DE2101772A1 - Optisches System - Google Patents

Optisches System

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Publication number
DE2101772A1
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DE
Germany
Prior art keywords
lens
optical system
light beam
rotation
axis
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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.)
Pending
Application number
DE19712101772
Other languages
English (en)
Inventor
Karl Otto Ragnar Lidingo Scholdstrom (Schweden) P
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGA AB
Original Assignee
AGA AB
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Filing date
Publication date
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Publication of DE2101772A1 publication Critical patent/DE2101772A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • G01C3/02Details
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21WINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2131/00Use or application of lighting devices or systems not provided for in codes F21W2102/00-F21W2121/00
    • F21W2131/40Lighting for industrial, commercial, recreational or military use
    • F21W2131/402Lighting for industrial, commercial, recreational or military use for working places

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Lenses (AREA)

Description

  • Optisches System Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches System mit lichtbüdelverbreiternder Wirkung, insbesondere für Entfernungsiesser Mit Lichtübertragung zu einem entfernten Reflektor, das eine Kombination aus einer zerstreuenden Linse und einer sammelnden Linse bzw. aus entsprechenden Linsenanordnungen enthält.
  • Unter bestimmten Umständen, für die der oben erwähnte rall eines Entfernungsmessers ein Beispiel liefert, kann es erwiinscht sein, die Form eines Lichtbündels zu verändern. Bei mit Lasern ausgertisteten Entfernungsmessern besteht der Wunsch, die Divergenz des abgestrahlten Lichtbündels von einem Normalwert von 1 mBad auf etwa 0,1 mRad redzieren zu können. Als Ergebnis einer solchen Reduzierung erhält man auf dem Reflektor in größerer Entfernung etwa hundertmal mehr Licht, und Entsprechendes gilt dann auch für den Lichtempfänger am Meßort.
  • Um eine Beobachtung des Reflektors beim Auftreffen des Lichtbündels während der T Lichtbündelübertragung sicherzustellen und um den auffinden zu können, muß dieser einen sichtbaren Lichtblitz in richtiger Ausrichtung zurücksenden. Als Lichtquelle dafür will man den Laser des Entfernungsmessers verwenden, und dabei ergibt sich dann das Problem, daß eine sehr geringe Divergenz des ausgesandten Lichtbündela die richtung schwierig macht, während ein. große Divergenz zu einer ur schwachen Lichtreflexion führt und damit die Beobachtung .rschw.rt.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein optisches System anzugeben, das unter Vermeidung dieser Nachteile und Mängel der bekannten Systeme auf einfache Weise und ohne zusätzliche optische Bauelemente eine kontinuierliche Ausrichtung gestattet.
  • Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine der Linsen bzw. Linsenanordnungen der Kombination um eine zur optischen Achse senkrechte Drehachse drehbar ist.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des optischen Systems läßt sich die Divergenz des abgestrahlten Lichtbündels durch eine einfache Verdrehung der einen Linse bzw. Linsenanordnung verändern, ohne daß die Eokussierung des gesamten Systems berührt wird.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die sammelnde Linse bzw. Linsenanordnung drehbar, und außerdem kann die Drehachse angenähert in einer Hauptebene der sammelnden Linse zw. Linsenanordnung liegen.
  • Gemaß einer Weiterbildung der Erfindung kann zusätzlich eine Einrichtung vorgesehen sein , mit deren Hilfe sich der Abstand zwischen der sammelnden und der zerstreuenden Linse bzw. Linsenanordnung als Punktion der Drehitellung der sammelnden Linse bzw. Linsenanordnung variieren läßt.
  • In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigen: Fig. 1 eine schematisch gehaltene Darstellung eines Entfernungfi messers, bei dem sich die Erfindung anwenden läßt, Fig. 2 ein erfindungsgemäß ausgebiltetes optisches System mit lichtbündelverbreiternder Wirkung und rig. 3 ein Abbild des quer schnitts durch o-iw ische System von Fig. 2 erseugten Lichtbündels in der durch die III - III in Fig. 1 angedeuteten Ebene.
  • Der in Fig. 1 dargestellte Entfernungsmesser mit Aussendung und Empfang von Meßlichtbündeln ruht auf einem Traggestell SU und besitzt einen Tubus T mit einem optischen System bekannter Art sowie einen Drehteil S, der sich um eine vertikale Achse A' gegenüber dem Traggestell SU verdrehen läßt und seinerseits den Tubus T um eine horizontale Achse A schwenkbar trägt. Der Tubus T läßt sich daher sowohl in Vertikairichtung als auch seitlich auf einen entfernt aufgestellten Reflektor R ausrichten.
