DE1966382U

DE1966382U - ELECTRO-OPTICAL RANGEFINDER.

Info

Publication number: DE1966382U
Application number: DEJ16615U
Authority: DE
Original assignee: Jenoptik Jena GmbH
Current assignee: Jenoptik AG
Priority date: 1967-06-12
Filing date: 1967-06-12
Publication date: 1967-08-17

Description

320 955*12 6.6320 955 * 12 6.6

Georg Pradel, Jena Den Ί6. Mai Ί967Georg Pradel, Jena Den Ί6. May 1967

Heinz Richter,, .Jena ..Heinz Richter ,, .Jena ..

EoIf Roder, JenaEoIf Roder, Jena

Elektrooptischer EntfernungsmesserElectro-optical range finder

Die Erfindung betrifft einen elektrooptischen Entfernungsmesser mit je einem optischen System zum Senden und Empfangen eines intensitätsmodulierten JLichtbündels, in dem die optischen Systeme gemeinsam um eine horizontale und eine Tertikaie Achse schwenkbar gelagert sind und bei dem mindestens ein optisches System durch Zuordnung weiterer optischer 6-lieder als visuell benutzbares Zielfernrohr ausgebildet ist.The invention relates to an electro-optical range finder with one optical system each for sending and receiving an intensity-modulated light beam, in which the optical systems are jointly mounted so that they can pivot about a horizontal and a tertiary axis and in the case of the at least one optical system by assigning further 6 optical elements as visually usable Telescopic sight is designed.

Es sind bereits elektrooptisch^ Entfernungsmesser bekannt, die selbst oder deren optische Systeme durch Schwenken um eine horizontale und eine Tertikaie Achse mit geringer Genauigkeit orientierbar sind» Diese elektrooptischen Entfernungsmesser sind zwar sehr .gut zur Streckenmessung, jedoch wegen der geringen Genauigkeit der OrIentierungsmittel zu Eichtungs- Mer Winke lmes sung en, Yäe sie etwa mit Theodoliten durchgeführt werden,, ungeeignet.There are already known electro-optically ^ rangefinder, or whose optical systems by pivoting about a horizontal and a Tertikaie axle with low accuracy can be oriented "These electro-optical rangefinder are very ..well for distance measurement, but because of the low accuracy of orientation means to Eichtungs- Measurements at angles such as being carried out with theodolites, for example, are unsuitable.

Im allgemeinen Bestreben nach Verkleinerung der geodätischen Instrumente und Verringerung des instrumenteilen Aufwandes zur Durchführung eines Meßprogramnis wurde auch schon ein elektrooptischer Entfernungsmesser mit den theodolit ähnlich en Merkmalen vorgestellt j in dem die optischen Systeme zum Senden und Empfangen des modulierten Liohtbündels teilweise koaxial angeordnet sind. Die Schwenkungen derIn general, efforts are made to reduce the size of geodetic instruments and reduce the number of instruments Effort to carry out a measurement program was also already an electro-optical rangefinder with the theodolite similar en features presented j in which the optical Systems for transmitting and receiving the modulated Liohtbündels are partially arranged coaxially. The swings of the

— Λ —- Λ -

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Systeme um die horizontale Aoh.se sind an einem Höhenkreis genau ablesbar, und eines der optischen Systeme ist zu einem Zielfernrohr ergänzt. Die Schwenkungen des elektrooptischen üntfernungsm.es8ers um seine Tertikaie Achse (Horizontalwinkel) sind nicht meßbar.Systems around the horizontal Aoh.se are on a height circle can be read precisely, and one of the optical systems has been expanded to become a telescopic sight. The panning of the electro-optical üntfernungsm.es8ers around its tertiary axis (Horizontal angles) cannot be measured.

?*. Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen elektrooptischen Entfernungsmesser so auszubilden, daß. er-, zur genauen Messung von Horizontalwinkeln und darüber hinaus τοη Yertikalwinkeln geeignet ist.? *. The object of the invention is therefore to provide an electro-optical To train rangefinder so that. er, to the exact Measurement of horizontal angles and, moreover, τοη yertical angles is suitable.

