DE3211493A1 - Optische anordnung fuer elektrooptische entfernungsmesser - Google Patents

Description

Optische Anordnung für elektrooptisch Ent feraungsmesser

Die Erfindung betrifft eine optische Anordnung für elektrooptische Entfernungsmesser mit einem Objektiv, einem im achsennahen Raum hinter dem Objektiv angeordneten Reflexionssystem, einem der Rückseite des Objektivs zugewandten Reflektor, einem Sender zum Aussenden der Meßstrahlung über das Reflexionssystem sowie den Reflektor und durch das Objektiv zu einem Meßreflektor, der den Heßstrahlengang durch das Objektiv, über den Reflektor und das Reflexionssystem zu einem Empfänger reflektiert.

Bekanntlich liegen bei elektrooptischen Entfernungsmessern, die ein und dasselbe Zielfernrohr zur visuellen Zielung und zum Formen, Aussenden und Empfangen des Meßstrahlenganges verwenden, Beobachtungs- und Meßstrahlengang biaxial oder koaxial zueinander. In diesen Entfernungsmessern ist der Strahlengang der Zielfernrohre vorteilhaft geradsichtig, während das Meßlicht über symmetrisch zur optischen Achse angeordnete Reflexionssysteme, die den achsemiahen Raum des Entfernungsmessers in der Uähe und außerhalb der Objektive von Beobachtungsund Meßlicht abschatten. Werden mit einem solchen Entfernungsmesser nahe gelegene Ziele oder Ziele durch enge Rühren angezielt, wo die Meßstrahlung im achsennahen

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Raum benötigt wird, so sind aur Brzeuguag von Halbpupillen relativ große Reflexions flächen in d@^ Ι&,β der Fernrohrachse und umfangreiche Reflesioas- und Abbildungssysteme zum Führen des Meßstrahl©Bgaoges vom Sender in das Fernrohr und vom Fernrohr zum Empfänger notwendig·

Durch die Erfindung sollen die aufgezeigten Häängel ver mieden und dei⁰ Aufwand an optischen Bauteilen und Systemen vermieden werden. Außerdem soll die Anordnung von Sender und Empfänger nahe dem Fernrohrstpahlengang ermöglicht und damit die Größe eines elektrooptischen Entfernungsmessers verringert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es_s das ©ptisela.© System eines elektrooptischen Entfernungsmessers so %u gestalten, daß trotz Kleinheit der Reflexionsfl^chen ein ausreichender Anteil von Meßstrahlung vom Sender auaa Empfänger gelangt und daß bei der Bildung des IfeBsteahleagange® die vorhandenen Reflexionsflächen optimal ausgeautat werden.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadiarek gelöst _s daß das Reflexionssystem gegenüber der optischen Achs© des Objektivs versetzt ist, im geseaeleteB Ufeßstralaleingang nacheinander eine zur optisches, IAsθ um 45° dem Objektiv zugeneigte Re flexions fläche uad eine rechtwinklig zur optischen Achse angeordnete Reflesionsfläche zwischen der zugeneigten lefiesLöBsfläche und dem Reflektor eine zur zugeneigtes Heflesiongfläehe im wesentlichen parallele ßeflexionsflldae aufweist und daß die Ausdehnung der zugeneigten R©fl©xioasfläche rechtwinklig zur optischen Achse kleiner ist als die gleich gerichtet© Ausdehnung der reeiatwlaklig zur

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optischen Achse gerichteten Reflexionsfläche. Dadurch ist es möglich, unter Beachtung des öffnungswinkels des Meßstrahlenganges Sender und Empfänger nahe am Fernrohrs tr ahlengang des elektrooptischen Entfernungsmessers anzuordnen, das optische System für Sender und Empfänger sehr kurz zu halten, mit wenigen Reflexionselementen für den Meßstrahlengang auszukommen und ohne Umschalten oder Bewegen von optischen Bauteilen nahe und ferne Ziele, an denen der Meßreflektor angeordnet ist, anzumessen« Im einfachsten Fall können die beiden um 45° zur optischen Achse geneigten Reflexionsflächen zusammenfallen. Soll allerdings die Vergleichsstrecke (Kurzschlußstrecke) durch dasselbe Reflexionssystem gleichzeitig mit geführt werden, so ist es von Vorteil, wenn die zugeneigte Reflexionsfläche in der optischen Achse für die Meßstrahlung durchlässig ist und die zu ihr parallele Reflexionsfläche zu einem Rhombusprisma gehört, das auf die zugeneigte Reflexionsfläche aufgebracht ist. Eine hinsichtlich der Fernrohrlänge günstige Lösung ergibt sich dadurch, daß die zur optischen Achse rechtwinklig angeordnete Reflexionsfläche einen Teil der Rückfläche des Objektivs berührt. Es versteht sich von selbst, daß das Reflexionssystem ebenso wie das Objektiv und in Anpassung an den Meßstrahlengang vorteilhaft eine zylindrische Form hat.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel.

