DE1159872B

DE1159872B - Elektro-optisches Sende- und Empfangs-System

Info

Publication number: DE1159872B
Application number: DEE21540A
Authority: DE
Inventors: Hans-Werner Eschrich
Original assignee: HANS WERNER ESCHRICH
Current assignee: HANS WERNER ESCHRICH
Priority date: 1961-08-04
Filing date: 1961-08-04
Publication date: 1963-12-27

Description

Elektrooptisches Sende-und Empfangs-System Die Erfindung betrifft ein elektrooptisches Sende-und Empfangssystem, das nach dem an sich bekannten Autokollimationsprinzip, jedoch mit einer neuen Art der Bündelteilung arbeitet.
Es sind bereits mehrfach elektrooptische Systeme vorgeschlagen worden, bei denen Sender und Empfänger in einem Gehäuse untergebracht sind und die nach dem Autokollimationsprinzip arbeiten. Sie zeichnen sich gemäß Abb. 1 dadurch aus, daß sie eine für das Sende- und Empfangsbündel gemeinsame Optik 01 besitzen und die Strahlenteilung an einem halbdurchlässigen Spiegel S erfolgt. Im einzelnen ist in Abb. 1. L Sender oder Lichtquelle, E Empfänger oder lichtempfindliches Element, 01 Ein- und Austrittsoptik, K Kondensorsystem für die Lichtquelle L, S halbdurchlässiger Spiegel und O" Optik für das lichtempfindliche Element E. Es sind auch bereits Systeme bekannt, bei denen die Bündelteilung in der Optik 01 dadurch erfolgt, daß diese Optik aus zwei aufeinandergekitteten Linsen mit verschiedenem Durchmesser besteht, das System also für die Randstrahlen eine andere Brennweite besitzt als für die achsennahen Zentralstrahlen. Die weitere Bündelteilung erfolgt dann an einem ringförmigen Spiegel, durch dessen freie Innenzone das Sendebündel tritt, während die Außenzone das Empfangsbündel auf das lichtempfindliche Element reflektiert.
Die Achse der Empfangsoptik 02 und die Achse der Sendeoptik K stehen bei diesen Systemen unter einem Winkel von etwa 90° aufeinander, und der Mittelpunkt des bündelteilenden Spiegels S liegt im Schnittpunkt dieser Achsen. Die Entfernung des Senders bzw. Empfängers von diesem Schnittpunkt hängt von den verwendeten Optiken O" bzw. K ab und ist in den meisten Fällen gleich. Dadurch ergibt sich sowohl in Richtung der Achse des Ein- und Austrittssystems als auch senkrecht dazu eine Mindestbaulänge, die eine Verwendung dieses Systems in einer Reihe von Fällen unmöglich macht. Außerdem erhält das lichtempfindliche Element E durch das Streulicht vom Bündelteilungsspiegel eine Grundbelichtung, die die Höhe des Signals am lichtempfindlichen Element E reduziert. Andererseits sind die beschriebenen Systeme wegen ihrer Justierunempfindlichkeit in Verbindung mit Tripelreflektoren und ihrer Vereinigung von Sender und Empfänger in einem Gehäuse den Systemen mit getrenntem Sender und Empfänger überlegen, so daß versucht werden mußte, die Vorteile der beschriebenen Systeme beizuhalten und die erwähnten Nachteile zu vermeiden.
Dazu wird, ausgehend von einem elektrooptischen Sende- und Empfangssystem nach dem Autokollimationsprinzip mit einer für das Sende- und Empfangsbündel gemeinsamen Optik 01, erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Sender L und der Empfänger E auf einer zur Achse der Ein- und Austrittsoptik 01 senkrecht stehenden Achse liegen, wobei das Gesamtlichtbündel durch zwei Spiegel S1, S2 oder totalreflektierende Prismen P1, P_ in ein Sende- und ein Empfangsbündel halbiert ist.
Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung ist in Abb.2 schematisch dargestellt. Das von der Sendelampe L ausgehende Lichtbündel durchtritt ein Kondensorsystem K und wird durch den Spiegel S1, der auch durch ein totalreflektierendes Prisma P1 ersetzt werden kann und der etwa den halben Bündelquerschnitt erfaßt, in Richtung der Achse der Ein- und Austrittsoptik 01 umgelenkt. Diese Optik 01 kann austauschbar sein, so daß ein Bild der Lampenwendel in beliebiger Entfernung abgebildet werden kann. Das von einem Tripelspiegel TS oder einem ähnlichen optischen System in Einfallsrichtung zurückreflektierte Licht durchtritt ebenfalls wieder die Optik 01 und wird über den Spiegel S2, der etwa die Hälfte des Bündelquerschnittes erfaßt, und eine Optik O, auf dem lichtempfindlichen Element E vereinigt. Um einen Strleulichtübergang vom Sendebündel in das Empfangsbündel zu verhindern, kann zwischen den beiden Spiegeln S1, S.= eine die Optik 01 halbierende Trennwand Tr eingesetzt werden.
Um den Aufbau des eigentlichen Bündelteilungssystems zu veranschaulichen, ist in Abb. 3 eine beispielsweise Ausführungsform dargestellt, bei der zwei totalreflektierende Prismen direkt auf die Ein- und Austrittsoptik 01 aufgekittet sind. In Abb. 3 sind im einzelnen: 01 Ein- und Austrittsoptik, P1 und P2 totalreflektierende Prismen. Selbstverständlich können diese Prismen auch durch zwei Spiegel ersetzt werden, wobei die Spiegel zur Anpassung an den kreisförmigen Bündelquerschnitt eine halbelliptische Form erhalten können.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen elektrooptischen Systems, das zweckmäßig in einem rohrförmigen Gehäuse untergebracht wird, besteht darin, daß die Sendelampe mit einer Zentrierfassung in der Abschlußkappe des Rohres untergebracht werden kann, wodurch ein sehr einfacher Lampenwechsel ermöglicht wird. Eine entsprechende Ausführungsform ist in Abä. 4 schematisch dargestellt. In Abb. 4 sind im einzelnen: O, Ein- und Austrittsoptik, K Kondensorlinse, Si und S, Umlenkspiegel, O,., Optik für das lichtempfindliche Element E, H dessen Halterung, Ka Abschlußkappe, I ein Isolierzwischenstück und L die Sendelampe mit der Zentrierfassung Z.
Um die Optik 01 besser der Rohrform des Gehäuses anzupassen, kann an Stelle einer Bi- oder Plankonvexlinse auch eine Zylinderlinse eingesetzt werden, deren äußerer Krümmungsradius dem Radius des Rohres'entsprechen kann. In diesem Fall sind zweckmäßig an Stelle der Linsen K und O, ebenfalls Zylinderlinsen einzusetzen, so daß die aus 0, und 02 bzw. 0l und K bestehenden Systeme aus gekreuzten Zylinderlinsen aufgebaut sind.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Elektrooptisches Sende- und Empfangssystem nach dem Autokollimationsprinzip mit einer für das Sende- und Empfangsbündel gemeinsamen Optik, dadurch gekennzeichnet, daß Sender (L) und Empfänger (E) auf einer zur Achse der Ein- und Austrittsoptik (0i) senkrecht stehenden Achse liegen, wobei das Gesamtlichtbündel durch zwei Spiegel (S1, S.) oder totalreflektierende Prismen (P1, P.j in ein Sende- und ein Empfangsbündel halbiert ist.
2. Elektrooptisches Sende- und Empfangssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Bündeltrennung dienenden Prismen (P1, Pj direkt auf die Ein- und Austrittsoptik (0l) gekittet sind.
3. Elektrooptisches Sende- und Empfangssystem nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung des Übergangs von Streulicht zwischen dem zum Sendebündel gehörigen Spiegel (S1) bzw. Prisma (P1) und dem zum Empfangsbündel gehörenden Spiegel (S_) bzw. Prisma (P?) eine Trennwand (Tr) vorhanden ist.
4. Elektrooptisches Sende- und Empfangssystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es in einem rohrförmigen Gehäuse untergebracht ist, wobei die als Sender dienende Lampe (L) mit einer Zentrierfassung (Z) in einer Abschlußkappe (Ka) des Rohres angeordnet ist, die durch ein Gewindestück bzw. Bajonettfassung (I) mit dem Rohr verbunden ist.
5. Elektrooptisches Sende- und Empfangssystem nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsen des optischen Systems Zylinderlinsen sind.