CH440746A - Optisches System - Google Patents

Description

  
 



  Optisches System
Die Erfindung betrifft ein optisches System zur Aussendung und zum Empfang von elektromagnetischer Strahlung, dadurch gekennzeichnet, dass seine Querschnittsfläche derart in zwei Gebiete aufgeteilt ist, dass das zur Aussendung bestimmte Gebiet, dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des   zurn    Empfang bestimmten Gebietes durch ein von der Mittelachse des Systems abliegendes kreisförmiges Randgebiet innerhalb der Gesamtquerschnittfläche gebildet wird und der restliche Teil der Gesamtquerschnittfläche als Empfangsgebiet verbleibt.



   Ein solches optisches System ist vorzugsweise für mehrkreisige optische Geräte bestimmt, die z. B. den Charakter von elektrooptischen Sende- und Empfangsgeräten, wie etwa   Rückstrahlenentfernungsmessgeräte    usw. tragen. Bei derartigen Geräten wird gemäss ihrer Arbeitsweise z. B. Strahlung des sichtbaren oder infraroten Wellenlängenbereiches ausgestrahlt, während gleichzeitig eine von einem Objekt reflektierte Strahlung empfangen wird. Bei diesen oder ähnlichen Geräten handelt es sich um Systeme, die für zwei oder mehrere Funktionen ausgelegt sind.



   Es ist bekannt, für derartige Zwecke mehrere getrennte optische Systeme für Aussendung und für Empfang nebeneinander anzuordnen.



   Es ist ausserdem ein relativ kompliziert ausgebildetes, mit mehreren Umlenkspiegeln versehenes optisches System bekannt, das dazu verwendet wird, ein Lichtbündel auszusenden und Lichtbündel zu empfangen.



  Dabei deckt einer der Umlenkspliegel einen Teil des von der Lichtquelle ausgesendeten Bündels ab.



   Darüber hinaus sind Geräte mit zwei abbildenden Kreisen bekannt, bei denen zwei optische Teilsysteme derart miteinander kombiniert sind, dass in einer Bildebene zwei übereinanderliegende Bilder eines Objektes mit unterschiedlichen Vergrösserungen entstehen.



  Diese Geräte üben eine einzige Funktion, nämlich die Abbildung, zweifach mit graduellen Unterschieden hinsichtlich des jeweiligen Abbildungsmassstabes aus.



   Beim vorliegenden Erfindungsgegenstand hingegen handelt es sich um ein optisches System, das auf Grund seiner Ausbildung gleichzeitig die beiden Funktionen  Aussendung  und  Empfang  von elektromagnetischer Strahlung übernimmt und das neben der Einfachheit seines Aufbaues den wesentlichen Vorteil aufweist, dass das zur Aussendung bestimmte Gebiet in seiner Form optimal, nämlich kreisförmig, ausgebildet ist.



   Bei Verwendung eines optischen Systems nach der Erfindung für Geräte, die beispielsweise zum Beobachten, zum Zielen, zur Ausführung von Entfernungsmessungen mittels Laserstrahlung usw. gleichzeitig dienen, ergeben sich schon rein dimensionsmässig äusserst günstige Anordnungen, welche überdies Vorzüge aufweisen, wie z. B. vollkommene Vermeidung von Strahlungsverlusten infolge Reflexion bzw. Absorption, da sich die Verwendung von Umlenkspiegeln bzw. von strahlenteilenden Elementen erübrigt, und weiterhin sehr zweckmässige Ausnutzung der insgesamt zur Verfügung stehenden optischen Ein- und Austrittsflächen.



   Abgesehen davon erfordert das erfindungsgemässe optische System schon von der optischkonstruktiven Seite her einen relativ geringen Aufwand, was auch kostenmässig von Bedeutung ist.



   Durch das optische System kann elektromagnetische Strahlung der optischen Wellenlängebereiche gleichzeitig eintreten, ohne dass dadurch eine gegenseitige Beeinflussung bzw. Störung der mit der Aussendung und dem Empfang der Strahlung verbundenen Funktionen und Arbeitsweisen des zugrunde liegenden Gerätes auftritt.



   Das optische System wird nun in einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 und 2 das optische System zur Aussendung und zum Empfang von elektromagnetischer Strahlung jeweils kombiniert mit einem Umlenkprisma eines Periskopes,
Fig. 3 einen Querschnitt und  
Fig. 4 einen Längsschnitt durch das optische System nach Fig. 1 und 2.