Gemäß der Erfindung wird, diese Aufgabe dadurch gelöst, daß im elektrooptischen Entfernungsmesser ein !'ei lungs träger koaxial zur Tertikaiachse und ein Zeiger zur Ermittlung der relativen Lage des Teilungsträgers angeordnet sind. Vorteilhaft sind einem derart ausgebildeten elektrooptischen Entfer-According to the invention, this object is achieved by that in the electro-optical rangefinder one! are arranged coaxially to the Tertikai axis and a pointer for determining the relative position of the graduation carrier. Advantageous are such designed electro-optical distance

Φ~ nungsmesser auch ein zur Horizontalachse konzentrischer Teilungsträger und ein entsprechender Zeiger .,gageordnet, mit Φ ~ voltmeter also concentric to the horizontal axis graduation carrier and a corresponding pointer., Gage arranged, with

deren Hilfe die Schwenkungen der optischen Systeme um. diewhose help the swiveling of the optical systems around. the

horizontale Achse in bekannter Weise genau bestimmt werden können. Die Teilungsträger können aus. durchsichtigem oder . undurchsichtigem Material bestehen^ sie können Binfach- oder Doppelkreise sein. Die jeweilige Teilung kann eine aus Strichen bestehende oder eine codierte Winkelteilung sein. Der Zeiger kann die Form eines Striches, einer mit fotoelektri- £ sehen Empfängern zusammenwirkender Blende oder mehrere Striche haben_? die zwei um Ί80 des. Teilungsträgers versetzten Teilen angehören.horizontal axis can be precisely determined in a known manner. The graduation carriers can be made from. clear or. consist of opaque material ^ they can be bin-fold or double circles. The respective division can be a division consisting of lines or a coded angular division. The pointer can be in the form of a line, a diaphragm that interacts with photo-electric receivers, or several lines _? which belong to two parts offset by Ί80 of the graduation carrier.

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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist zur IfAccording to a further feature of the invention is for If

objektiven oder subjektiven Erfassung der relativen lage von Teilungsträgern und Zeigern eine einzige Yorriciitung, beispielsweise ein Ablesemikroskop, vorgesehen, mit deren Hilfe die Schwenkungen der optischen Systeme um'die horizontale und vertikale Achse zeitlich nacheinander oder örtlich nebeneinander bestimmbar sind. Vorteilhaft sind die beiden optischen Systeme mit gemeinsamer optischer Achse ineinandergeschoben angeordnet«objective or subjective detection of the relative position of graduation carriers and pointers a single correction, For example, a reading microscope is provided, with the help of which the swiveling of the optical systems around the horizontal and vertical axis can be determined chronologically one after the other or locally next to one another. They are advantageous two optical systems with a common optical axis arranged one inside the other «

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung sind ein Objektiv i_? eine Fokussierlinse 2 und ein ringförmiger, abbildender Spiegel 3 mit gemeinsamer optischer Achse 0-0 angeordnet. In oder in der Nähe einer Öffnung 4 des Spiegels 3 befindet sich eine moduliertes licht aussendende Strahlungsquelle 5 auf der optischen Aeh.se 0-0. Zwischen dem Spiegel 3 und der Fokussierlinse 2 ist eln-Prisma mit einer reflektierenden Kathetenfläche 7 und einer reflektierenden Hypotenusenfläche 8 so angeordnet, daß der optische Weg zwischen der Strahlungsquelle j?, der dem Spiegel 3 zugekehrten Kathetenfläche 7 und dem Spiegel 3 gleich der Brennweite des ringförmigen, abbildenden Spiegels ist.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the drawing are a lens i _? a focusing lens 2 and an annular, imaging mirror 3 with a common optical axis 0-0 are arranged. In or near an opening 4 of the mirror 3 there is a modulated light emitting radiation source 5 on the optical Aeh.se 0-0. Between the mirror 3 and the focusing lens 2, a prism with a reflective cathetus surface 7 and a reflective hypotenuse surface 8 is arranged so that the optical path between the radiation source j?, The cathetus surface 7 facing the mirror 3 and the mirror 3 is equal to the focal length of the is annular, imaging mirror.

Sine Zielmarke 9 befindet sich in der Bildebene des optischen Systems Λ § 2, die gleichzeitig die Bildebene eines dreigliedrigen Okulars i0| ΛΛ % 12 mit der optischen Achse 0,-0. und die Objektebene eines Abbildungssystems Ί3Its target mark 9 is located in the image plane of the optical system Λ § 2, which is at the same time the image plane of a three-part eyepiece i0 | ΛΛ% 12 with the optical axis 0, -0. and the object plane of an imaging system Ί3

3 -3 -

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mit der optischen ioh.se Op-Op ist, in dessen. Bildebene eine Blende 14 mit einem nachfolgenden liohtelektrlsohen ülmpfänger 15 vorgesehen ist. Die Hypotenusenfläche 8 ist der Fokussierlinse 2 und der Zielmarke 9 zugewandt und unter 45 zur optischen Achse 0—0 geneigt. Zwischen der Zielmarke 9 einerseits sowie dem Okular 1Oj "Hj 12with the optical ioh.se Op-Op is in its. Image plane a diaphragm 14 with a subsequent liohtelectrlsole ülmpfänger 15 is provided. The hypotenuse surface 8 is facing the focusing lens 2 and the target mark 9 and inclined at 45 to the optical axis 0-0. Between the target 9 on the one hand and the eyepiece 1Oj "Hj 12

-** und dem Abbildungssystem 13 andererseits befindet sich ein in den Abbildungsstrahlengang einklLappbarer Spiegel. 16, der im eingeklappten Zustand dargestellt ist. Anstelle des Spiegels könnte auch ein Strahlenteiler Verwendung finden.- ** and the imaging system 13 on the other hand is a Foldable mirror in the imaging beam path. 16, which is shown in the folded state. Instead of A beam splitter could also be used in the mirror.

