DD220113A1

DD220113A1 - Anordnung zur lichtintensitaetsregelung, vorzugsweise fuer elektrooptische entfernungsmesser

Info

Publication number: DD220113A1
Application number: DD25534683A
Authority: DD
Inventors: Wieland Feist; Rudi Heinze; Rolf Roeder; Harry Wendt
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1983-10-03
Filing date: 1983-10-03
Publication date: 1985-03-20

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Lichtintensitaetsregelung, vorzugsweise fuer elektrooptische Entfernungsmesser, die eine Sende-Empfaengeranordnung zum Aussenden und Empfangen eines optischen Strahlenbuendels ueber eine geraeteinterne Vergleichsstrecke und eine Fernstrecke enthalten, sowie Mittel zur Schaltung und Regelung der Lichtintensitaet. Es soll die Zuverlaessigkeit des Systems der Lichtintensitaetsregelung und -schaltung erhoeht werden, optische und mechanische Bauteile eingespart und der Montageaufwand verringert werden. Das wird dadurch erreicht, dass eine kreisfoermige Blende im Sende-Empfaengerstrahlengang, drehbar um die optische Achse des Objektivs vorgesehen ist, dass eine erste (1) und zweite (2) Kreisringzone diametral einander gegenueberliegend, vollstaendig lichtdurchlaessig sind, dass eine dritte (3) und vierte (4) diametral einander gegenueberliegende Kreisringzone jeweils in zwei konzentrische Bereiche eingeteilt sind, wobei der innere Bereich (5) der dritten Kreisringzone (3) und der aeussere Bereich (6) der vierten Kreisringzone (4) lichtundurchlaessig sind und dass der aeussere Bereich (7) der dritten Kreisringzone (3) eine stetig steigende Lichtdurchlaessigkeit aufweist und der innere Bereich (8) der vierten Kreisringzone (4) vollstaendig lichtdurchlaessig ist. Fig. 1

Description

Titel der Erfindung;

Anordnung zur Lichtintensitätsregelung, vorzugsweise für elektrooptisch^ Entfernungsmesser

Anwendungsgebiet der Erfindung; ·

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Regelung und

Schaltung der Lichtintensität im Sende-Empfängerstrahlen- ^l gang eines elektrooptischen Entfernungsmessers, sie ist aber auch überall dort anwendbar, wo für mehrere Strahlengänge Lichtintensitätsregel- und behalt vorgänge vor- '· 10 genommen werden. ^ .

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen: ^lektrooptische Entfernungsmessser senden, einen infraroten,

';.· nach bestimmten Frequenzen intensitätsmod.ullerten Meß3trahl ,aus und empfangen ihn wieder nach Reflexion an' einem Tripelprisma,: daS sich an einem anzumessenden Zielpunkt. befin-* \^N ; det. Das zurückreflektierte Licht ist sehr schwach.. Die .. elektrooptischen Entfernungsmesser verfügen deshalb über , eine geräteinterne Vergleichsstrecke (Kurzschlußstrecke), duroh die das empfangene Licht mit dem ausgesendeten .Licht· über die Fernstrecke verglichen wird, um Fehler in ' der Frequenzmessung auszuschalten. Die Kurzschlußstrecke . ist dabei von der Art des Aufbaus der Sende-Empfängeroptik unü, de.·? sorgfältigen Trennung der ausgesendeten, und';. ; empfangenen optischen Strahlung abhängig. < ' ^: ' Entfernungsmetfeysterne, die eine Kurzschlußs'trecke mit ent-¹

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halten, werden in der CH-PS 606 991 und der · : US-PS 4 113 381 beschrieben. Zur Realisierung der Kurz- - Schlußstrecke verwenden die bekannten elektrooptischen