In Fig. 1 sind zwischen einem Objektiv 1 und einem Okular 2 mit einer gemeinsamen optischen Achse 0--O₁ ein Träger 3 für eine Zielmarke 4, ein Umkehrprisma 5 zur Erzeugung aufrechter und seitenrichtiger Zielbilder, eine Fokussierlinse 6, ein teildurchlässiger Reflektor 7

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und ein Reflexionssystem 8 angeordnet, das auf die Rückfläche 9 des Objektivs 1 aufgekittet ist. Die Zielmarke 4 befindet sich in einer gemeinsamen Bildebene von Objektiv 1 und Okular 2 auf der optischen Achse O₁-O₁. Das Reflexionssystem 8 hat eine Achse R₁-R₁, die gegenüber der optischen Achse O₁-O₁ parallel versetzt ist. Es besteht aus einem Zylinder 10, der mit seiner verspiegelten Grundfläche an den eben geschliffenen achsennahen Teil 11 der Rückfläche 9 gekittet oder gesprengt ist, und mit dem an seiner Deckfläche ein Rechtwinkelprisma 12 mit reflektierender Hypotenusenfläche 13 verbunden ist. Die Projektion der Hypotenusenfläche 13 auf die Deckfläche des Zylinders 10 ist kleiner als die Deckfläche· Seitlich vom Fernrohrstrahlengang 14 ist in der Brennweite des Objektivs 1 einerseits ein Sender und andererseits ein Empfänger 16 angeordnet. Entfernt vom Fernrohr 1-2 eines im übrigen nicht dargestellten elektrooptischen Entfernungsmessers befindet sich am nicht dargestellten anzumessenden Punkt ein Meßreflektor 17 (Tripelprisma).

Durch das Okular 2 wird mit Hilfe des Strichkreuzes 4 das Fernrohr 1-2 auf den Meßreflektor 17 eingerichtet. Der vom Sender 15 gesendete Meßstrahlengang 18 trifft ohne Zwischenoptik auf die Hypotenusenfläche 13, wird von dieser zur verspiegelten Grundfläche des Zylinders 10 und von da in Richtung des Reflektors 7 reflektiert. Dabei gelangt nur ein Teil des Meßstrahlenganges 18 zum Reflektor 7, der seitlich am Rechtwinkelprisma 12 vorbeigeht. Der vom Reflektor 7 reflektierte Meßstrahlengang 18*, 18" hat einen kreisringförmigen Querschnitt (Ringpupille) und gelangt durch das Objektiv 1 zum Meßreflektor 17, der es seitenvertauscht durch das Objektiv 1 zum Reflektor 7 reflektiert. Infolge der Parallelversetzung der Achse R₁-R₁ zur Achse O₁-O₁ in Fig. 1 nach unten erhält nur der Teil der Hypotenusen-

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fläche 13 einen Teil des Meßstrahlenganges 18", der dem Reflektor 7 am nächsten ist· Dieser Teil des Meßstrahlenganges gelangt zum Empfänger 16 und wird zur Messung des Abstandes vom nahe gelegenen Punkt benutzt.

