CH474750A - Elektrooptischer Entfernungsmesser - Google Patents

Description

  



  Wild Heerbrugg AG, Heerbrugg
Die Erfindung betrifft einen elektrooptischen Entfernungsmesser, welcher eine direkt modulierte Lumineszenzdiode als Lichtquelle, ein Kondensorsystem, ein   Senderobj ektiv    und ein Empfängerobjektiv enthält.



   Bei einigen bekannten elektrooptischen Entfernungsmessern wird als Strahlungsquelle eine direkt modulierte Lumineszenzdiode, z. B. eine Gallium-Arsenid Diode, verwendet. Die von dieser Diode erzeugte amplitudenmodulierte Strahlung wird mittels eines Senderobjektivs über einen am Ende der zu messenden Entfernung befindlichen Reflektor auf ein Empfängerobjektiv und somit auf einen photoelektrischen Empfänger geleitet. Der Sender und Empfänger sind hierbei zu einer Baueinheit zusammengefasst und befinden sich am Anfang der Messstrecke. Durch einen Vergleich der Modulationsphase des am photoelektrischen Empfänger erhaltenen Ausgangssignals mit derjenigen Modulationsphase des Senders wird in bekannter Weise auf die Entfernung zwischen dem Anfangs- und Endpunkt der Messstrecke geschlossen.

   Das Senderobjektiv erzeugt im Unendlichen oder zumindest in sehr grosser Entfernung ein Bild der strahlenden Fläche der Lumineszenzdiode.



  Da jedoch der Reflektor, welcher bekanntlich am Ende der Messstrecke aufgestellt ist, bei grösseren Entfernungen zum Senderobjektiv wegen seiner begrenzten Flächengrösse nur einen Teil der durch das Senderobjektiv hindurchgegangenen Strahlung auf das Empfängerobjektiv zurückwerfen kann, ergibt sich der Nachteil, dass nur ein bestimmter Teilbereich der strahlenden Fläche der Lumineszenzdiode zur Entfernungsmessung beiträgt. In der Praxis zeigte es sich, dass bei der direkten Modulation von Lumineszenzdioden die Modulationsphase eine Abhängigkeit vom Ort der Emission auf der strahlenden Fläche der Quelle aufweist.

   Je nach Ausrichtung des elektrooptischen Entfernungsmessers, welcher den Sender- und Empfängerteil enthält, auf den am Ende der Messstrecke sich befindlichen Reflektor erzeugen verschiedene Teilbereiche der strahlenden Fläche der Diode das wirksame Messsignal im Empfängerteil. Hierdurch entsteht in unkontrollierter Weise eine Abhängigkeit der vom Entfernungsmesser angezeigten Entfernung von seiner Ausrichtung auf den Reflektor.



   Die Erfindung, welche diesen Nachteil vermeidet, ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Homogenisierung der Modulationsphasen der amplitudenmodulierten Lumineszenzdiode die Strahlenfläche der Lumineszenzdiode, das Kondensorsystem und das Senderobjektiv so zueinander angeordnet sind, dass das Senderobjektiv mindestens nahezu voll ausgeleuchtet ist und seinerseits ein Abbild der Austrittspupille des Kondensorsystems in einer Entfernung erzeugt, die grösser ist als das Hundertfache der Brennweite des Senderobjektivs.



   Im nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.



   Durch die erfindungsgemässe Anordnung ergibt sich, dass der Reflektor unter allen Umständen von der durch das Senderobjektiv hindurchgegangenen Strahlung eine homogene Mischung der von der gesamten strahlenden Fläche der Lumineszenzdiode emittierten Strahlung zum Empfängerteil zurückleitet. Damit ist die Modulationsphase des Ausgangssignals, welches der photoelektrische Empfänger abgibt, durch die Überlagerung der den einzelnen Punkten der Strahlungsquelle zugeordneten Teilsignale gegeben. Somit ist die Modulationsphase unabhängig von der Ausrichtung des Entfernungsmessers auf den Reflektor.



   In der Zeichnung ist der Einfachheit halber lediglich die Senderoptik dargestellt. Die strahlende Fläche 2 der Lumineszenzdiode 1 wird von der Kondensorlinse 3 in die Eintrittspupille 6 des Senderobjektivs 5 abgebildet.



  Die Eintrittspupille fällt mit der (in Strahlungsrichtung) letzten Linsenfläche des Senderobjektivs zusammen. Die Austrittspupille des Kondensorsystems 3 fällt mit einer Blende 4 zusammen, welche vom Senderobjektiv unter Ausnutzung seiner vollen Öffnung in Richtung des nicht gezeichneten Reflektors nach Unendlich abgebildet wird.



  Die Blendenöffnung 4 ist durch diese Anordnung von einer Strahlung homogener Modulationsphase erfüllt, so dass die Phase des vom weit entfernten Reflektor auf das   Empfängerobjektiv    zurückgeworfenen Strahlenbündels nicht von der Lage des Reflektors relativ zu diesem Strahlenbündel abhängig ist. Es hat sich als zweckmässig erwiesen, dass die Lumineszenzdiode 1 und das Kondensorsystem 3 zu einer Baueinheit zusammengefasst wird.



  Die Lumineszenzdiode und das Kondensorsystem sind in einem Gehäuse 7 untergebracht, wobei das Gehäuse an der Strahlenaustrittsstelle als Blende 4 ausgebildet ist. Die richtige Einstellung des Kondensorsystems 3 wird durch den Abstandshalter 8 gewährleistet.



   In bestimmten Fällen kann es jedoch vorteilhaft sein, wenn das Kondensorsystem 3 in Form einer Plankonvexlinse direkt auf die strahlende Fläche 2 aufgekittet ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Elektrooptischer Entfernungsmesser, welcher eine direkt modulierte Lumineszenzdiode als Lichtquelle, ein Kondensorsystem, ein Senderobjektiv und ein Empfängerobjektiv enthält, dadurch gekennzeichnet, dass zur Homogenisierung der Modulationsphasen der amplitudenmodulierten Lumineszenzdiode (1) die strahlende Fläche (2) der Lumineszenzdiode, das Kondensorsystem (3) und das Senderobjektiv (5) so zueinander angeordnet sind, dass das Senderobjektiv mindestens nahezu voll ausgeleuchtet ist und seinerseits ein Abbild der Austrittspupille (4) des Kondensorsystems (3) in einer Entfernung erzeugt, die grösser ist als das Hundertfache der Brennweite des Senderobjektivs.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Entfernungsmesser nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Kondensorsystem (3) und die Lumineszenzdiode (1) zu einer Baueinheit zusammengefasst sind.

   2. Entfernungsmesser nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Kondensorsystem (3) als eine Plankonvexlinse ausgebildet und direkt auf die strahlende Fläche der Lumineszenzdiode aufgekittet ist.