DE4142097A1 - Abstandsmessgeraet mit bildaufnehmerfunktion - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein
Abstandsmeßgerät (auch als Entfernungsmesser bekannt) zum
Messen des Abstandes in bezug auf einen interessierenden
Gegenstand, durch Aussenden eines Lichtstrahles und
Erfassen des vom Gegenstand reflektierten Lichtstrahles.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Abstandsmeßgerät,
das einstückig mit einem Bildaufnehmersystem ausgestattet
ist, um während der Abstandsmessung eine Sichterkennung des
Gegenstandes zu ermöglichen.
Bei einem bisher bekannten Gerät zur Erfassung des
Abstandes zu einem Zielobjekt wird ein Lichtstrahl, wie
etwa ein Laserlichtstrahl, auf das Zielobjekt gerichtet,
und der vom Objekt reflektierte Lichtstrahl wird von einem
optischen System, wie etwa einer konvexen Linse oder einem
konkaven Spiegel, erfaßt, woraufhin die zwischen der
Aussendung des Laserstrahls und dem Empfang desselben
entstandene Verzögerungszeit erfaßt wird, um den Abstand
zwischen dem Gerät und dem Objekt zu bestimmen.
Eine typische Ausführungsform dieses Abstandsmeßgerätes ist
in Fig. 6 dargestellt. In Fig. 6 bezeichnet das
Bezugszeichen 100 eine optische Sendeeinheit mit einer
Linsentrommel 1, die eine an einer Bodenwand befestigte
Laserdiode 2 sowie eine am offenen Ende der Trommel
gegenüber der Laserdiode 2 befestigte konvexe Linse 3
enthält, die den von der Diode 2 ausgesandten
Laserlichtstrahl konvergiert, um so einen Meßlichtstrahl
Lt mit einem Konvergenzwinkel Rt auszusenden. Die
Laserdiode 2 ist in der optischen Achse der konvexen Linse
3 angeordnet. Das Bezugszeichen 200 bezeichnet eine
optische Empfangseinheit mit einer Linsentrommel 4, die
eine an einer Bodenwand befestigte Fotodiode 5 und eine am
offenen ende gegenüber der Fotodiode 5 befestigte konvexe
Linse 6 zur Aufnahme eines Lichtstrahles Lr aufweist, der
bei der Reflexion des Meßlichtstrahles Lt am Zielobjekt
entsteht. Im einzelnen ist die Fotodiode 5 in der optischen
Achse der konvexen Linse 6 an einer Stelle angeordnet, die
mit dem Brennpunkt der konvexen Linse 6 übereinstimmt.
Weiter ist in der Trommel 4 ein Filter 7 fest eingebaut,
das nur infrarote Lichtstrahlen des reflektierten Strahles
Lr durchläßt, während es die sichtbaren Lichtstrahlen
unterbricht. Die optische Sendeeinheit 100 und die optische
Empfängereinheit 200 sind betrieblich mit einer
Steuereinheit 8 verbunden, die einen Impulsdetektor 10 zum
Verstärken und Profilieren des von der Fotodiode
gelieferten elektrischen Ausgangssignals, sowie eine
Signalverarbeitungsschaltung 11 aufweist, die zur
rechnerischen Bestimmung des Abstandes zum Zielobjekt
aufgrund der zwischen der Aussendung des Laserimpulses und
dem Empfang des reflektierten Impulses abgelaufenen
Zeitverzögerung bzw. Zeitspanne dient. Mit der
Steuereinheit 8 ist eine Anzeigeeinheit 12 zur Anzeige der
Abstandsinformation in Form einer numerischen und/oder
graphischen Darstellung verbunden.
Nunmehr wird das Arbeitsprinzip des beschriebenen
Abstandsmeßgerätes unter Bezugnahme auf das in Fig. 7
dargestellte Zeittaktdiagramm erläutert. In diesem Diagramm
ist in Höhe der Markierung (a) die Impulswellenform des
Meßlichtstrahles L dargestellt, der von der optischen
Sendeeinheit 100 ausgestrahlt wird. Wie ersichtlich, wird
eine Folge von Lichtimpulsen mit einer Impulsdauer bzw.