  • Fig. 2 veranschaulicht ein optisches System zur Lichtbündelverbreiterung, bei dem eine zerstreuende Linse L mit einer sammelnden Linse L' zusammenwirkt, was eine für Systeme dieser Art bekannte Kombination darstellt. Sowohl die zerstreuende Linse L als auch die sammelnde Linse L' kann selbstverständlich als Linsenanordnung mit mehreren Einzellinsen gebaut sein.
  • Die positive oder saselnde Linse L' läßt sich um eine Drehachse A" verdrehen, die senkrecht zur Zeichenebene verläuft. Die Drehung der Linse L' erfolgt dabei unter Steuerung durch einen Betätigungshebel M, der in der Zeichnung lediglich schematisch durch eihe strichpunktierte Linie angedeutet ist.
  • Die negative Linse L kann in geeigneter Weise verschiebbar in einer Fassung F sitzen, so daß sich ihre Stellung in Verbindung mit der Verdrehung der positiven Linse L' variieren läßt. Beide Bewegungen können zu gemeinsamer Steuerung durch den Betätigungshebel M miteinander gekoppelt sein.
  • Die Funktionsweise des dargestellten optischen Systems beruht darsuf, daß eine Verdrehung der sammelnden oder positiven Linse L' um die Drehachse A!' einen Istigiatismus in das System einführt; der das ausgesandte Lichtbündel in einer Querrichtung dehnt, in der anderen Querrichtung dagegen ohne Einfluß bleibt, wie dies in Fig. 3 veranschaulicht ist, wo die ausgezogene Linie B den Lichtbündelquerschnitt für die in Fig. 2 teranschzulichte~Norval8tellung der sammelnden Linse L', die gestrichelte Linie B' dagegen den Lichtbündelquerschnitt in der gleichen Ebene in durch Verdrehung der Linse L' um die Drehachse A" abgewandelter Form wiedergibt. Die mit der Verdrehung der Linse L' gekoppelte Verschiebung der Linse L entlang der optischen Achse OA des optischen Systems führt zu einer besonders vorteilhaften Ausführungsform, mit deren Hilfe sich die optischen Eigenschaften des Systems zur Erzielung einer besseren Bildqualität durch Drehbewegungen variieren lassen.
  • Die dargestellte Anordnung hat erhebliche Vorteile im Vergleich zu anderen möglichen Anordnungen, mittels deren das optische System defokussiert werden könnte, was zwar im Ergebnis zu einer Vergrößerung der vom ausgesandten Lichtbündel beleuchteten Fläche, gleichzeitig aber als Folge davon zu einer Verminderung derBeleuchtungsintensität führen würde. Erfindungsgemäß wird die Divergenz des ausgesandten Lichtbündels nur in einer Richtung vergtößert, wobei sich die Beleuchtungsintensität auf einen fünfzigmal kleineren Wert verringern kann.
  • Eine Defokussuerung des optischen Systems, die zu einer gleich starken Lichtbündelverbreiterung führen könnte, würde dagegen die Beleuchtungsintensität auf einen 2 500-mal kleineren Wert herabsetzen. Die Überstreichung einer um den Faktor 50 verbreiterten Oberfläche läßt ich also mit Hilfe der Erfindung im Vergleich zu einem mit Defokussierung des Lichtbündels arbeitenden System mit fünfzigfach größerer BeleuchtungSintensität erreichen.
  • Bei Messungen über große Entfernungen kann zwar auch eine Verminderung der Beleuchtungsintensität auf den fünfzigsten Teil untragbar sein, jedoch ist andererseits eine solch große Lichtbündelterbreiterung in vertikaler Bichtung auch nicht erforderlich, da der einzuhaltende Elevationswinkel im allgemeinen relativ gut bekannt ist. Wird die Lichtbündelverbreiterung in bekannter Weise mittels einer ein den Strahlengang eingefügten Zylinderlinse erzeugt, so muß in diesem Falle die Zylinderlinss auf diese Weise ersetzt werden. Die erfindungsCemäße Anordnung führt insofern zu einer Vereinfachung, als lediglich eine Veränderung des Drehwinkels der Linse L' - gegebenenfalls in Verbindung mit einer Varschiebung der Linse L - erforderlich ist.
  • 109833/1756

Claims (4)

  1. Patentansprüche 1. Optisches System mit lichtbündelverbreiternder Wirkung, insbesondere für Entfernungsmesser mit Lichtübertragung zu einem entfernten Reflektor, das eine Kombination aus einer zerstreuenden Linse und einer saamelnden Linse bzw. aus entsprechenden Linsenanordnungen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Linsen (L oder L') der Kombination um eine zur optischen Achse (OA) senkrechte Drehachse (A") drehbar ist.
  2. 2. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sammelnde Linse (L') bzw Linsenanordnung drehbar ist.
  3. 3. Optisches Syatem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (A") angenähert in einer Hauptebene der sammelnden Linse (L') bzw. Linsenanordnung liegt.
  4. 4. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der zerstreuenden Liner (L) und der sammelnden Linse (L') bzw. zwischen den entsprechenden LLasenanordnungen in Abhängigkeit von der Drehstellung der sammelnden Linse bzw. Linsenanordnung variierbar ist.
    Leerseite
DE19712101772 1970-01-15 1971-01-15 Optisches System Pending DE2101772A1 (de)

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