   Gemäss den Fig. 1, 2 und 4 besteht das optische System aus einer Linsengruppe 1, die in bezug auf die optische Achse einen exzentrischen, am Rande liegenden kreisförmigen Ausschnitt 2 (Fig. 4) aufweist. Oberhalb oder unterhalb des Ausschnittes 2 ist eine weitere Linse 3 angeordnet, deren Durchmesser etwa gleich demjenigen des kreisförmigen Ausschnittes 2 ist.



   Die gesamte Anordnung enthält weiterhin ein Umlenkprisma 4, welches z. B. den Abschluss eines zugehörigen Gerätes nach aussen bildet und die gesamte ein- bzw. austretende Strahlung rechtwinklig umlenkt.



  Die Querschnittfläche der Linsengruppe 1 ist gemäss Fig. 3 in zwei exzentrisch zueinander liegende Gebiete 5 und 6 aufgeteilt und die Querschnittsflächen dieser Gebiete 5 und 6 ist etwa um den Faktor 1/4 kleiner als derjenige des Gebietes 5. Das Gebiet 6 entspricht also dem Ausschnitt 2 in Fig. 1, 2 und 4. Wie aus den Fig. 1 und 2 zu entnehmen ist, wird nun der Ausschnitt 2 der Linsengruppe 1 zum Aussenden von Strahlung verwendet, während das übrige Gebiet der Querschnittsfläche, d. i. also das Gebiet 5 gemäss Fig. 3, zum Empfangen von Strahlung verwendet wird.



   Die oberhalb bzw. unterhalb des Ausschnittes 2 angeordnete Linse 3 dient zur gesonderten Bündelung des Sendestrahls.



   Durch das beschriebene System kann die Strahlung gleichzeitig eintreten und austreten, ohne dass die mit dem Eintritt und Austritt der Strahlung verbundenen Funktionen des zugrunde liegenden Gerätes sich untereinander stören können. Das optische System stellt dabei eine Einheit dar.



   Ausserdem kann das für das Aussenden verwendete Gebiet ein Teil des für das Empfangen verwendeten Gebietes des optischen Systems sein. Vorzugsweise bildet das für das Aussenden verwendete Gebiet eine Art Randzone des für das Empfangen verwendeten Gebietes. Neben einer räumlich sehr günstigen Bauweise besitzt ein solches optisches System den weiteren Vorteil, dass es eine optimale Ausnutzung der insgesamt zur Verfügung stehenden optischen Eintrittsbzw. Austrittsflächen zulässt.



   Mit besonderem Vorteil ist das beschriebene optische System für Geräte anwendbar, die z. B. gleichzeitig mit normaler licht-optischer Strahlung und mit kohärenter Strahlung (Laser-Strahlung) arbeiten.



   Das Gerät kann etwa für eine Entfernungsmessung von Objekten mittels Laser-Strahlung und für die gleichzeitige visuelle Objektbeobachtung im Tageslicht ausgelegt sein. In einem solchen Falle wird dann das optische System als Objektiv derart mit dem Messund Beobachtungsgerät kombiniert, dass der kreisförmige Ausschnitt 2 zum Aussenden des Laser-Strahles und das übrige Gebiet zum Empfangen sichtbarer Strahlung sowie der reflektierten   Laser- Streustrahlung    verwendbar ist.



   Vorzugsweise ist dann das zum Empfangen verwendete Gebiet des optischen Systems Bestandteil einer   Abbildungsoptik    für sichtbare Strahlung. Die ebenfalls eintretende Laser-Streustrahlung wird im weiteren Verlauf des Strahlenganges im Innern des Gerätes z. B. mittels eines Teilungsspiegels abgetrennt und gesondert zur Auswertung herangezogen.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Optisches System zur Aussendung und zum Empfang von elektromagnetischer Strahlung, dadurch gekennzeichnet, dass seine Querschnittsfläche derart in zwei Gebiete aufgeteilt ist, dass das zur Aussendung bestimmte Gebiet, dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des zum Empfang bestimmten Gebietes durch ein von der Mittelachse des Systems abliegendes kreisförmiges Randgebiet innerhalb der Gesamtquerschnittsfläche gebildet wird und der restliche Teil der Gesamtquerschnittsfläche als Empfangsgebiet verbleibt.