Objektiv 1 und Pokussierlinse 2 bilden das dem Empfang dienende optische System und Spiegel 3 und reflektierende Kathetenfläche 7 bilden das der Aussendung dienende optische System des Entfernungsmessers. Beide Systeme sind gemeinsam um eine horizontale Achse X-X und eine ver-Objective 1 and focusing lens 2 form the optical system used for reception and mirror 3 and reflective cathetus surface 7 form the optical system of the range finder used for transmission. Both systems are shared around a horizontal axis XX and a ver

^r tikale Achse X-X schwenkbar» Zur Messung der Schwenkungen um die horizontale Achse ist mit den beiden optischen Systemen koaxial zur Aohse X-X ein Teilkreis 17 starr verbunden. Koaxial zur-Achse Y-Y ist ein zweiter Teilkreis „18 gelagert, der an den Schwenkbewegungen der beiden optischen Systeme nicht teilnimmt und aur Messung ihrer Schwenkungen um die Achse Y-X dient. ^r vertical axis XX pivotable »To measure the pivoting around the horizontal axis, a pitch circle 17 is rigidly connected to the two optical systems coaxially to axis XX. A second pitch circle 18 is mounted coaxially to the axis YY, which does not take part in the pivoting movements of the two optical systems and serves to measure their pivoting about the axis YX.

^ Der Beleuchtung der Meßstelle des Teilkreises 17^ The lighting of the measuring point of the pitch circle 17

dient ein Spiegel 19, der über ein Prismensystem EOj'21serves a mirror 19, which has a prism system EOj'21

^[/ natürliches oder künstliches Licht der Meßstelle zuleitet. ^[/ directs natural or artificial light to the measuring point.

Prismen 221 23§ 24 und Linsen 25? 26$ 27 besorgen die seitenrichtige Abbildung der Meßstelle in die Ebene eines als Strichplatte ausgebildeten Zeigers 28, der zusammen mitPrisms 221 23§ 24 and lenses 25? 26 $ 27 get the backwards correct one Mapping of the measuring point in the plane of a pointer 28 designed as a reticle, which together with

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dem Bild der Meßstelle durch ein. Okular 29 betrachtbar Sr the image of the measuring point through. Eyepiece 29 viewable Sr

ist. Die Beleuchtung der Meßstelle des Teilkreises 18 erfolgt ülieT einen Spiegel 30 und ein Prisma 31* Zwei Linsen 32 und 33 bilden die Meßstelle des Teilkreises ebenfalls in die Ebene des Zeigers 28, in die Bildebene des ükulars 29, ab. Das Prisma 24 ka,nn in" die Lage 24^! '*" gebracht werden, wodurch der Strahlengang 34 zum Zeiger unterbrochen und der Strahlengang 35 zum Zeiger 28 freigegeben wirdo Zwischen dem Zeiger 28 und dem Okular ist ein Spiegel 36 so angeordnet, daß die Achse X-S in seiner reflektierenden Fläche liegt und- daß er beim Scnwenken des Okulars 29 um die. Aoh.se Χ-Σ sich um den halben Schwenkungswinkel um die gleiche Achse bewegt.is. The measuring point of the partial circle 18 is illuminated using a mirror 30 and a prism 31 * Two lenses 32 and 33 also form the measuring point of the partial circle in the plane of the pointer 28, in the image plane of the eye 29. The prism 24 can be brought into "the position 24 ^! '*", Whereby the beam path 34 to the pointer is interrupted and the beam path 35 to the pointer 28 is released. A mirror 36 is arranged between the pointer 28 and the eyepiece so that the Axis XS lies in its reflective surface and that when pivoting the eyepiece 29 around the. Aoh.se Χ-Σ moves around the same axis by half the pivot angle.

