DE2310640B2 - Strichplattenbeleuchtung bei einem optischen geraet - Google Patents

Description

55

Die Erfindung betrifft ein optisches Gerät mit einer Strichplatte in der Ebene des reellen Zwischenbildes und einer Beleuchtung für die Strichplatte.

Ein derartiges optisches Gerät ist bekannt (DT-OS 72 832). Dieses bekannte Gerät ist mit einem Reflexvisier versehen, bei dem das von dem zu beobachtenden Gegenstand stammende, in das Gerät einfallende Licht zunächst auf einen halbdurchlässigen Spiegel fällt, der die Lichtstrahlen auf ein Objektiv wirft. Das Objektiv erzeugt ein reelles Zwischenbild, das durch ein Okular betrachtet wird. Um auch Markierungen in der Bildebene abbilden zu können, ist eine Strichmarkierung auf einer Kugeloberfläche angebracht, in deren Mittelpunkt eine Lichtquelle vorgesehen ist. Diese Lichtquelle wirft Licht durch die Strichplatte, die Kugeloberflächengestalt aufweist, auf die Rückseite des halbdurchlässigen Spiegels, der die Lichtstrahlen auf einen Hohlspiegel reflektiert, wobei der Hohlspiegel die Strichplatte ins Unendliche abbildet. Ein Teil dieser Strahlen gelangt durch den halbreflektierenden Spiegel hindurch in das Objektiv und ergibt ein Abbild der Lichtquelle und damit eine Darstellung der Strichplattenfigur in der Bildebene. Diese bekannte Anordnung ist nicht nur relativ aufwendig, sondern sie weist auch den Nachteil auf, daß nur helle Markierungen erscheinen können. Ist das durch das optische Gerät beobachtete Objekt selbst hell, z. B. bei Gegenlicht, so sind die Markierungen nur schlecht sichtbar. Der relativ große Aufwand für das Einspiegeln oder Einblenden der Strichplattenmarkierung beeinflußt die Herstellungskosten des Gerätes, weil einerseits die Kosten der zusätzlichen optischen Elemente in den Herstellungsaufwand eingehen und darüber hinaus auch diese zusätzlichen optischen Elemente exakt hergestellt werden müssen. Das bekannte System erfordert außer der Strichplatte und der Beleuchtung einen planen Halbspiegel und einen Hohlspiegel.

Bei anderen bekannten Strichplattenbeleuchtungen sind die Markierungen auf der Strichplatte matt; sie reflekiieren von einer Lichtquelle seitlich der optischen Achse außerhalb des Abbildungsstrahlenganges eingestrahltes Licht nach ailen Seiten. Auf Grund der diffusen Reflexion gelangt nur ein kleiner Teil des eingestrahlten Lichtes ins Auge, so daß eine relativ starke Beleuchtung nötig ist, und schwache Lichtquellen, wie beispielsweise ohne Strom Licht aussendende Tritiumstrahler, nicht verwendbar sind.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Anordnung zu schaffen, bei der eine großflächige Strichplatte mit einer schwachen Lichtquelle bis zum Rande gut ausleuchtbar ist und die Strichfigur, z. B. ein Fadenkreuz, dem Auge bei dunklem Objekt mit größtmöglicher Helligkeit, bei hellem Objekt dagegen dunkel erscheint.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch, daß die Markierungen der Strichplaitte als Spiegelflächen ausgebildet sind, daß die Stichplatte Bestandteil eines Autokcllimationssystems, gegebenenfalls mit zusätzlichen Linsen, ist, und daß die Lichtquelle im Bereich des bezüglich der Strichplatte okularseitig liegenden Autokoilimationszentrums eingespiegelt oder eingeblendet ist.

Von Vorteil ist bei dem erfindungsgemäßen System, diiß die Strichmarkierung vor dunklem Hintergrund hell erleuchtet und vor hellem Hintergrund dunkel erscheint, so' daß stets ein guter Kontrast vorhanden ist. Es ist in vorteilhafter Weise durch die Erfindung erreicht, daß eine sehr schwache Lichtquelle zum Ausleuchten der Strichplattenmarkierung ausreicht, wobei die Strichplane bis zum Rand hin gut ausgeleuchtet ist. Das ist dadurch erzielt, daß die Strichplattenmarkierung als Spiegelfläche ausgebildet ist und allein oder zusammen mül: Linsen ein Autokollimationssystem bildet, bei dessen Zentrum die Lichtquelle angebracht ist. Dadurch kann eine keinerlei Stromversorgung oder sonstige Energieversorgung benötigte Tritiumröhre als Lichtquelle verwendet werden, wodurch das für mobile oder tragbare Geräte sehr lästige Problem der Energieversorgung gelöst ist, ohne daß man sich deshalb mit einer verminderten Beleuchtungsstärke abfinden müßte.

