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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.
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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.
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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.
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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.
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Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine
der Linsen bzw. Linsenanordnungen der Kombination um eine zur optischen Achse senkrechte
Drehachse drehbar ist.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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109833/1756