.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das erste Prisma einen Keilwinkel aufweist, der im Wesentlichen gleich dem Keilwinkel des zweiten Prismas ist, wodurch konstruktiv einfach eine Ablenkung in zumindest zwei Richtungen erreicht werden kann, falls die beiden Prismen relativ zueinander gedreht werden. Als im Wesentlichen gleich sollen hier Winkel angesehen werden, die im Rahmen von normalen, für das jeweilige Material typischen Fertigungstoleranzen liegen. Da der Messstrahl an jedem der Keilprisma ablenkbar ist, bestimmt sich der maximale Ablenkwinkel δ einer Justiereinheit aus zwei Keilprismen zu
In diesem Zusammenhang soll unter „im Wesentlichen” gleich insbesondere verstanden werden, dass sich der Keilwinkel des ersten Prismas und der Keilwinkel des zweiten Prismas um maximal 10 Prozent, typischerweise um maximal 5 Prozent unterscheiden.In this context, by "substantially" the same is to be understood in particular that the wedge angle of the first prism and the wedge angle of the second prism differ by a maximum of 10 percent, typically by a maximum of 5 percent.
In vorteilhafter Weise lassen sich ein oder mehrere Prismen mittels Kunststoff-Spritzgussverfahren herstellen. Hierdurch lassen sich auch Klebeflächen und mechanische Angriffspunkte für die Justage und Lagerung der Prismen einfach und kostengünstig direkt in die Prismen der Justiereinheit integrieren. So können beispielsweise Mittel, die es ermöglichen, das Prisma zur Justierung um die optische Achse des Sendepfades zu rotieren, direkt und insbesondere einstückig mit den Prismen ausgebildet sein. Derartige Mittel können beispielsweise eine auf der Umfangsfläche der Prismen umlaufende Zahnkranz- oder Ritzelstruktur sein. Eine vorteilhafte Ausführung einer Justagereparatur besteht dann beispielsweise aus zwei Zahnstangen, die jeweils eines der Keilprismen bzw. in die Ritzelstruktur der Keilprismen eingreifen und es somit ermöglichen, diese solange zueinander zu verdrehen, bis ein Zielkriterium erreicht ist.Advantageously, one or more prisms can be produced by means of plastic injection molding. As a result, adhesive surfaces and mechanical points of attack for the adjustment and storage of the prisms can be easily and inexpensively integrated directly into the prisms of the adjustment unit. Thus, for example, means which make it possible to rotate the prism for adjustment about the optical axis of the transmission path, be formed directly and in particular integrally with the prisms. Such means may, for example, be a sprocket or pinion structure revolving on the peripheral surface of the prisms. An advantageous embodiment of a Justagereparatur then consists for example of two racks, each engaging one of the wedge prisms or in the pinion structure of the wedge prisms, thus making it possible to rotate them together until a target criterion is reached.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Justiereinheit ist der optische Brechungsindex (n1) des ersten Prismas im Wesentlichen gleich dem optischen Brechungsindex (n2) des zweiten Prismas.In an advantageous embodiment of the alignment unit according to the invention, the optical refractive index (n 1 ) of the first prism is substantially equal to the optical refractive index (n 2 ) of the second prism.
In alternativen Ausführungsformen können aber auch Prismen aus unterschiedlichem Prismenmaterial und insbesondere Prismen mit unterschiedlichen Brechungsindizes benutzt werden.In alternative embodiments, however, prisms of different prism material and in particular prisms with different refractive indices may also be used.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die Vorrichtung ein Gehäuse aufweist, in dem zumindest die Sendeeinheit und die Empfangseinheit der Vorrichtung angeordnet sind. Das Gehäuse der Vorrichtung besitzt ein Austrittsfenster zur Aussendung der optischen Messstrahlung, wobei das Austrittsfenster durch zumindest eines der Prismen der Justiereinheit gebildet ist.An advantageous embodiment of the device according to the invention provides that the device has a housing in which at least the transmitting unit and the receiving unit of the device are arranged. The housing of the device has an exit window for emitting the optical measuring radiation, wherein the exit window is formed by at least one of the prisms of the adjusting unit.