Impulsbreite tm (etwa 20 ns) von der Laserdiode 2
periodisch im Zeitintervall tp (etwa 100 us) ausgesandt,
wobei die Diode von der im Impulsgenerator 9 eingebauten
Steuereinheit 8 angesteuert wird. Andererseits ist in Höhe
der Markierung (b) der Fig. 7 eine Wellenform dargestellt,
die dem von der Fotodiode 5, nach Empfangen des am
Zielobjekt reflektierten Impulslichtstrahls L, ausgegebenen
Signal entspricht. Wie der Vergleich der Wellenformen (a)
und (b) zeigt, tritt zwischen der Aussendung eines
Lichtimpulses und dem Empfang des entsprechenden
reflektierten Impulses eine Zeitspanne t auf, die sich mit
dem Abstand zum Zielobjekt verändert. Entsprechend kann
aufgrund dieser Zeitspanne, die die vom Lichtimpuls zum
Hin- und Rücklaufen zwischen dem Gerät und dem Zielobjekt
benötigte Zeit darstellt, der Abstand zum Zielobjekt
rechnerisch gemäß folgender Gleichung bestimmt werden:
R=c·t/2;
wobei R der Abstand und c die Lichtgeschwindigkeit von 2.99792458·108/ms ist.
R=c·t/2;
wobei R der Abstand und c die Lichtgeschwindigkeit von 2.99792458·108/ms ist.
Nebenbei bemerkt sollte die Laserdiode 2 vorzugsweise aus
einer Infrarotlaserdiode bestehen, die in der Lage ist,
unsichtbare Infrarotstrahlen mit einer Wellenlänge in der
Größenordnung von 900 nm auszusenden, weil größere
Wellenlängen zu einer größeren Ausgangsleistung führen und
der Abstandsmeßvorgang dagegen geschützt werden kann, daß
er vom Zielobjekt bemerkt und letzteres geblendet wird.
Das beschriebene Abstandsmeßgerät kann sicher die aufgrund
der Verwendung einer Infrarotlichtquelle entstehenden
vorteilhaften Wirkungen für sich in Anspruch nehmen. Das
Gerät leidet aber unter dem Nachteil, daß das von der
Messung betroffene Objekt nicht identifiziert werden kann.
Als Mittel zur Lösung dieses Problems ist ein Gerät
bekannt, bei dem ein Sucher, bestehend aus einem weiteren
optischen System in Kombination mit dem für die
Abstandsmessung bestimmten optischen System, vorgesehen
ist. Dabei ist der Benutzer jedoch gezwungen, das Auge
näher an das Okular der Suchoptik heranzubringen, was bei
einigen praktischen Anwendungen des Abstandsmeßgerätes, wie
etwa beim Kraftfahrzeug, unerwünscht ist.
In Anbetracht des Standes der Technik besteht ein Ziel der
vorliegenden Erfindung in der Schaffung eines
Abstandsmeßgerätes, das mit der Funktion der Überwachung
des Objektes während der Abstandsmessung durch einen
Infrarotlichtstrahl ausgestattet ist.
Im Hinblick auf das obige sowie weitere Ziele, die im Laufe
der Beschreibung deutlich werden, wird gemäß einem Aspekt
gemäß der vorliegenden Erfindung ein Abstandsmeßgerät
geschaffen, das folgende Komponenten aufweist:
eine Lichtquelle zum Aussenden eines gepulsten
Infrarotlichtstrahls; eine optische Sendereinheit mit einem
optischen System zum Konvergieren des gepulsten
Infrarotlichtstrahls; eine optische Empfängereinheit zum
Bündeln des bei der Reflexion des gepulsten
Infrarotlichtstrahls an dem interessierenden Objekt
entstehenden Reflexionslichtstrahls; Mittel zur
rechnerischen Bestimmung des Abstandes zum Objekt aufgrund
der Zeitspanne zwischen der Aussendung des gepulsten
Infrarotlichtstrahls durch die Sendereinheit und dem
Empfang des reflektierten Lichtstrahls durch die
Empfängereinheit; einen Spiegel, der entweder in der
Sendereinheit, oder in der Empfängereinheit eingebaut ist,
um den Durchtritt der infraroten Lichtstrahlen zu
ermöglichen, aber die sichtbaren Lichtstrahlen zu
reflektieren; einen in der Sendereinheit angebrachten
Sichtfeldbildsensor, auf dem die vom Spiegel reflektierten
sichtbaren Lichtstrahlen fokussiert werden; eine
Bildsignalverarbeitungsschaltung zur Verarbeitung des vom
Sichtfeldbildsensor ausgegebenen Bildsignals; und eine
Anzeigeeinheit zur Anzeige des Ergebnisses der
Bildsignalverarbeitung.
