SE516538C2 - Koaxiell elektrooptisk avståndsmätare - Google Patents

Description

v. ml|a 10 15 20 25 30 'S16 538 2 hömprisma, reflekteras det mottagna ljuset i viss utsträckning genom spridning. Därför kommer det ej att flmias någon möjlighet att avstándsmätningen ej kan utföras beroende på fullständig överlappning av det transmitterade ljuset och det mottagna ljuset. Emellertid, eftersom ljusflödet hos det transmitterade ljuset är riktat bort frân den optiska axeln, om den reflekterande skivan lutar, kan det ibland inträffa en lägesavvikelse i längdriktnjngen (till exempel fram och tillbaka) mellan en kollirnatorpunkt, vilken är korsningspunkten mellan den reflekterande skivan och den optiska axeln, och en punkt där det transmitterade ljuset reflekteras. Denna avvikelse blir till ett fel i mätningen.

Mot bakgrund av ovan beskrivna nackdelar har föreliggande uppfmning som syfte att tillhandahålla en koaxiell elektrooptisk avstándsmätare vilken varken ger upphov till oförmåga att utföra mätningen eller mätfel.

För att uppnå ovarmämnda och andra syften tillhandahåller föreliggande uppfinning en koaxiell elektrooptisk avstándsmätare innefattande: optiska organ på den ljustrans- mitterande sidan belägna bakom en objektivlins så att ljuset från ett ljussändande organ reflekteras från en första reflektionsyta anordnad intill en optisk axel hos objektivlinsen för att sända detta ljus som transmitterat ljus till ett reflekterande organ anordnat framför objektivlinsen; optiska organ på den ljusmottagande sidan anordnade så att det mottagna ljuset som reflekterats från det reflekterande organet reflekteras från en andra reflekterande yta, anordnad bakom den första reflekterande ytan, för att leda det till ett ljusmottagande organ anordnat vid sidan om den optiska axeln, kännetecknad av att den första reflekterande ytan är anordnad så att den optiska axeln är belägen inuti ett ljusflöde av det transmitterade ljuset, och av att de optiska organen på den ljustransmitterande sidan vidare innefattar omformnings- organ för omforrnning av ett tvärsnitt av det transmitterade ljusets ljusflöde till en punkt- asymmetrisk forrn.

Företrädesvis är de optiska organen pá den ljustransmitterande sidan utformade som ett första prisma och de optiska organen på den ljusmottagande sidan utfonnade som ett andra prisma. Den första reflekterande ytan är utformad som en lutande yta hos ett första prisma för transmitterande av ljus genom passering genom det första prismat och den andra reflekterande ytan är utformad bakom den lutande ytan.

Den andra reflekterande ytan kan även vara utformad i den lutande ytan hos det första prismat och den första reflekterande ytan kan även vara utformad bakom det första prismat.

Företrädesvis innefattar omformningsorganen en membranplatta med en öppning däri P33l l ISEGJ/Uwflp -uvru 10 15 20 25 “S16 538 3 genom vilken öppning ljuset från det ljussändande organet kan passera. Öppningen i membranplattan kan vara trapetsformad, triangulär, stjärnforinad eller ha vattendroppsform.

Omformningsorganen kan även innefatta reflektionsytorgan med en reflekterande yta av relativt enkel form såsom en trapets eller en triangel.

Om ett hörnprisma används som det reflekterande organet uppnår tvärsnittet hos det transmitterade ljusets ljusflöde ett punktsymmetriskt förhållande till det mottagna ljusets ljusflöde. Genom att ändra tvärsnittet hos det transmitterade ljusets ljusflöde till en punkt- asymmetrisk form kommer därför det traiismitterade ljusets ljusflöde och det mottagna ljusets ljusflöde inte att överlappa varandra fullständigt även om det transmitterade ljusets optiska väg och det mottagna ljusets optiska väg kan sammanfalla med varandra. I stället när en del av det mottagna ljuset alltid det' ljusmottagande organet via de optiska organen på den ljusmottagande sidan. Vidare, om den optiska axeln är anordnad att vara placerad inuti det transmitterade ljuset ljusflöde, även i det fall en reflekterande skiva används som reflekteran- de organ, så kommer inget fel att uppträda med anledning av lutningen hos den reflekterande skivan genom att kollimatorläget sammanfaller med det transmitterade ljusets reflektionsläge.