Zudem wird ein Verfahren zur Justage eines Entfernungsmessers, insbesondere eines handgehaltenen elektro-optischen Entfernungsmessers vorgeschlagen, bei dem zur Justage des Sendepfades des Entfernungsmessers auf das Gesichtsfeld des Detektors der Empfangseinheit des Entfernungsmessers zumindest ein Prisma einer Justiereinheit der Vorrichtung rotiert wird.In addition, a method for adjusting a rangefinder, in particular a hand-held electro-optical rangefinder is proposed, in which for adjusting the transmission path of the rangefinder on the field of view of the detector of the receiving unit of the rangefinder at least one prism of an adjusting unit of the device is rotated.
Es kann ein einfaches Justieren mit einer hohen Justiergenauigkeit durch Bewegung des Prismas, insbesondere einer Drehung, ermöglicht werden, so dass Justagefehler zumindest reduziert oder zumindest teilweise vermieden werden können. Besonders vorteilhaft kann dies erreicht werden, wenn die Justiereinheit zumindest ein zweites Prisma aufweist, das zur Justierung des Sendepfades auf das Gesichtsfeld des Empfangsdetektors relativ zum ersten Prisma verdreht wird. Vorzugsweise weisen hierzu das erste Prisma und/oder das zweite Prisma Mittel auf, die es ermöglichen, das Prisma bzw. die Prismen zur Justierung um die optische Achse des Sendepfades zu rotieren. Diese Mittel können beispielsweise eine Zahnkranzstruktur (Ritzel) an der Umfangsfläche der vorteilhafterweise als Kreisscheiben ausgebildeten Prismen, insbesondere Keilprismen sein.It can be a simple adjustment with a high Justiergenauigkeit by movement of the prism, in particular a rotation, are made possible, so that adjustment errors can be at least reduced or at least partially avoided. This can be achieved particularly advantageously if the adjusting unit has at least one second prism, which is rotated relative to the first prism in order to adjust the transmission path to the visual field of the reception detector. For this purpose, the first prism and / or the second prism preferably have means which make it possible to rotate the prism (s) for adjustment about the optical axis of the transmission path. These means may be, for example, a sprocket structure (pinion) on the peripheral surface of the prisms, in particular wedge prisms, advantageously designed as circular disks.
Ein Vorteil ist die einfache Justage durch das Verdrehen der beiden Keilprismen zueinander und relativ zur optischen Achse. Der Kippwinkel der Keilprismen spielt hierbei eine eher untergeordnete Rolle.One advantage is the simple adjustment by the rotation of the two wedge prisms to each other and relative to the optical axis. The tilt angle of the wedge prisms plays a rather minor role.
Der geforderte Justagebereich, d. h. der Winkelbereich, über den das Messsignal gegenüber der optischen Achse des Sendepfades abgelenkt wird, lässt sich dabei über den Keilwinkel der Prismen so vorgeben, dass der gesamte Drehbereich von 360 Grad für die Keilprismen ausgenutzt wird. Dadurch ist eine sehr präzise und kostengünstige Justage möglich. Besonders vorteilhaft wirkt sich dabei aus, dass sich der Keilwinkel gemäß dem maximal benötigten Justagebereich einstellen lässt. Damit erhält man eine „Untersetzung” der Strahlablenkung über den Keilwinkel, wodurch sich eine mikrometergenaue Justage von Sende- zur Empfangsachse auch bei relativ großen Drehwinkeln erreichen lässt.The required adjustment range, ie the angular range over which the measurement signal is deflected with respect to the optical axis of the transmission path, can be predefined via the wedge angle of the prisms such that the entire rotation range of 360 Degree is exploited for the wedge prisms. As a result, a very precise and cost-effective adjustment is possible. It has a particularly advantageous effect that the wedge angle can be set according to the maximum adjustment range required. This gives a "reduction" of the beam deflection over the wedge angle, whereby a micrometer-accurate adjustment of transmission to the reception axis can be achieved even at relatively large angles of rotation.