Bei diesem Aufbau des Entfernungsmeßgerätes erfolgt die
Messung des Abstandes zum Zielobjekt in der Weise, daß der
gepulste Infrarotlichtstrahl von der Sendereinheit
ausgestrahlt und der vom Objekt reflektierte Lichtstrahl
von der Empfängereinheit aufgefangen wird, während
gleichzeitig die in die Sender- oder Empfängereinheit
einfallenden sichtbaren Lichtstrahlen durch den Spiegel
reflektiert, auf den Sichtfeldbildsensor fokussiert und von
der Bildsignalverarbeitungsschaltung verarbeitet werden.
Damit wird das mit dem bekannten Gerät verbundene Problem
befriedigend gelöst.
Das genannte Ziel sowie weitere Ziele, Merkmale und
Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung
mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher hervor.
Der wesentliche Gegenstand der Figuren wird nachstehend
kurz beschrieben.
Fig. 1 veranschaulicht schematisch den allgemeinen Aufbau
des Abstandsmeßgerätes gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung;
Fig. 2 stellt ein Diagramm zur Veranschaulichung von
Kennlinien des im Gerät der Fig. 1 verwendeten
dichroitischen Spiegels dar;
Fig. 3 bis 5 stellen Sichtfelder zur Veranschaulichung
von Beispielen der von der Anzeigeeinheit
erzeugten Bilder dar, wobei von einer
Fensterfunktion Gebrauch gemacht wird;
Fig. 6 ist eine schematische Darstellung eines bekannten
Abstandsmeßgerätes; und
Fig. 7 stellt ein Zeittaktdiagramm zur Veranschaulichung
des der Abstandsmessung zugrundeliegenden Prinzips
dar.
Nunmehr wird die Erfindung in Verbindung mit bevorzugten
oder typischen Ausführungsformen derselben unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen im einzelnen beschrieben.
Fig. 1 veranschaulicht allgemein die Struktur des
Abstandsmeßgerätes gemäß einer Ausführungsform der
Erfindung. Gemäß Fig. 1 weist eine allgemein mit dem
Bezugszeichen 100 gekennzeichnete optische Sendereinheit
eine Linsentrommel 1 auf, die einstückig mit einer
Zweigtrommel 1a versehen ist, welche sich senkrecht zur
Längsachse der Linsentrommel 1 erstreckt. Am Boden der
Linsentrommel 1 ist eine Laserdiode 2 angeordnet, die einen
Laserlichtstrahl mit einer Wellenlänge in der Größenordnung
von 900 nm aussenden kann. Am offenen Ende der
Linsentrommel 1 ist eine konvexe Linse 3 montiert, um einen
Meßlichtstrahl L durch Konvergieren des von der Laserdiode
2 mit einem Konvergenzwinkel Rt ausgesandten
Meßlichtstrahles Lt zu erzeugen. Hierzu ist die
Laserdiode 2 in der optischen Achse der konvexen Linse 3
angeordnet. Weiter ist in der Linsentrommel 1 ein
dichroitischer Spiegel 101 fest angeordnet, der unter einem
Winkel von 450 relativ zur optischen Achse der konvexen
Linse 3 geneigt ist und die optische Wirkung besitzt, daß
er im wesentlichen alle infraroten Lichtstrahlen mit einer
Wellenlänge von über 750 nm durchläßt, während er im
wesentlichen alle sichtbaren Lichtstrahlen reflektiert, wie
Fig. 2 zum Ausdruck bringt. Ein Sichtfeldbildsensor 102 ist
an der Bodenwand der Zweigtrommel 1a an einer Stelle
montiert, die dem Brennpunkt des optischen Systems,
bestehend aus der konvexen Linse 3 und dem dichroitischen
Spiegel 101, entspricht.