Ovanstående och andra syften och fördelar med föreliggande uppfinning kommer att framgå tydligt med hänvisning till följande detaljerade beskrivning betraktad i förening med bifogade ritningar på vilka: ' Fig. 1 är en schematisk sprängskiss visande arrangemanget enligt ett utföringsexem- pel av föreliggande uppfinning; Fig. 2 är en schematisk vy visande prismomas detaljerade forrn; Fig. 3 är ett diagram visande förhållandet när transmitteratt ljus och mottaget ljus delvis överlappar; Fig. 4 är en schematisk vy visande ett prismas detaljerade form i ett andra utföringsexempel av föreliggande uppfinning; och Fig. 5 är en schematisk vy visande ett prismas detaljerade form i ett tredje utföringsexempel av föreliggande uppfinning.

Med hänvisning till Fig. 1 och 2 betecknar hänvisningssiffran 1 en objektivliris.

Bakom (dvs till höger i Fig. 1) denna objektivlins 1 och på objektivlinsens l optiska axel C är ett okular 2 anordnat, liksom en fokuseringslins 3, vilken är belägen mellan objektivlirisen 1 och en fokuseringsplatta 8, vilken är belägen framför (dvs till vänster i Fig. 1) okularet 2.

Det är således anordnat så att ett teleskop består av objektivlinsen 1, okularet 2, fokuserings- linsen 3 och fokuseringsplattan 8 så att en godtycklig punkt kan kollimateras längs en förlängningslinje för den optiska axeln C, vilken är en linje som förbinder objektivlinsens 1 centrum och fokuseringsplattans 8 centrum. Vidare finns en skivliknande (eller skivformad) P33l1lSE00/UW,ejp »nina 10 15 20 25 o n : u ao :15116 -.5 3 8 4 transparent hållarplatta 4 för prismat, bakom objektivlinsen 1. På den prismahållande plattans 4 baksida fmns fastsatt ett första prisma 5, och ett andra prisma 6 är vidare fastsatt vid det första prismat 5. Mellan dessa prismor 5, 6 och den fokuserande linsen 3 är anordnad en skivliknande dikromatisk spegel 7. Denna dikromatiska spegels 7 funktion är att släppa igenom synligt ljus men selektivt reflektera en ljusvág av ljus som utstrålar från ett ljus- sändande (eller ljusemitterande) organ 52, vilket kommer att beskrivas nedan.

Det första prismat 5 är försett med en lutande reflekterande yta 5a, vilken ligger inuti prismat och vilken korsar den optiska axeln C. Under den reflekterande ytan 5a finns ett ljussändande organ 52 på ett optiskt motstående sätt via en reflekterande spegel 51. Mellan det ljussändande organet 52 och den reflekterande spegeln 51 är en membranplatta 53 anordnad, vilken har en trapetsfonnad öppning 54. Därför, av det ljus som transmitteras från det ljussändande organet 52, reflekteras den del av ljuset som passerar genom den trapets- fortnade öppningen 54 från den reflekterande spegeln 51 och reflekteras sedan från den reflekterande ytan 5a hos det första prismat 5 för att vidaresändas som transmitterat ljus Pa genom objektivlinsen 1 i riktning mot ett hörnprisma R, vilket är anordnat före objektivlinsen 1. Tvärsnittet hos det transmitterade ljusets Pa ljusflöde har en trapetsform vilken liknar den ovan beskrivna trapetsformade öppningen 54, och den optiska axeln C ligger inom det transmitterande ljusets Pa ljusflöde.