Schließlich ist der optische Aufwand bei der erfindungsgemäßen Anordnung gering, weil außer einem evtl. vorgesehenen Einspiegelungsprisma keine zusätzlichen optischen Teile erforderlich sind, da die Feldlinse aus optischen Gründen ohnehin nötig ist. Dadurch lassen sich erfindungsgemäße Anordnurgen kostengünstig herstellen und zu konkurrenzfähigen Preisen anbieten.

Unter einem Autokollimationssystem ist ein optisches System zu verstehen, das ein leuchtendes Objek. in sich selber oder in seiner unmittelbaren Nähe abbildet.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird das Licht von der Lichtquelle durch ein im Abbildungsstrahlengang liegendes Prisma oder einen Spiegel eingespiegelt, dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Strahlenbündel an dieser Stelle. Dadurch ergibt sich ein besonders zweckmäßiger und leichter Aufbau für das optische Gerät.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens wird das Licht der Lichtquelle durch ein Loch in einem Spiegel oder in einem verspiegelten Prisma eingeblendet. Damit lassen sich bereits im optischen Gerät eventuell vorhandene Spiegel oder Prismen zur Einblendung der Lichtquelle verwenden. Dadurch werden zusätzliche optische Elemente eingespart.

In einer V/eiterbildung der Erfindung besteht die Strichplatte aus mehreren Teilen, die quer zur optischen Achse bewegt werden können. Damit ist es möglich, beliebige Eingabedaten über den Bildrand zu bewegen, wobei auf der beweglichen Strichplatte immer die im Gesichtsfeld oder im Fenster einer auf der nachstehenden Linse angebrachten Maske stehenden Markierungen sichtbar oder aufgehellt werden.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Prinzipdarstellung der erläuterten Ausführungsbeispiele und

F i g. 2 bis 6 verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Gemäß F i g. 1 ist auf einer im Beispiel ebenen Strichplatte 1 eine Strichfigur, z. B. ein Fadenkreuz, spiegelnd aufgebracht. Der Strichplatte folgt eine Sammellinse 2, neben deren Brennpunkt die Lichtquelle eingespiegelt oder eingeblendet wird. Liegt ein Punkt A der Lichtquelle gemäß F i g. 1 im Brennpunkt der Sammellinse 2 und steht die plane Stichplatte 1 senkrecht zur optischen Achse 3, so werden die vom Brennpunkt A ausgehenden Strahlen durch die Sammellinse 2 achsenparallel gebrochen, so daß sie senkrecht auf die Strichplatte 1 fallen. Sie werden an den reflektierenden Stellen, z. B. am Fadenkreuz, in sich selber reflektiert, und werden gemäß den in F i g. 1 ausgezogenen Strahlen wieder zum Brennpunkt zurückgeleitet. Wird die Lichtquelle beispielsweise unter dem Brennpunkt im Punkt B in F i g. 1 eingespiegelt, so werden die reflektierten Strahlen auf ein gleich großes Flächenelement über dem Brennpunkt zurückgeworfen (Punkt B' in Fig. 1). Die Strahlen gelangen also am einspiegelnden Element vorbei nach hinten zum Auge (gestrichelte Strahlen in F i g. 1).

Gemäß F i g. 2 läßt sich das von einer Lichtquelle 4 ausgehende Licht über einen kleinen Spiegel oder ein kleines Prisma 5 einspiegeln, wobei der Spiegel oder das Prisma vorzugsweise in der Brennebene der Sammellinse 2, aber neben dem Brennpunkt derselben angeordnet ist. Als Lichtquelle kommt beispielsweise eine Tritiumröhre in Betracht. Ergänzend sind in Fig. 2, wie auch in den folgenden Figuren, die optischen Bestandteile eines optischen Gerätes, beispielsweise eines Vermessungsgerätes, nämlich ein Objektiv 6 und ein Linsensystem 7 dargestellt

Gemäß Fig.3 ist in einen zum optischen Gerät gehörenden Spiegel 8, der ungefähr den optisch richtigen Abstand von der Sammellinse hat und der als verspiegelte Fläche eines Prismas ausgebildet sein kann, siehe F i g. 3, ein Loch 9 außerhalb des Durchstoßpunktes der optischen Achse angebracht, so daß durch dieses Loch die Lichtquelle 4 eingeblendet wird.

Da der kleine Spiegel gemäß F i g. 2 bzw. das Loch 9 im Spiegel gemäß F i g. 3 eine Abdeckung in der Pupille verursachen, wird deren Durchmesser im Verhältnis zum Strahlbündelquerschnitt so klein gewählt, daß die Abdeckung nicht stört, etwa wie beispielsweise der Fangspiegel beim Newton-Spiegel-Teleskop oder kleinen

Statt die Einspiegelung oder Einblendung der Lichtquelle neben der optischen Achse vorzunehmen, kann die Einspiegelung oder Einblendung auch auf der Achse erfolgen, wenn die Strichplatte etwas schiefgestellt oder die Sammellinse exzentrisch zur Achse angeordnet ist, damit das zurückreflektierte Licht an der Einspiegelungs- oder Einblendungsstelle vorbei zum Auge gelangt. Ferner ist es möglich, die Einspiegelungs- oder Einblendungsstelle vor oder hinter den Brennpunkt der Sammellinse zu legen, indem dann das Bild der Einspiegelung oder Einblendung hinter oder vor den Brennpunkt der Sammellinse kommt. Die Entfernung vom Brennpunkt darf dabei höchstens so groß sein, daß die reflektierten Strahlen noch zur Austrittspupille gelangen können und nicht vorher abgeschnitten werden.