Andererseits weist eine allgemein mit 200 gekennzeichnete
optische Empfängereinheit eine Linsentrommel 4 auf, die
eine am Boden montierte Fotodiode 5 sowie eine am offenen
Ende montierte konvexe Kondensorlinse aufnimmt. Die
Fotodiode 5 ist in der optischen Achse der Kondensorlinse
6, im wesentlichen im Brennpunkt derselben, angeordnet, so
daß der von der optischen Sendereinheit 100 ausgesandte und
am Objekt (in Fig. 1 nicht dargestellt) reflektierte
Meßlichtstrahl Lt von der optischen Empfängereinheit 200
als reflektierter Lichtstrahl Lr empfangen und auf die
Fotodiode 5 zur lichtelektrischen Umwandlung fokussiert
wird. Ein Trennfilter 7 für sichtbares Licht ist in der
Empfängerlinsentrommel 4 an einer Stelle hinter der
Kondensorlinse 6 angeordnet, um nur die infraroten
Lichtstrahlen des vom Objekt reflektierten Lichtstrahls
Lr durchzulassen. Die optische Sendereinheit 100 sowie
die optische Empfängereinheit 200 sind betrieblich an eine
Steuereinheit 8 angeschlossen; die folgende Komponenten
aufweist: einen Impulsgenerator 9 zum Ansteuern der
Laserdiode 2 in der Weise, daß sie einen gepulsten
Laserlichtstrahl aussendet; eine Impulsdetektorschaltung 10
zum Verstärken und Profilieren des von der Fotodiode 5
ausgegebenen elektrischen Signals; eine
Signalverarbeitungsschaltung 11 zur rechnerischen
Bestimmung des Abstandes zum interessierenden Objekt
aufgrund der Zeitspanne zwischen der Aussendung des
Laserstrahlimpulses und dem Empfang des reflektierten
Impulses; und eine Bildverarbeitungsschaltung 112 zur
Verarbeitung des vom Lichtfeldbildsensor 102 gelieferten
Bildsignals. Eine Anzeigeeinheit 12 ist an den Ausgang der
Bildverarbeitungsschaltung 112 zur Anzeige der
Abstandsinformation angeschlossen, wie sie in Verbindung
mit der Bildinformation des Objektes ermittelt wird. Die
Anzeigeeinheit 12 kann aus einer Kathodenstrahlröhre (CRT)
oder einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung (LCD) bestehen.
Bei der beschriebenen Struktur des Abstandsmeßgerätes
ergibt sich der nachfolgende beschriebene Betriebsablauf.
Die rechnerische Bestimmung des Abstandes zum Objekt
aufgrund der Zeitspanne zwischen der Aussendung des
gepulsten Laserstrahls Lt und dem Empfang des vom Objekt
reflektierten Lichtstrahls Lr erfolgt in der gleichen
Weise wie bei dem eingangs in Verbindung mit den Fig. 6 und
7 beschriebenen bekannten Gerät. In dieser Hinsicht kann
also eine erneute Beschreibung unterbleiben. Die folgende
Beschreibung bezieht sich daher auf jene Aspekte,
hinsichtlich derer sich das Abstandsmeßgerät gemäß der
Erfindung von dem bekannten Gerät unterscheidet.
Bezugnehmend auf Fig. 1 werden durch den dichroitischen
Spiegel 101, der in der Senderlinsentrommel 1 unter einem
Winkel von 45° relativ zur optischen Achse der konvexen
Linse 3 angeordnet ist, im wesentlichen sämtliche Strahlen
des sichtbaren Lichtes mit einer Wellenlänge im Bereich von
450 bis 700 nm, das auf den Spiegel 101 unter einem Winkel
von 45° einfällt, unter einem Winkel von 90° relativ zur
optischen Achse der Linse 3 reflektiert bzw. abgelenkt,
während im wesentlichen alle infraroten Lichtstrahlen mit
einer Wellenlänge von mehr als 800 nm geradlinig den
dichroitischen Spiegel 101 passieren, wie aus der in Fig. 2
dargestellten Kennlinie lr hervorgeht. Da die
Laserdiode 2 so ausgebildet ist, daß sie einen gepulsten
Laserstrahl mit einer Wellenlänge von etwa 900 nm liefert,
wie bereits bemerkt wurde, kann der von der Laserdiode 2
ausgesandte gepulste Lichtstrahl den dichroitischen Spiegel
101 durchlaufen und von der konvexen Linse 3 unter dem
vorbestimmten Winkel Rr konvergiert werden, um als
Meßlichtstrahl Lt auf das Zielobjekt gerichtet zu werden.