I det andra prismat 6 finns en lutande reflekterande yta 6a, vilken är en utvändig yta på det andra prismat 6. Det mottagna ljuset Pb, vilket reflekteras från hömprismat R, passerar genom den position där det första prismat 5 är anordnat, och reflekteras sedan från den dikromatiska spegeln 7 och reflekteras vidare från den reflekterande ytan 6a. Det mottagna ljuset Pb är således anordnat att infalla på ett ljusmottagande organ 61, vilket ligger mittför med den reflekterande ytan 6a. Även om hömprismat R används som det reflekterande organet, såsom beskrivits ovan, är tvärsnittet hos det transmitterade ljusets Pa ljusflöde och tvärsnittet hos det mottagna ljusets Pb ljusflöde i ett punktsymmetriskt förhållande till varandra. I detta utföringsexempel, eftersom tvärsnittet hos det transmitterade ljusets Pa ljusflöde har en trapetsform, får det mottagna ljuset Pb en omvänd trapetsform i vilken höger och vänster respektive upp och ned är omkastade. Ä andra sidan, om den optiska axeln C sammanfaller med hömprismats R centrumaxellinje, och om det transmitterade ljuset Pa reflekteras i hömprismat R centrala del, sammanfaller det transmitterade ljusets Pa optiska väg och det mottagna ljusets Pb optiska väg med varandra. Emellertid, då trapetsformen har en punkt-asymmetrisk form, oavsett på vilket P33l l ISEOO/Uvhejp :utse 10 15 20 25 30 - n c » an nu up. f516 538 5 sätt det transmitterade ljuset Pa och det mottagna ljuset Pa kan överlappa såsom visas i Fig. 3, kommer med säkerhet en del Pr av det transmitterade ljuset Pa att nå den dikromatiska spegeln utan överlappníng med det transmitterade ljuset Pa och reflekteras vidare från den reflekterande ytan 6a, så att en del av det mottagna ljuset Pb infaller på det ljusmottagande organet 61.

I ovan beskrivna utföringsexempel var det andra prismat 6 fast på det första prismat 5. Emellertid kan följande arrangemang även användas. Det vill säga, såsom visas i Fig. 4, genom användning av endast det första prismat 5 och genom att låta utsidan på den lutande ytan i vilken den reflekterande ytan 5a är bildad fungera som den reflekterande ytan 5b, reflekteras det mottagna ljuset Pb eller en del Pr av det från den reflekterande ytan 5b, i stället för från den ovan beskrivna reflekterande ytan 6a, så att det mottagna ljuset Pb eller en del Pr av det infaller mot det ljusmottagande organet 61.

Vidare kan även följande arrangemang användas. Det vill säga, såsom visas i Fig. 5, den prismahállande plattan 4 visad i Fig. 4 vänds ut och in så att prismat 5 blir beläget på samma sidan som objektivlinsen 7. Det transmitterade ljuset såsom reflekterat från den reflekterande spegeln 51 reflekteras således från den reflekterande ytan 5b, vilken är den utvändigt belägna ytan på prismat 5, för att göra detta till det transmitterade ljuset Pa. Det mottagna ljuset Pb reflekterat från den dikromatiska spegeln 7 reflekteras från den reflekterande ytan Sa, vilket är den invändiga ytan, så att det blir infallande mot det reflekterande organet 61.

I vart och ett av ovan beskrivna utföringsexempel, har tvärsnittet hos det transmitterade ljusets Pa ljusflöde givits en trapetsforrn. Emellertid, så länge som det har en punkt-asymmetrisk form, kan formen även vara en annan än trapetsform; den kan till exempel vara triangelformad, pentagonisk, stjärnforrnad eller ha vattendroppsform. Om den ovan beskrivna formen är relativt enkel, såsom trapetsform eller triangelfonn, kan membranplattan 53 uteslutas; i stället kan formen pâ den reflekterande ytan Sa (5b i Fig. 5) vara utformad så att den har en trapetsformad eller triangulär form, så att tvärsnittet hos det transmitterade ljusets Pa ljusflöde blir triangelfonnat eller trapetsformat.