Eine weitere mögliche Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß die Einspiegelung der Einblendung über einen Lichtteilspiegel erfolgt, wobei dieser auf der optischen Achse, oder auch daneben liegen kann.

Gemäß den in den Fig.4 bis 6 gezeigten Ausführungsbeispielen ist diejenige Fläche der Strichplatte 1, welche das Strichbild trägt, durchgebogen. Dadurch wird das Autokollimationszentrum nach hinten oder vorne verschoben, je nachdem, ob die Fläche von hinten betrachtet konvex oder konkav ausgebildet ist. Dadurch besteht die Möglichkeit, entweder bei gegebener Sammellinsenbrechkraft das Autokollimationszentrum an einen gewünschten Ort zu legen oder die Strichebene einer eventuell vorhandenen Bildkrümmung anzupassen. Ein Spezialfall hiervon ist, daß die Strichfläche so hohl ausgebildet wird, daß eine nachfolgende Feldlinse überflüssig wird. Dies ist der Fall, wenn das Krümmungszentrum der Hohlfläche dem Autokollimationszentrum entspricht.

Die Einspiegelung der Lichtquelle kann sowohl beim Umkehrsystem gemäß Fig.2 und 3, als auch beim Okular erfolgen, wie z. B. gemäß F i g. 6.

Da die beschriebene Anordnung alle Strichfiguren bis an den Bildrand aufhellt, ist es möglich, am Bildrand angeordnete Eingabedaten aufzuhellen, seien diese fix oder beweglich. Für den letzteren Fall kann die Strichplatte unterteilt werden, so daß die Eingabedaten quer zur optischen Achse bewegt werden können und daß auf der beweglichen Strichplatte immer die im Gesichtsfeld oder im Fenster der auf der nachstehenden Linse angebrachten Maske stehenden Markierungen sichtbar oder aufgehellt werden.

Um die Lichtquelle nicht mit einem kleinen Prisma oder Spiegel einblenden zu müssen, die ebenso wie ein

Loch in einer Verspiegelung, in der Pupille des liegen kommt. Dann kann die Lichtquelle selber bzw. Abbildungsstrahlenganges eine kleine Abdeckung er- deren Einspiegelungs- oder Einblendungsstelle außergibt, kann die Strichplatte um einen solchen Winkel halb der Abbildungsstrahlenbündel angeordnet werden, schief gestellt werden, daß das Autokollimationszen- wodurch die Pupille nicht mehr gestört wird,
trum an den Rand der Abbildungsstrahlenbündel zu 5

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Optisches Gerät mit einer Strichplatte in der Ebene des reellen Zwischenbildes und einer s Beleuchtung für die Strichplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungen der Strichplatte (1) als Spiegelflächen ausgebildet sind, daß die Strichplatte (1) Bestandteil eines Autokollimatorsystemes, gegebenenfalls mit zusätzlichen Linsen (2), ist, und daß die Lichtquelle (B) im Bereich des bezüglich der Strichplatte okularseitig liegenden Autokoüimationszentrums eingespiegelt oder eingeblendet ist.

2. Strichplattenbeleuchtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht von der Lichtquelle durch ein im Abbildungsstrahlengang liegendes Prisma oder einen Spiegel eingespiegelt ist, dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Strahlenbündel an dieser Stelle.

3. Strichplattenbeleuchtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht der Lichtquelle durch ein Loch (9) in einem Spiegel oder in einem verspiegelten Prisma eingeblendet ist.

4. Strichplattenbeleuchtung nach einem der Ansprüche 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einspiegelnde oder einblendende Fläche neben der optischen Achse liegt.

5. Strichplattenbeleuchtung nach einem der Ansprüche 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einspiegelnde oder einblendende Fläche teilverspiegelt ist.

6. Strichplattenbeleuchtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einspiegelnde oder einblendende, teilverspiegelte Fläche zentrisch zur optischen Achse liegt.

7. Strichplattenbeleuchtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strichplatte aus mehreren Teilen besteht, die quer zur optischen Achse bewegt werden können.

8. Strichplattenbeleuchtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strichbildebene gekrümmt ist.

9. Strichplattenbeleuchtung nach einem der Ansprüche I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtquelle eine Tritiumröhre verwendet wird.

10. Strichplattenbeleuchtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strichplatte schief zur optischen Achse gestellt ist und daß die Lichtquelle außerhalb der abbildenden Strahlenbündel plaziert, eingespiegelt oder eingeblendet ist.