In Fig. 2 sind ein Objektiv 20 mit einer optischen Achse Og-Op, ein Reflektor 21, ein Meßreflektor 22, ein Sender 23 und ein Empfänger 24 dargestellt. Mit der Rückfläche 25 des Objektive 20 ist über ein Zwischenstück 26 ein Zylinder 27 mit einer Reflexionsfläche 23 verbunden, auf dessen nicht reflektierende Fläche 29 ein rechtwinkliges Prisma 30 aufgekittet ist, dessen reflektierende Hypotenusenfläche 31 in der optischen Achse O₃-O₂ ^einen ^⁰*¹* reflektierenden Teil 32 aufweist. Auf der Hypotenusenfläche 31 befindet sich ein Rhombusprisma 33 mit einer Reflexionsfläche 34» die ebenso wie die dem Objektiv 20 zugeneigte Hypotenusenfläche 31 gegenüber der optischen Achse 0₂"°2 ^um ^° S^eneiS"^t *⁸*· ^{Das aus den} feilen 27 bis 34 bestehende Reflexionssystem besitzt eine Achse Rp-R , die in Fig. 2 gegenüber der optischen Achse Op-O₂ nach oben versetzt ist. Zwischen der Hypotenusenfläche 31 und dem Smpfänger 24 ist außerhalb des Raumes zwischen Reflektor 21 und Objektiv 20 ein den Meßstrahlengang 35 parallel versetzendes Hhombusprisma 36 vorgesehen.

Durch den nicht reflektierenden Teil 32 und das Hhombusprisma 33 wird eine Vergleichsmeßstrecke vom Sender 23 zum Empfänger 24 geschaffen. Bei der eigentlichen Entfernungsmessung wird das Rhombusprisma 36 in Richtung eines Pfeiles 37 aus dem Meßstrahlengang 35 geschoben. Dabei verläuft der Meßstrahlengang vom Sender 23 über die Hypotenusenfläche 31 zur Reflexionsfläche 28 und von dort infolge der Abschattung durch das Rechtwinkelprisma 30 mit kreisringförmigem Querschnitt zum Reflektor 21, der den Meßstrahlengang durch das Objektiv 20 zum Meßreflektor 22 lenkt. Der vom Meßreflektor 22 seitenvertauscht reflektierte Meßstrahlengang gelangt

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durch das Objektiv 20 zum Reflektor 21. Von dem vom Reflektor 21 reflektierten Meßstrahlengang gelangt nur der Teil zum Empfänger 24, der infolge der Parallelversetzung der Achse Hp-R. zur Achse O?"®? ^{von dem} ^⁶^-¹ der Reflexions fläche 34 reflektiert wird, der vom Reflektor 21 am weitesten entfernt ist. Im übrigen sind der Aufbau und die Wirkungsweise ähnlich wie zu Pig. 1 beschrieben.

Claims (4)

1. -sr-

   yOptische Anordnung für elektrooptisch^ Entfernungsmesser mit einem Objektiv, einem im achsennahen Raum hinter dem Objektiv angeordneten Reflexionssystem, einem der Rückseite des Objektivs zugewandten Reflektor, einem Sender zum Aussenden eines Heßstrahlenganges über das Reflexionssystem sowie den Reflektor und durch das Objektiv zu einem Meßreflektor, der den Meßstrahlengang durch das Objektiv, über den Reflektor und das Reflexionssystem zu einem Empfänger reflektiert, gekennzeichnet dadurch, daß das Reflexionssystem gegenüber der optischen Achse des Objektivs versetzt ist, im gesendeten Meßstrahlengang nacheinander eine zur optischen Achse um 45° dem Objektiv zugeneigte Reflexionsfläche und eine rechtwinklig zur optischen Achse angeordnete Reflexionsfläche zwischen der zugeneigten Reflexionsfläche und dem Objektiv aufweist und im zu empfangenden Meßstrahlengang zwischen der zugeneigten Reflexionsfläche und dem Reflektor eine zur zugeneigten Reflexionsfläche im wesentlichen parallele Reflexionsfläche besitzt und daß die Ausdehnung der zugeneigten Reflexionsfläche rechtwinklig zur optischen Achse kleiner ist als die gleich gerichtete Ausdehnung der rechtwinklig zur optischen Achse gerichteten Reflexions f 1 äche .
2. 2. Optische Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die parallele Reflexionsfläche mit der zugeneigten Reflexionsfläche zusammenfällt.
3. 3. Optische Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die zugeneigte Reflexionsfläche in der optischen Achse für den Meßstrahlengang durchlässig ist und die zu ihr parallele Reflexionsfläche zu einem Rhombusprisma gehört, das auf die zugeneigte Reflexionsfläche aufgebracht ist.

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4. 4. Optische Anordnung nach, Anspruch, I₉ gakennseicknet dadurch, daß di© zur optischen Aclase reelitwiakllg angeordnete Re flexions fläche einen feil d@r Miclcfläolie des Objektivs berührt„