Bei der vorgeschlagenen Ausführung des Justageverfahrens wird der emittierte Laserstrahl über zwei Keilprismen derart manipuliert, dass der reflektierte Laserstrahl genau in der Mitte der Empfangsoptik und somit im Gesichtsfeld des Detektors abgebildet wird. Um den manipulierten Laserstrahl mit der Gesichtsfeldsmitte des Detektors in Überdeckung zu bringen, werden die beiden Keilprismen solange zueinander und relativ zur optischen Achse des Sendepfades gedreht, bis der abgelenkte Laserstrahl und die Detektormittel bis auf die Parallaxe des Systems zur Überdeckung kommen.In the proposed embodiment of the adjustment method, the emitted laser beam is manipulated via two wedge prisms such that the reflected laser beam is imaged exactly in the center of the receiving optics and thus in the field of view of the detector. In order to coincide the manipulated laser beam with the field of view of the detector, the two wedge prisms are rotated relative to each other and relative to the optical axis of the transmission path until the deflected laser beam and the detector means coincide except for the parallax of the system.
Vorteilhafterweise wird das erste Prisma und/oder das zweite Prisma nach der Justierung fixiert, wodurch das erste Prisma und/oder das zweite Prisma in der justierten und/oder angepassten Position befestigt werden, um ein unerwünschtes Bewegen aus der justierten Position heraus zu verhindern. Vorteilhafterweise erfolgt die Justierung der Justiereinheit und somit die Justierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Distanzmessung während der Produktion des Entfernungsmessers, sodass ein Bewegen der Prismen im Messbetrieb, insbesondere im Messbetrieb des Anwenders, verhindert ist und die Prismen die einmal justierte Position beibehalten.Advantageously, the first prism and / or the second prism is fixed after adjustment, thereby securing the first prism and / or the second prism in the adjusted and / or adjusted position to prevent undesired movement out of the adjusted position. Advantageously, the adjustment of the adjusting unit and thus the adjustment of the device according to the invention for distance measurement during production of the rangefinder, so that movement of the prisms in the measuring mode, in particular in measuring operation of the user, is prevented and the prisms maintain the once adjusted position.
Zeichnungendrawings
Weitere Vorteile ergeben sich aus den folgenden Zeichnungsbeschreibungen. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Ein Fachmann wird diese Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu weiteren, sinnvollen Kombinationen zusammenfassen.Further advantages can be found in the following drawing descriptions. In the drawings, embodiments of the invention are shown. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. A person skilled in the art will expediently also consider these features individually and combine them into further, meaningful combinations.
Es zeigen:Show it:
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In
Die Sendeeinheit
Im Messbetrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Laserstrahl
Dazu besitzt die erfindungsgemäße Vorrichtung (Siehe
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur optischen Distanzmessung weist ein Gehäuse
Im Sendepfad
Die Justiereinheit
Die Keilwinkel
Die beiden Keilprismen
Da die optischen Achsen des Sende- und Empfangspfades der erfindungsgemäßen Vorrichtung voneinander beabstandet sind (man spricht in diesem Fall von einem biaxialen optischen System), ist es nicht immer und automatisch gewährleistet, dass eine genügende Menge des am Messobjekt
Bei Verwendung eines Keilprismas mit Keilwinkel α lässt sich ein Lichtstrahl um einen Winkel δ = (n – 1)·α im Wesentlichen kreisförmig ablenken. Hierbei ist n der Brechungsindex des Keilprismas. Typischerweise werden im erfindungsgemäßen Entfernungsmesser Prismen mit einem Brechungsindex von ungefähr n = 1,5 verwendet. Bei Verwendung zweier Keilprismen kann ein Lichtstrahl in zwei Richtungen justiert werden. Der maximale Ablenkwinkel beträgt mit gleichem Keilwinkel und Brechungsindex hierbei δ = 2·(n – 1)·α. Die beiden Keilprismen sind dazu zumindest teilweise nacheinander angeordnet, sodass sich eine Überlagerung der beiden Keilprismen für den optischen Strahl ergibt (siehe