Entfernungsmesser je nach Art der Sende-Empfängeranordnung mehr oder weniger optische. Bauteile vor oder nach dem Objektiv, oder ein zweites optisches Abbildungssystem mit zusätzlichen Blenden zur Strahlenteilung zwischen der Kurzschlußstrecke und der Fernstrecke, Ss ist bekannt, mechanische Blenden, gegeneinander verschiebbare öder verdrehbare Gitter, G-raukeile oder gegeneinander drehbare Polarisatoren zur Licht int ens it ät'S Schwächung zu verwenden. Aus der DD-PS 222 912,1 ist eine : - scheibenförmige Blende zur Schwächung der Lichtintensität '/"" ; ' ; eines optischen Strahienganges bekannt, mit einer im

·. · . .. 15 wesentlichen parallel zum Umfang der Blende verlaufenden, '.': sich verjüngenden Öffnung» Unter Verwendung von zwei sich

jeweils über 180° erstreckenden Öffnungen kann durch Zu-' .·. Ordnung eines Filters zu einer der beiden Öffnungen der' ' . Schwächungsber'eich der Lichtintensität vergrößert- werden. ',20 Diese Anordnung einer scheibenförmigen Blende hat den HaCh- ' ' \ te.il, daß die Lichtintensität nur geschwächt wird, eine .'- Schaltung und Regelung im optischen Strahlengang nicht , ^vS möglich ist. Die Verwendung mechanischer Blenden hat den

!Nachteil, daß· sie mechanische Anordnungen zur Verschiebung der einzelnen Blendenteile benötigen, die eine genaue 'Lichtintensitätsschwächung über einen längeren Be- : reich nicht-gewährleisten¹.

Bei Verwendung· von Flüssigkeitskristallen zur-Lichtin- } tensitätssch-'/ächung müssen diese bei Kälte beheizt werden, was besonderer Anordnungen-bedarf. ,

Ziel der Erfindung:

Durch die' Erfindung sollen die genannten Mängel beseitigt werden,· der elektromechanisch^ und Optische Aufwand an ι Bauteilen verringert 'und die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems zur Lichtintensitätsbeeinflussung erhöht werden.

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Darlegung des Wesens der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Lichtintensitätsregelung- und Schaltung für einen elektrooptischen Entfernungsmesser zu gestalten· Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine kreisringförmige Blende im Sende- und Empfänger- strahlengang drehbar um die optische Achse des. Objektivs vorgesehen ist, daß eine erste (1) und eine zweite(2) Kreisringzone diametral einander gegenüberliegend, voll-

10, ständig lichtdurchlässig sind, daß eine dritte (3) und eine vierte (4) diametral einander gegenüberliegende Kreisringzonen jeweils in zwei konzentrische Bereiche ι eingeteilt sind, wobei der innere Bereich (5) der dritten Kreisringzone (3) und der äußere Bereich (6) der vierten· Kreisringzone (4) lichtundurchlässig sind und daß der äußere Bereich (7) der dritten Kreisringzone (3) eine stetig steigende Lichtdurchiässigkeit aufweist und der innere Bereich (8) der vierten Kreisringzone (4) vollständig lichtdurchlässig ist. Die Blende zur Lichtintensi- tätsregelung ist vorteilhaft auf einem Glasring anzuordnen · . ,' Durch die Erfindung ist es möglich, optische und mechanische Bauteile einzusparen, damit erhält man einen geringeren Montageaufwand und die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems der Lichtintensitätsregelung- und Schaltung wird erhöht;.' Weiterhin entfällt durch die Beleuchtung der Empfänger-' diode im Auflicht die Justierung des Selektivspiegels.

Ausführungsbeispiel: . ^! ·

Die Erfindung wird nachstehend anhand der schematisehen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 den erfindungsgemäßen Blendenring zur Lichtintensitätsregelung- und Schaltung

Figur 2 eine Sende-Empfängeranordnung Qines'elektrooptischen Entfernungsmessers.

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., ^:. .; . ·.- · ·^; ' - 4 - ; ' .