Eftersom föreliggande uppfinning har ovan beskrivna arrangemang blir avståndsmät- ning inte omöjlig även om ett hörnprisma används som reflekterande organ och därför är av- ståndsmätningen alltid möjlig. Vidare, då ett arrangemang är gjort så att objektivlinsens optiska axel är inuti det transmitterade ljusets ljusflöde, så kommer inget fel att uppträda även om den reflekterande skivan lutar när den reflekterande skivan används som reflekterande P33lllSE00llIW,ejp sp* turn» g 5116 538 6 organ.

Det framgår tydligt att ovan beskrivna elektrooptiska avståndsmätare uppfyller alla de syften som nämnts ovan och även har fördelen att ha en bred kommersiell användning. Det skall inses att den speciella form av uppfumingen som ovan beskrivits är avsedd endast som ett representativt exempel, då vissa modifieringar inom ramen för vad som här beskrivits kommer att vara uppenbara för fackmannen.

Följaktligen skall hänvisning göras till de följande kraven för bestämmande av uppfirmingens hela omfång.

P33l 1 ISEOO/UV/gjp

Claims (7)

-irrn 10 15 20 25 I II Ib. i II I II I OI 7 Patentkrav

1. Koaxiell elektrooptisk avstándsmätare innefattande: optiska organ på den ljustransmitterande sidan belägna bakom en objektivlins (1) så att ljuset från ett ljussändande organ (52) reflekteras från en första reflekterande yta anordnad intill en optisk axel (C) hos nämnda objektivlins (1) för att sända det som transmitterat ljus (Pa) till ett reflektionsorgan (R) anordnat före objektivlinsen ( 1); optiska organ på den ljusmottagande sidan anordnade så att mottaget ljus (Pb) reflekterat från det reflekterande organet (R) reflekteras från en andra reflekterande yta för att leda det till ett ljusmottagande organ (61) anordnat vid sidan om nämnda optiska axel (C), k ä n n e t e c k n a d av att nämnda första reflekterande yta är anordnad så att den optiska axeln (C) är belägen inuti ett ljusflöde av det transmitterade ljuset (Pa), och av att de optiska organen på den ljustransmitterande sidan vidare innefattar omformningsorgan för omforrnning av ett tvärsnitt av det transmitterade ljusets (Pa) ljusflöde till en punkt-asymmetrisk form.

2. Koaxiell elektrooptisk avstándsmätare i enlighet med kravet l, k ä n n e - te c k n a d av att det optiska organet på den ljustransrriitterande sidan är utformat som ett första prisma (5) och det optiska organet på den ljusmottagande sidan är utformat som ett andra prisma (6).

3. Koaxiell elektrooptisk avstándsmätare i enlighet med kravet 1, k ä n n e - t e c k n a d av att den första reflekterande ytan är utfonnad som en lutande yta hos ett första prisma (5) för transmission av ljuset genom passage genom nämnda första prisma (5) och av att den andra reflekterande ytan är utformad bakom (5b) den lutande ytan (Sa).

4. Koaxiell elektrooptisk avstándsmätare i enlighet med kravet 1, k ä n n e - t e c k n a d av att den andra reflekterande ytan är utformad som en lutande yta hos ett första prisma och den första reflekterande ytan är utfonnad bakom det första prismat.

5. Koaxiell elektrooptisk avstándsmätare i enlighet med något av kraven 1-4, k ä n n e t e c k n a d av att omfonnningsorganen innefattar en membranplatta (54) med en öppning genom vilken ljus kan passera från det ljussändande organet (52).

6. Koaxiell elektrooptisk avstándsmätare i enlighet med krav 5, k ä n n e - te c k n a d av att nämnda öppning är trapetsfonnad, triangulär, pentagonal, stjärnformad, eller vattendroppsformad.

7. Koaxiell elektrooptisk avstándsmätare i enlighet med något av kraven 1-4, k ä n n e t e c k n a d av att omformningsorganen innefattar reflekterande ytorgan med en reflekterande yta med en relativt enkel form såsom en trapetsform eller en triangel. P33l l ISEOO/Uwxjp