Während der Justierung des Messstrahles in das Gesichtsfeld des Detektors sind die beiden Keilprismen
Eine vorteilhafte Ausführung der Keilprismen sieht eine Herstellung mittels Spritzgussverfahren, insbesondere optischem Spritzgussverfahren vor. Dadurch lassen sich beispielsweise auch Klebeflächen und mechanische Angriffspunkte für die Justage einfach und kostengünstig direkt in die Prismen der Justiereinheit integrieren. Beispielsweise kann eine Zahnkranz- bzw. Ritzelstruktur umfangsseitig ganz oder teilweise an den im Wesentlichen rund ausgestalteten Keilprismen vorhanden sein. Diese Ritzelstruktur lässt sich im Spritzgussverfahren direkt und einstückig mit dem Keilprisma ausbilden. Eine vorteilhafte Ausführung der Justageapparatur besteht dann beispielweise aus zwei Zahnstangen
Andere Lage-, Justage- und Fixiermittel sind aber ebenso möglich. So können die Prismen oder aber auch nur eines der Prismen beispielsweise aus Glas gefertigt ein und in einem Optikträger angeordnet sein, der dann entsprechend im Gehäuse des Entfernungsmessers drehbar gelagert ist. Auch kann es vorteilhaft sein, dass das Material der Prismen nicht den gleichen Brechungsindex besitzt.Other positional, adjustment and fixing means are also possible. Thus, the prisms or else only one of the prisms, for example made of glass, can be arranged in and arranged in an optics carrier which is then rotatably mounted correspondingly in the housing of the rangefinder. It may also be advantageous that the material of the prisms does not have the same refractive index.
Der geforderte Justage- bzw. Ablenkungsbereich lässt sich über den Keilwinkel der Prismen so vorgeben, dass insbesondere der gesamte Drehbereich der Prismen von 360 Grad ausgenutzt werden kann. Auf diese Weise ist eine sehr präzise und kostengünstige Justage möglich, da zur Erzielung des Ablenkwinkels δ der gesamte Drehbereich der Prismen von 360° genutzt werden kann. In vorteilhafter Weise erhält man damit insbesondere eine Untersetzung über den Keilwinkel, wodurch sich eine mikrometergenaue Justage von der Sende- zur Empfangsachse auch bei relativ großen Drehwinkeln erreicht lässt In diesem Fall liegt der Keilwinkel α der Prismen typischerweise in einem Bereich bis 1°.The required adjustment or deflection range can be set via the wedge angle of the prisms so that in particular the entire rotation range of the prisms of 360 degrees can be utilized. In this way, a very precise and cost-effective adjustment is possible, since the entire range of rotation of the prisms of 360 ° can be used to achieve the deflection angle δ. In this way, in particular, a reduction over the wedge angle is obtained, whereby a micrometer-precise adjustment from the transmitting axis to the receiving axis can be achieved even with relatively large angles of rotation. In this case, the wedge angle α of the prisms is typically within a range of up to 1 °.
Sobald die Justierung erfolgt ist und sich die beiden Keilprismen
Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das hier zugrunde liegende Justageverfahren ermöglicht in einfacher Weise die mechanische Justage des Sendestrahls des Laserentfernungsmessers in zwei Richtungen. Insbesondere ist dies mit hoher Genauigkeit und ohne großen Zeitaufwand möglich. Durch die Verdrehung zweier Keilprismen einer Justiereinheit kann der Laserstrahl gleichzeitig in gleicher Präzision in beiden Achsen justiert, gehalten und befestigt werden. Bei der vorgeschlagenen Ausführung wird der emittierte Laserstrahl über die beiden Keilprismen manipuliert, sodass der an einem Messobjekt reflektierte Laserstrahl möglichst genau in der Mitte der Empfangsoptik abgebildet wird.The device according to the invention or the adjustment method on which it is based in a simple manner enables the mechanical adjustment of the transmission beam of the laser rangefinder in two directions. In particular, this is possible with high accuracy and without much time. Due to the rotation of two wedge prisms of an adjustment unit, the laser beam can be simultaneously adjusted, held and fastened in the same precision in both axes. In the proposed embodiment, the emitted laser beam is manipulated via the two wedge prisms, so that the laser beam reflected on a measurement object is imaged as accurately as possible in the center of the receiving optical system.