Figur 1 zeigt die Anordnung der kreisförmigen Blende 16 , bestehend aus den vier (1 bis 4) Kreisringzonen. Eine erste... ι und eine zweite 2 Kreisringzone sind vollsten- ' dig lichtdurchlässig'und liegen einander in der Achse

-5 X^-X₁ diametral gegenüber· Eine dritte 3 und eine vierte 4 Kreisringzone sind jeweils in zwei konzentrische Bereiche eingeteilt, wobei ein innerer Bereich 5 der dritten Kreisringszone 3 und ein äußerer Bereich 6 der

/vierten Kreisringzone 4 lichtundurchlässig ist und ein äußerer Bereich 7 der dritten Kreisringzone 3 eine ste/ög steigende Lichtdurchlässigkeit aufweist, sowie ein innerer , Bereich 8 der vierten Kreisringzone 4 vollständig· licht- > durchlässig ist. In einer Achse y.. - yJ.,sind'für die Kreis-. ringzorien 3 . und " 4 Halbpupillen für eine Kurzschlußstrecke 2.8 und eine Fernstrecke 27 vorgesehen. Eine-. Halbpupille 9 für die Pernstrecke 27 , eine Halbpupille

„ 10 für die Kurzschlußstrecke 28 für die dritte Kreis-' ringzone 3 sowie eine Halbpupille 11 für die Pernstrekke 27 und eine Halbpupille 12 für die Kurzschlußstrekke .28, .für die vierte Kreisringszone 4 ..

. Die Wirkungsweise der kreisringförmigen Blende 16 und ihre Anordnung im Sende-Empfängersystem eines, elsktroopti-. sehen Entfernungsmessers wird in Figur 2 näher erläutert, . .' -In Figur 2 wird ,eine biaxiale optische Sende-Empfängeran-Ordnung mit diametral angeordnetem Sender 13 .und einem Empänger 14 dargestellt. Das von dem Sender 13 : au'sge- . sendete infrarote Lichtstrahlenbündel wird durch ein Objektiv 15 parallel gerichtet und trifft auf die kreis- ringförmige Blende 16 .Wird das Lichtstrahlenbündel

-30 dann weiter über eine Fernstrecke 27 auf einem nicht dargestellten Reflektor in einem anzumessenden Zielpunkt gesendet, dann wirkt beim Durchgang durch die kreisringförmige Blende 16 die regelbare Graukeilblende 7 und-die Halbpupille 9 ist lichtdurchlässig. Die andere Halb- ·

.35 pupille 10 wirkt durch die aufgebrachte 31ende 5 licht-

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undurchlässig. Das Lichtstrahlenbündel wird dann weiter über ein Prisma 17 auf einen Strahlenteiler 18 mit dem Sheet 19 und von dort, auf ein Objektiv . 20 mit einer Zerstreuungslinse 21 auf einem Selektivspiegel ,22 ab-. gebildet und weiter durch daä Objektiv 20 auf den nicht dargestellten Reflektor im Zielpunkt abgestrahlt. Das von dem Reflektor zurückgestrahlte Lichtstrahlenbündel tritt dann durch eine Abdeckplatte 23 die den Strahlenteiler trägt wieder in das Objektiv 20 auf der anderen Seite ein und wird von diesem gesammelt und über den Selektivspiegel 22 ,. das Objektiv 20 zu einem Pentaprisma 24, durch die kreisringförmige Blende 16 und ein Objektiv in den Empfänger 14 abgebildet.

,-,. - ' Beim Durchtritt durch die Graukeilblende 7 der dritten ''- 15 Xreisringzone 3 durchläuft die Halbpupille 9 den äußeren Teil der Graukeilblende 7. Durch einen Antrieb 29 wird dann die Graukeilblende 7 soweit gedreht, bis die .gewünschte Lichtintensität eingeregelt ist. Sie wird dann auf die Kurzschlußstrecke (geräteinterne Vergleichsstrecke) 28 abgeglichen. Die kreisförmige Blende i6'und die Graukeilblende 7 werden dann durch den Antrieb 29 um 180° gedreht, so daß die lichtdurchlässige'Blende 8 und die Graukeilblende 7 vor dem Sendeobjektiv 13 angeordnet sind. Das von dem Sender 13 ausgesendete infra-' rote Lichtstrahlenbündel wird durch das Objektiv 15 parallel gerichtet. Beim Durchtritt durch die Graukeilblende der dritten Kreisringzone 3· wird die HalbpupilLe 12 . ., ..· durch die lichtundurchlässige Blendenschicht. 6 der vierten Kreisringzone 4 lichtundurchlässig. Die Halbpupil-Ie 9 7/ird durch die Graukeilblende . 7 und durch den Antrieb 23 auf die gewünschte Lichtintensität eingeregelt. Die eingeregelte Lichtintensität der Halbpupille 9 wird dann über das Prisma 17 durch das Pentaprisma 24 , durch das lichtdurchlässige Segment der Graukeilblende und das Obejtiv 26 auf den Empfänger. 14 abgebildet.