Das fragliche Objekt wird gewöhnlich durch Sonnenlicht oder
elektrische Lampen beleuchtet. Daher kann durch die konvexe
Linse 3 ein Sichtbild des Objektes eingefangen werden. Im
einzelnen fallen Lichtstrahlen Ll, die von dem unter der
Beleuchtung durch Umgebungslicht stehenden Objekt ausgehen,
als einfallende Lichtstrahlen Li auf die konvexe Linse 3.
Die Strahlen werden dann vom dichroitischen Spiegel 101 zum
Fokussieren auf den Sichtfeldbildsensor 102 abgelenkt. Das
vom Bildsensor 102 ausgegebene Lichtsignal wird durch die
Bildverarbeitungsschaltung 112 zur Anzeige auf dem Schirm
der CRP-Anzeigeeinheit 12 verarbeitet. Dabei hängt der
Feldwinkel von der Brennweite der konvexen Linse 3 und der
Größe des Sichtfeldbildsensors 102 ab. Wird beispielsweise
angenommen, daß die Konvexlinse 3 eine Brennweite von 30 mm
und der Sichtfeldbildsensor 102 eine Größe von 1/2 inch
aufweist, beträgt der Feldwinkel in waagrechter Richtung
etwa 120 und in senkrechter Richtung etwa 9°. Da der
Konvergenzwinkel O, unter dem der Meßlaserstrahl Lt
ausgesandt wird, gewöhnlich etwa 20 beträgt, kann auf der
CRP-Anzeigeeinheit 12 ein Bild sichtbar gemacht werden, das
den interessierenden Gegenstand oder mindestens einen Teil
desselben umfaßt, der vom Meßlaserstrahl Lt angestrahlt
wird. Durch Einrichten und Anzeigen eines Fensters 121
gemäß Fig. 3 auf der Anzeigeeinheit 12 mit einer Größe
entsprechend dem Winkel R, mit dem der Laserstrahl Ll
ausgesandt wird, kann das vom Infrarotlaserstrahl
angeleuchtete Objekt durch Augenschein erkennbar gemacht
werden. Weiter kann die ermittelte Reichweite bzw.
Abstandsinformation in einer Ecke des CRP-Bildschirms
angezeigt werden.
Übrigens gibt es zu dem Fall eines in einem Kraftfahrzeug
zur Messung des Abstandes zu einem vorausfahrenden Fahrzeug
installierten Laserabstandsmeßsystems den Vorschlag, die
Lichtaussendung dreier in einer Gruppe angeordneten
Laserdioden in Abhängigkeit vom Winkel des Steuerrades von
einer Diode auf die andere umzuschalten, um ein
vorausfahrendes Fahrzeug auch in der Kurve eindeutig zu
erfassen. Der Vorschlag ist in der ungeprüften japanischen
Patentanmeldungspublikation Nr. 2 56 076/1985 (JP-A 60-2 56 076)
offenbart. Die Lehre der vorliegenden Erfindung
kann auch bei dieser Art Abstandsmeßsystem angewandt
werden, indem auf dem CRP-Schirm Fenster 122, 123 und 124
entsprechend denjenigen Stellen eingerichtet werden, die
jeweils von den von den drei Laserdioden ausgesandten
Laserstrahlen angeleuchtet werden, so daß das der gerade
arbeitenden Laserdiode zugeordnete Fenster auf dem
CRT-Schirm gemäß Fig. 4 angezeigt wird. Bei dieser
Anordnungsweise kann das laufend anvisierte Objekt visuell
erkannt werden. Fig. 5 zeigt beispielshalber den Fall, daß
ein Fahrzeug auf einer in eine Rechtskurve übergehenden
Straße verfolgt wird.
Bei einer abgeänderten Version des mit der
Bildaufnehmerfunktion ausgestatteten Abstandsmeßgerätes
gemäß der vorliegenden Erfindung können der dichroitische
Spiegel und der Sichtfeldbildsensor in der optischen
Empfängereinheit statt in der optischen Sendereinheit bei
im wesentlichen gleicher Wirkung untergebracht werden. In
diesem Falle kann das Filter 7 eingespart werden.