Prinzipiell möglich ist es ebenso, die Justiereinheit in die Empfangseinheit zu integrieren und den Empfangspfad auf den Sendepfad auszurichten. Aus diesem Grunde gilt das zur Justiereinheit im Sendepfad Gesagte in analoger Weise auch für eine im Empfangspfad angeordnete Justiereinheit mit entsprechendem Aufbau.In principle, it is also possible to integrate the adjustment unit in the receiving unit and to align the reception path to the transmission path. For this reason, what has been said about the adjusting unit in the transmitting path also applies in an analogous manner to an adjusting unit arranged in the receiving path and having a corresponding structure.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 10124433 A1 [0003, 0003] DE 10124433 A1 [0003, 0003]
Claims (15)
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200910029026 DE102009029026A1 (en) | 2009-08-31 | 2009-08-31 | Device for optical distance measurement and method for adjusting such a device |
CN2010800486950A CN102575932A (en) | 2009-08-31 | 2010-07-28 | Device for optical distance measurement and method for adjusting such a device |
PCT/EP2010/060928 WO2011023484A1 (en) | 2009-08-31 | 2010-07-28 | Device for optical distance measurement and method for adjusting such a device |
EP10735297A EP2473819A1 (en) | 2009-08-31 | 2010-07-28 | Device for optical distance measurement and method for adjusting such a device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200910029026 DE102009029026A1 (en) | 2009-08-31 | 2009-08-31 | Device for optical distance measurement and method for adjusting such a device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102009029026A1 true DE102009029026A1 (en) | 2011-03-03 |
Family
ID=42779893
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200910029026 Withdrawn DE102009029026A1 (en) | 2009-08-31 | 2009-08-31 | Device for optical distance measurement and method for adjusting such a device |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2473819A1 (en) |
CN (1) | CN102575932A (en) |
DE (1) | DE102009029026A1 (en) |
WO (1) | WO2011023484A1 (en) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103487237B (en) * | 2013-09-10 | 2016-05-18 | 中国计量科学研究院 | A kind of laser beam analyzer test surface localization method and system |
CN106405564A (en) * | 2015-07-29 | 2017-02-15 | 上海诺司纬光电仪器有限公司 | Distance measurement system and method of calibrating optical path of distance measurement system |
CN105529613A (en) * | 2016-01-15 | 2016-04-27 | 北京工业大学 | 852nm ultra-narrow line width external-cavity semiconductor laser |
DE102017116595A1 (en) * | 2017-07-24 | 2019-01-24 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Lidar unit with mounting element for attachment of transmitter module and receiver module |
US20200174102A1 (en) * | 2018-11-30 | 2020-06-04 | Seagate Technology Llc | Large field of view measurement devices for lidar |
CN110500990B (en) * | 2019-07-09 | 2020-08-18 | 同济大学 | Six-degree-of-freedom measurement system and method |
CN113126059A (en) * | 2019-12-31 | 2021-07-16 | 北醒(北京)光子科技有限公司 | Laser radar |
CN115574744B (en) * | 2022-11-18 | 2023-03-10 | 浙江晶盛机电股份有限公司 | Centering calibration device and centering calibration method |
CN116953953B (en) * | 2023-09-21 | 2023-11-21 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | Method for installing and adjusting single photon detector in large caliber laser ranging optical system |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10124433A1 (en) | 2001-05-18 | 2002-11-21 | Bosch Gmbh Robert | Device for optical distance measurement has components that allow easy variation of the beam path direction and divergence to match the target type and distance |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4034949A (en) * | 1965-05-12 | 1977-07-12 | Philco Corporation | Optical apparatus |
DE4439227C1 (en) * | 1994-11-03 | 1996-01-11 | Wolf Gmbh Richard | Endoscope with distance measuring system |
JP2002048904A (en) * | 2000-08-03 | 2002-02-15 | Canon Inc | Resin molded prism and die therefor |
DE10239435B4 (en) * | 2002-08-28 | 2005-03-10 | Bosch Gmbh Robert | Apparatus and method for optical distance measurement |
JP2004101342A (en) * | 2002-09-09 | 2004-04-02 | Fuji Photo Optical Co Ltd | Laser range finder |