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Der Antrieb ...29 regelt also gleichzeitig durch Drehen der.kreisringförmigen Blende 16 die Intensität der • Fernstrecke 27. und schaltet im selben Moment die Kurz-

. Schlußstrecke 28 aus. Die Sendepupille ist dabei geöffnet. Der gleiche Antrieb 29 dreht die kreisringförmige Blende , 16 umd 180°, öffnet damit die Kurzschlußstrecke 28 , ·· ,.. schließt die. Fernstrecke 27 und regelt außerdem die Intensität der Kurzschlußstrecke 28 auf die Intensität der Fernstrecke 27 .und umgekehrt. 'Dreht der Antrieb 29 die kreisringförmige Blende um SO⁰, öffnet'er damit die

Sendepupille und beleuchtet über die Kurzschlußstrecke die Empfängeroberfläche 14 .,- damit diese für die Justierung sichtbar wird und gemeinsam mit der Sendediode 13 in einem C":' ' nicht dargestellten Kollimator betrachtet werden kann. Wird also die Halbpupille 12 der Kurzschlußstrecke 28 abgeblendet, regelt der Bereich 7 der dritten Kreisring-' zone 3 die Hälbpupille 9 der Fernstrecke. Der Bereich . . 5 der dritten Kreisringzone 3 ist dabei genauso lang . wie der Bereich 7' . Ist die Hälbpupille 11 der Seride-'20 Fernstrecke 27 offen dann wird die Halbpupille 10 der Kurzschlußstrecke 28 vor dem Smpfänger 14 abgeblendet. Das Pentaprisrna 24 bewirkt dann die entsprechende Ab-. bi'ldung des Kurzschlußstreckenlichtes, so daß eine- doppelte Abblendung gesichert ist. . .

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Claims

Erf indungsans pruch: .

1. Anordnung zur Lichtintensitätsregelung, vorzugsweise für elektrooptisch« Entfernungsmesser, mit einer Sende-Empfängereinrichtung, zum Aussenden und Empfangen eines optischen Strahlenbündels über eine geräteinterne Kurzschlußstrecke und eine Fernstrecke auf einen Reflektor, der in einem anzumessenden Zielpunkt angeordnet ist, indem die Sender-Empfängerstrahlengänge teilweise parallel zur optischen Achse des Objektivs verlaufen und Mitteln zur Regelung- und Schaltung der

( Lichtintensität, gekennzeichnet dadurch, daß eine

Jcreisringf ormige Blende im Sende-Empfänger strahlengang drehbar um die optische Achse des Objektivs vorgesehen ist, daß eine erste (V) .und .zweite (2) Kreisringzone diametral einander gegenüberliegend, vollständig lichtdurchlässig sind, daß eine dritte (3) und vierte (4) diametral einander gegenüberliegende Kreisringzone je- , weils in z?/ei konzentrische Bereiche eingeteilt sind, wobei der innere.Bereich (5) der dritten Kreisringzone (3) und der äußere Bereich (6) der vierten Kreisringzone (4)- lichtundurchlässig sind und daß der äußere Bereich (7) der dritten. Kreisringzone (3) eine stetig steigende Lichtdurchlässigkeit aufweist und der innere

^v- ^! Bereich (8) der vierten Kreisringzone (4) vollständig

lichtdurchlässig ist.
2. Anordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Blende vorzugsweise auf einem. Glasring angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

WG/La/Pch

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