Wie aus der Beschreibung hervorgeht, kann entsprechend der
vorliegenden Erfindung das Objekt, bei dem die
Abstandsmessung durchgeführt wird, mit hoher Genauigkeit
visuell kenntlich gemacht werden, sofern erfindungsgemäß
ein Spiegel zum Durchlassen des Infrarotlichtes und zum
Reflektieren der sichtbaren Lichtstrahlen in die optische
Sender- oder Empfängereinheit des Abstandsmeßgerätes
eingebaut wird, wobei die vom dichroitischen Spiegel
reflektierten sichtbaren Lichtstrahlen auf einen
Sichtfeldbildsensor fokussiert werden, dessen
Ausgangssignal zur Darstellung auf der Anzeigeeinheit durch
die Bildverarbeitungsschaltung verarbeitet wird.
Obwohl die Erfindung nur für bevorzugte Ausführungsformen
beschrieben worden ist, können zahlreiche Abänderungen
derselben vorgesehen werden, ohne den Grundgedanken und
Umfang der Erfindung zu verlassen. Es wird davon
ausgegangen, daß alle derartigen Änderungen durch das
Konzept und den Umfang der Erfindung abgedeckt werden.
Claims (7)
1. Kombiniertes Abstandsmeß-/Bildaufnehmergerät zum
Messen des Abstandes zu einem Objekt unter Verwendung
eines unsichtbaren Infrarotlichtstrahls bei
gleichzeitiger sichtbaren Anzeige mindestens eines
Bildes des betreffenden Objektes,
gekennzeichnet durch folgende
Komponenten:
eine optische Sendereinheit zum Aussenden des Infrarotlichtstrahls auf das Objekt;
eine optische Empfängereinheit zum Empfangen der vom Objekt reflektierten infraroten Lichtstrahlen;
Rechenmittel zur rechnerischen Bestimmung des Abstandes zum Objekt aufgrund der Zeitdauer zwischen der Aussendung des Infrarotlichtstrahls und dem Empfang der reflektierten infraroten Lichtstrahlen;
Bildaufnehmermittel, die entweder in der optischen Sendereinheit, oder in der optischen Empfängereinheit enthalten sind und zum Aufnehmen der auf das Objekt auftreffenden sichtbaren Lichtstrahlen unter Verwendung eines optischen Systems der optischen Sender- oder Empfängereinheit dienen; und
Bildverarbeitungs-/Anzeigemittel zum Umwandeln der sichtbaren Lichtstrahlen in ein elektrisches Bildsignal, das in Form eines Bildes des Objektes wiedergegeben wird.
eine optische Sendereinheit zum Aussenden des Infrarotlichtstrahls auf das Objekt;
eine optische Empfängereinheit zum Empfangen der vom Objekt reflektierten infraroten Lichtstrahlen;
Rechenmittel zur rechnerischen Bestimmung des Abstandes zum Objekt aufgrund der Zeitdauer zwischen der Aussendung des Infrarotlichtstrahls und dem Empfang der reflektierten infraroten Lichtstrahlen;
Bildaufnehmermittel, die entweder in der optischen Sendereinheit, oder in der optischen Empfängereinheit enthalten sind und zum Aufnehmen der auf das Objekt auftreffenden sichtbaren Lichtstrahlen unter Verwendung eines optischen Systems der optischen Sender- oder Empfängereinheit dienen; und
Bildverarbeitungs-/Anzeigemittel zum Umwandeln der sichtbaren Lichtstrahlen in ein elektrisches Bildsignal, das in Form eines Bildes des Objektes wiedergegeben wird.
2. Kombiniertes Abstandsmeß-/Bildaufnehmergerät nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Bildaufnehmermittel aus einem dichroitischen Spiegel
in der optischen Sendereinheit zwischen einer den
infraroten Lichtstrahl aussendenden Lichtquelle und
einer Projektionslinse zum Projizieren des
Lichtstrahls auf das Objekt, sowie einen
Sichtfeldbildsensor aufweist, der in der optischen
Sendereinheit zum Empfangen der sichtbaren
Lichtstrahlen angeordnet ist, welche durch die
Projektionslinse auf den dichroitischen Spiegel
auftreffen und von ihm reflektiert werden.
3. Kombiniertes Abstandsmeß-/Bildaufnehmergerät nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Bildaufnehmermittel aus einem dichroitischen Spiegel,
der in der optischen Empfängereinheit an einer Stelle
hinter einer Sammellinse der optischen
Empfängereinheit angeordnet ist, und einem
Sichtfeldbildsensor bestehen, der in der optischen
Empfängereinheit zum Empfangen der sichtbaren
Lichtstrahlen angeordnet ist, die durch die
Sammellinse auf den dichroitischen Spiegel fallen und
von diesem reflektiert werden.