EP1517117A1 (en) * | 2003-09-22 | 2005-03-23 | Leica Geosystems AG | Method and system for the determination of the actual position of a positioning apparatus |
US7511800B2 (en) * | 2005-11-28 | 2009-03-31 | Robert Bosch Company Limited | Distance measurement device with short range optics |
DE102006013707A1 (en) * | 2006-03-24 | 2007-09-27 | Robert Bosch Gmbh | Hand-held device e.g. laser rangefinder, for measuring distance, has electro-optical display reproducing measuring results, where distance measuring values are assigned to partial section of distance between object and end by ruler scale |
DE102006041078A1 (en) * | 2006-09-01 | 2008-03-06 | Robert Bosch Gmbh | Distance measuring Equipment |
JP2008089393A (en) * | 2006-10-02 | 2008-04-17 | Soatec Inc | Optical device and optical measurement system |
DE102007055771A1 (en) * | 2007-12-12 | 2009-06-18 | Hilti Aktiengesellschaft | Laser Distance Meter |
-
2009
- 2009-08-31 DE DE200910029026 patent/DE102009029026A1/en not_active Withdrawn
-
2010
- 2010-07-28 WO PCT/EP2010/060928 patent/WO2011023484A1/en active Application Filing
- 2010-07-28 CN CN2010800486950A patent/CN102575932A/en active Pending
- 2010-07-28 EP EP10735297A patent/EP2473819A1/en not_active Ceased
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10124433A1 (en) | 2001-05-18 | 2002-11-21 | Bosch Gmbh Robert | Device for optical distance measurement has components that allow easy variation of the beam path direction and divergence to match the target type and distance |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102575932A (en) | 2012-07-11 |
EP2473819A1 (en) | 2012-07-11 |
WO2011023484A1 (en) | 2011-03-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102009029026A1 (en) | Device for optical distance measurement and method for adjusting such a device | |
EP2494308B1 (en) | Device for sighting, in particular sighting telescope for a geodesic measuring device and optical objective unit component for such a sighting device | |
EP2637057B1 (en) | Light source for a sensor and distance measuring optoelectronic sensor | |
EP1662278A1 (en) | Plano-convex or plano-concave lens with beam deflecting means attached thereto | |
EP2979111B1 (en) | Device for the optical measurement of the distance from a reflecting or scattering target object | |
DE102011076491A1 (en) | Measuring device for distance measurement | |
EP1918687B1 (en) | Method and device for determining the position of the symmetrical axis of an aspherical lens surface | |
DE102005041998B4 (en) | Method for adjusting an imaging element and measuring device adjusted according to such a method | |
EP2522960A1 (en) | Method and device for measuring the relative angle of two objects which can be rotated relative to each other | |
EP2106561B1 (en) | Multichannel optical rotary joint with high return loss | |
EP1695109A1 (en) | Device for measuring the distance to far-off objects and close objects | |
DE102004033928A1 (en) | Scanning device for measuring the contours of an object | |
EP1528358B1 (en) | Optical element and method for its fabrication | |
EP2435852B1 (en) | Objective device | |
EP1915638A1 (en) | Measuring instrument | |
WO2005022127A2 (en) | Device for measuring a planar element | |
DE19827125A1 (en) | Generator for parallel collimated beams from fiber coupled laser diodes for laser Doppler measuring devices e.g. laser Doppler anemometers | |
DE102005044770A1 (en) | Method for mounting and adjusting an electro-optical device and measuring device mounted and adjusted according to such a method | |
DE202012010432U1 (en) | Optical sensor | |
DE102014001151A1 (en) | Measurement of the positions of centers of curvature of optical surfaces of a multi-lens optical system | |
DE3832088C2 (en) | ||
DE10320991A1 (en) | Optical position measurement device has a mirror based beam deflection unit for controlling the position of a sampling light beam that can be independently adjusted and aligned | |
DE102015117986A1 (en) | Method for connecting a transmitter module and a receiver module to a transmitter and receiver combination of an optoelectronic detection device and a detection device and motor vehicle with it | |
DE102008028970B4 (en) | Method for aligning an optical sensor | |
DE102016218663B4 (en) | Method for the areal measurement of the wedge angle of a light-transparent pane |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20140301 |