DE3823021C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine achsensymmetrische Spiegelanordnung vom Cassegrain-Typ zur Vermessung eines Zielobjektes, welche aus einem sphärisch gekrümmten Primärspiegel und einem Sekundärspiegel besteht und eine diesem Spiegelpaar zugeordnete Korrektionsplatte aufweist, wobei der Sekundärspiegel die von dem Primärspiegel reflektierten Objektstrahlen zu dem Objekt eines Aufnahmegeräts hinreflektiert, und ein symmetrisch zu der optischen Achse der beiden Spiegel angeordneter Detektor vorgesehen ist, welcher die von dem Zielobjekt herkommende Strahlung registriert und eine nachgeschaltete Auswerteelektronik ansteuert.

In einem Fernrohr nach der DE-PS 21 58 462 befindet sich neben einer mit einer Linse versehenen Mittelöffnung im Sekundärspiegel ein ebener, schräggestellter und beidseitig reflektierender Spiegel, der vom Ziel herkommende Infrarotstrahlung mit seiner einen Seite auf einen außermittig angeordneten Infrarotdetektor reflektiert. In Abhängigkeit davon wird eine außermittig auf der anderen Seite des Spiegels zugeordnete Fotodiode, welche sichtbares Licht emittiert, gesteuert. Die Baugruppe mit dem Detektor ist außerhalb und außermittig des Sekundärspiegels angeordnet. Der Primärspiegel ist in dieser Ausführung als sphärischer Hohlspiegel ausgebildet, wobei in einer Öffnung der Korrektionsplatte ein Objektiv für Infrarotstrahlen angeordnet ist.

Das Detektionssystem für Infrarotstrahlung ist in einer toten Zone angeordnet, durch welche die Baulänge verlängert wird. Im übrigen unterliegt diese bekannte Ausführung dem Nachteil, daß bei einem Richtfernrohr, welches einen Körper durch eine gegenüber der Umgebung erhöhte Temperatur ansteigt, kein vollständiges Wärmebild geschaffen wird.

Ein Entfernungsmesser gemäß der DE-OS 20 46 649, weist eine ein moduliertes Lichtbündel erzeugende Lichtquelle sowie ein optisches Sammelsystem auf, das einen Teil der vom Objekt reflektierten Strahlen auffängt und sie möglichst punktförmig konvergierend zu einer lichtempfindlichen Vorrichtung lenkt, die einen Lichtspalter mit mindestens einer Spaltkante aufweist. Diese Spaltkante ist im Bereich der Konvergenzpunkte der aufgefangenen Strahlen verschiebbar, um die Entfernung dieser Konvergenzpunkte zu bestimmen, die proportional zur Entfernung des Objektes ist. Dadurch soll eine gleichmäßige Beleuchtung zweier außerhalb dieses Lichtspalters, aber axial angeordneter Fotoleiter erreicht werden, um daraus die Entfernung des Objektes festzustellen. Diese Anordnung befindet sich außerhalb des Sekundärspiegels.

Die Ausbildung mit einer Blende, die im Bereich der Konvergenzpunkte der genannten Strahlen angeordnet ist, hat den Zweck die lichtempfindliche Vorrichtung wenigstens vor einem Teil des Nebenlichtes zu schützen.

Eine Bildaufnahmevorrichtung, nach der DE-OS 28 06 204 hat ein Objektiv vom Cassegrain-Typ. Sie dient zur Gewinnung elektronischer Bilder, insbesondere bei geringer Helligkeit. Hierbei ist bereits eine unabhängige Optik aus katadioptrischen Elementen angesprochen, welche allerdings zu einer Erhöhung der beiden Parameter Brennweite und Öffnung und damit zu großen Durchmessern und einer größeren Anzahl von Linsen führt.

Der Primärspiegel und Sekundärspiegel sind gemäß dem Mangin-Typ ausgeführt. Die Bildaufnahmeröhre reicht durch ein im Primärspiegel vorgesehenes zentrales Loch weit in die Optik hinein. Die Korrektionsplatte ist von Halterungsmitteln für eine Vorrichtung zur Scharfeinstellung und für den Sekundärspiegel durchsetzt. Zwar wird ein Detektor in zentrischer Art geschaffen, aber nicht in Verbindung mit dem Sekundärspiegel.

Bei weiteren, vorbekannten Lasermeß- und -nachrichtengeräten mit parallelen Sender- und Empfängereinheiten, welchen noch zusätzlich ein visuelles Tageslicht-Richtsystem zugeordnet ist, sind drei parallele Baugruppen vorhanden, wobei zwischen Sender und Empfänger im Rahmen des Meßprinzips eine Zeitmeßeinrichtung angeordnet ist, durch deren Auswertung Entfernungen abgeschätzt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abmessungen einer gattungsgemäßen Spiegelanordnung zu verkleinern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Detektor in einer Mittenbohrung des Sekundärspiegels angebracht und dem Primärspiegel zugewandt ist und daß der Primärspiegel von einem Ringspiegel umgeben ist, welcher den Randbereich des von dem Zielobjekt herkommenden Objektstrahlenbündels zu dem zentrisch angeordneten Detektor hinreflektiert. Hierdurch wird eine kompakte Ausführung mit erhöhter Sicherheit hinsichtlich der relativen Zuordnung der Teile erreicht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach Anspruch 1 ergeben sich an den Unteransprüchen 2 bis 5.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der beige­ fügten Zeichnung dargestellt. Diese Zeichnung zeigt eine Seitenansicht des Objektivs in schematischer Darstellung und im Mittelschnitt.