4. Abstandsmeßgerät zum Messen des Abstandes zu einem
Objekt, dadurch gekennzeichnet, daß es folgende
Komponenten aufweist:
eine Lichtquelle zum Aussenden eines gepulsten Infrarotlichtstrahls;
eine optische Sendereinheit mit einem optischen System zum Konvergieren des gepulsten Infrarotlichtstrahls;
eine optische Empfängereinheit zum Bündeln des bei der Reflexion des gepulsten Infrarotlichtstrahls an dem interessierenden Objekt entstehenden Reflexionslichtstrahls;
Mittel zur rechnerischen Bestimmung des Abstandes zum Objekt aufgrund der Zeitspanne zwischen der Aussendung des gepulsten Infrarotlichtstrahls durch die Sendereinheit und dem Empfang des reflektierten Lichtstrahls durch die Empfängereinheit;
einen Spiegel, der entweder in der Sendereinheit, oder in der Empfängereinheit eingebaut ist, um den Durchtritt der infraroten Lichtstrahlen zu ermöglichen, aber die sichtbaren Lichtstrahlen zu reflektieren;
einen in der Sendereinheit angebrachten Sichtfeldbildsensor, auf dem die vom Spiegel reflektierten sichtbaren Lichtstrahlen fokussiert werden;
eine Bildsignalverarbeitungsschaltung zur Verarbeitung des vom Sichtfeldbildsensor ausgegebenen Bildsignals;
und eine Anzeigeeinheit zur Anzeige des Ergebnisses der Bildsignalverarbeitung.
eine Lichtquelle zum Aussenden eines gepulsten Infrarotlichtstrahls;
eine optische Sendereinheit mit einem optischen System zum Konvergieren des gepulsten Infrarotlichtstrahls;
eine optische Empfängereinheit zum Bündeln des bei der Reflexion des gepulsten Infrarotlichtstrahls an dem interessierenden Objekt entstehenden Reflexionslichtstrahls;
Mittel zur rechnerischen Bestimmung des Abstandes zum Objekt aufgrund der Zeitspanne zwischen der Aussendung des gepulsten Infrarotlichtstrahls durch die Sendereinheit und dem Empfang des reflektierten Lichtstrahls durch die Empfängereinheit;
einen Spiegel, der entweder in der Sendereinheit, oder in der Empfängereinheit eingebaut ist, um den Durchtritt der infraroten Lichtstrahlen zu ermöglichen, aber die sichtbaren Lichtstrahlen zu reflektieren;
einen in der Sendereinheit angebrachten Sichtfeldbildsensor, auf dem die vom Spiegel reflektierten sichtbaren Lichtstrahlen fokussiert werden;
eine Bildsignalverarbeitungsschaltung zur Verarbeitung des vom Sichtfeldbildsensor ausgegebenen Bildsignals;
und eine Anzeigeeinheit zur Anzeige des Ergebnisses der Bildsignalverarbeitung.
5. Abstandsmeßgerät nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die optische Sendereinheit eine
Projektionslinse zum Projizieren des gepulsten
Infrarotlichtstrahls auf das Objekt, sowie eine
Lichtquelle aufweist,
wobei der Spiegel aus einem dichroitischen Spiegel
besteht, der in der optischen Achse der
Projektionslinse an einer Stelle zwischen der
Projektionslinse und der Lichtquelle unter einem
solchen Winkel angeordnet ist, daß die durch die
Projektionslinse in die optische Sendereinheit
einfallenden sichtbaren Lichtstrahlen auf den
Sichtfeldbildsensor fallen.
6. Abstandsmeßgerät nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der dichroitische Spiegel unter
einem Winkel von 45° relativ zur optischen Achse
geneigt ist, während der Sichtfeldbildsensor unter
einem Winkel von 90° relativ zur optischen Achse an
einer Stelle entsprechend dem Brennpunkt der
Projektionslinse angeordnet ist.
7. Abstandsmeßgerät nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bildverarbeitungsmittel und
die Anzeigemittel mit einer Fensterfunktion zur
Erzeugung eines Fensters auf dem Anzeigeschirm der
Anzeigemittel ausgestattet sind,
wobei das Ergebnis der Bildsignalverarbeitung im
Fenster als sichtbares Bild des Objektes dargestellt
wird.
Applications Claiming Priority (2)
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