Ein -von der Strahlungsquelle 5 ausgesendetes divergierendes Lichtbundel 50 wird an der Kathetenfläche A diverging bundle of light 50 emitted by the radiation source 5 is applied to the cathetus surface

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zum Spiegel 3 reflektiert und von diesem parallel zur optischen Achse 0-0 ausgesendet* Durch Schwenken der optischen Systeme 1$ 2 und 3| 7 um die Achsen X-X und X-T wird bei gleichzeitigem Einblick in das Okular 10| .Hg des Zielfernrohrs, zu dem noch der Spiegel 16 die Strichplatte 9j die Hjfpotenusenfläohe 8, die Fokussierlinse und das Objektiv 1 gehören, die Senderichtung des Licht— _s bündeis 50 solange verändert bis es den nicht dargestellten, entfernt aufgestellten Eeflektor trifft. Dieser reiz ■ . ■ " flektiert üann einen Teil des Lichtbündels 50 zum elektrooptischen Entfernungsmesser, in das Zielfernrohr. Mit Hilfe des Zielfernrohrs wird der elektrooptisch^ Entfernungsmes-reflected to the mirror 3 and emitted from this parallel to the optical axis 0-0 * By pivoting the optical systems 1 $ 2 and 3 | 7 around the axes XX and XT, while looking into the eyepiece 10 | .Hg of the sighting telescope, including the reticle 9y the Hjfpotenusenfläohe 8, the focusing lens and the lens 1 to the still of the mirror 16, the transmission direction of light _s bündeis 50 as long as changed until it encounters the not shown, remotely placed Eeflektor. This charm ■. Then a part of the light bundle 50 is deflected to the electro-optical range finder, into the telescopic sight. With the aid of the telescopic sight, the electro-optical distance measuring

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ser genau auf den durch den Reflektor markierten, entfernt '\ liegenden Zielpunkt ausgerichtet und die Richtungen und Entfernungen zu diesem Zielpunkt gemessen. Dabei gibt' die Lage des Zeigers 28 in den Bildern der Meßstelle des Horizontalkreises -17 und des Yertikalkreises 18 den Horizontal— bzw» Yertikalwinkel an.ser labeled exactly to by the reflector, removes' \ lying target point aligned and measured the directions and distances to that destination point. The position of the pointer 28 in the images of the measuring point of the horizontal circle -17 and the yertical circle 18 indicates the horizontal or yertical angle.

Anstatt die beiden optischen Systeme I^ 2 und 3s; 7 koaxial anzuordnen, können sie in bekannter Weise auch über- oder nebeneinander angeordnet sein. Die Erfindung erstreckt sich auch auf solche elektrooptischen Entfernungsmesser mit zwei Teilkreisen (Teilungsträgern, bei denen Jedem Teilkreis ein eigener Zeiger mit einem eigenen Ablesesystem zugeordnet ist oder bei dem die Teilkreise von einer gemeinsamen, künstlichen oder natürlichen Lichtquelle durch eine einzige Öffnung beleuchtet werden.Instead of the two optical systems I ^ 2 and 3s; 7th to be arranged coaxially, they can also be arranged one above the other or next to one another in a known manner. The invention extends This also applies to electro-optical rangefinders with two pitch circles (graduation carriers, in which each pitch circle its own pointer with its own reading system is assigned or in which the pitch circles are shared by a common, artificial or natural light source a single opening can be illuminated.

Falls die Strahlungsquelle 5 im wesentlichen nur unsichtbares Licht aussendet, kann Yoraugsweise dem sendenden optischen System 3| 7 im Brennpunkt des Spiegels 3 eine Lichtquelle zugeordnet sein, die sichtbares licht aussendet und zusammen mit dem optischen System 3J 7 als Suchscheinwerfer dient ο Sowohl das sendende als auch das empfangende optische System kann grundsätzlich als Zielfernrohr ausgebildet sein.If the radiation source 5 is essentially only invisible Sending out light, Ya can eye the sending one optical system 3 | 7 at the focal point of the mirror 3 can be assigned a light source which emits visible light and together with the optical system 3J 7 as a searchlight serves ο both the sending and the receiving optical system can basically be designed as a telescopic sight being.

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Claims

M. 320 955 * 12.6 CT '.?

Sohutan spray

1 · Electro-optical rangefinder with one each optical system for sending and receiving an intensity-modulated Lichfbtindels in which the optical systems are ■ are jointly mounted pivotably about a horizontal and a tertiary axis and in which at least one optical system by assigning further optical links as visually usable Telescopic sight is designed, marked by a part arranged coaxially to the vertical axis lungs carrier and a pointer to determine the relefi \ treni Position of the graduation carrier.

2. Electro-optical range finder according to claim 1, characterized by a coaxial to the horizontal axis an ~ ordered graduation carrier and a pointer to determine the relative position of the graduation carrier "

3 * Blektrooptisoher range finder according to claim 1 and 2, characterized by only one Torri. attention to determine the relative positions of both cable carriers.

4. Slektrooptischer rangefinder according to one of the preceding claims , characterized in that the two optical systems are arranged coaxially to one another *

May 16, 1967

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