Das Objektiv hat ein äußeres, insbesondere zylindrisches Gehäuse 1. Dieses besitzt an einem Ende eine für Schmidt-Cassegrain-Systeme bekannte Korrektionsplatte 2. Sie kann in verschiedener Weise ausgestaltet sein.

Vor dem anderen Ende des Gehäuses 1 ist der Primärspie­ gel 3 angeordnet. Dieser Primärspiegel nimmt das opti­ sche Bild 32 auf und lenkt die Lichtstrahlen auf einen zentrisch im Inneren des Gehäuses in der Nähe der Korrek­ tionsplatte 2 angeordneten Sekundärspiegel 4, der den Strahlengang wiederum in ein Bildgangobjektiv 5 umlenkt, welches zentrisch im Primärspiegel 3 angeordnet ist.

Ebenfalls zentrisch in bezug zum zylindrischen Gehäuse 1 ist eine Baugruppe 6 angeordnet. Diese enthält hinter einem Laserkollimator 7 die Laserdiode 8 zur Aussendung der Signale 38. Die Baugruppe besitzt dabei einen sie stabilisierenden äußeren Wandteil 9 mit einer äußeren Führungswand 10. Diese Führungswand trägt im Bereich der Baugruppe 6 den Sekundärspiegel 4 mit einer konvex gewölbten Oberfläche 11, welche der konkav gewölbten Oberfläche 12 als Primär­ spiegel zugekehrt ist.

Die Wölbungen sind so ausgeführt, hinsichtlich des Primär­ spiegels 3 insbesondere parabolisch, daß die einfallenden Strahlen des Bildes zum Sekundärspiegel 4 geführt und an diesem in das Bildgangobjektiv umgelenkt werden (Bildgang).

Der äußere Randbereich des Primärspiegels ist bei geteil­ ter Ausführung als Ring­ spiegel 13, mit eigener Oberflächengestaltung 14 derart ausgeführt sein, daß entsprechend den Strahleneingängen 15, 16 von eigenen Lasersignalen oder fremden Lasersig­ nalen eine Umlenkung auf das Zentrum 17 des Sekundärspie­ gels erfolgt (Signalgang).

Dieses Zentrum des Sekundärspiegels besitzt eine Bohrung 18, in welcher der Laserempfänger 19 als Empfängersensor angeordnet ist. Dieser Empfängersensor ist über ein Kabel 20 mit einer Elektronik 21 für eine Signalverarbeitung und Displayanzeige sowie besonderer Signalbildung verbun­ den. Dazu gehört auch in der Auswertung eine Zeitmeßein­ richtung, welche für Entfernungsauswertungen wesentlich ist.

Die Signale werden vom Kabel 20 dem Eingang 22 der Elek­ tronik 21 zugeführt. Ihr Ausgang 23 ist mit einem Pro­ jektionsobjektiv für Display verbunden. Dieses hat ein optisches System 24, durch das ein Displaybild 36 auf einen Displaybildspiegel 25 geworfen wird, wie er bei optischen Geräten an sich bekannt ist.

Dadurch wird in der Ausgangsöffnung 26 beispielsweise in Form eines zentrischen Stutzens 27 in der hinteren Stirn­ wand 28 des Gehäuses sowohl ein optisches Bild 29 erzeugt als auch bei Einblendung von Meßwerten eine Information 37 gegeben, die auszuwerten ist.

Der Stutzen 27 ist mit Kupplungsmitteln 30 in Form eines Gewindes, eines Bajonettverschlusses oder einer ähnlich entsprechenden Ausführung versehen bzw. auch schwach ko­ nisch ausgestaltet, um einen Sitz für ein entsprechend konisch ausgebildetes Element eines Aufsatzgerätes zu bilden. 27 und 30 sind praktisch Adapter für dem Objektiv nachgeordnete Geräte wie Okular, Bildverstärker oder Kameras. Diese Geräte 31 sind schematisch durch den ein­ gezeichneten Umriß dargestellt.

Bei Anordnung eines Okulars ergibt sich daher die rein optisch visuelle Beobachtungsmöglichkeit des Bildes 32.

Zugleich wird daher nach Einschaltung des Lasersignal­ senders 8 der Empfang von Lasereingangssignalen entspre­ chend den Strahleneingängen 15, 16 ermöglicht, wobei dann über das Kabel die Eingangssignale zur Auswertung weiter­ geleitet werden.

Es versteht sich, daß nach der optischen Ausrichtung auch ohne Einschaltung des Lasersignalsenders in einer Nach­ richtenverbindung Eingangssignale entsprechend den Zahlen­ angaben 15, 16 von fremden Laserdioden zuverlässig aufge­ nommen werden können.

Der Auswerteelektronik 21 ist über eine Schaltverbindung 33 eine weitere Signalelektronik 34 angeschlossen, die einen Aus­ gangsanschluß 35 zu einer elektronischen Auswerteinrich­ tung für Signale in Nachrichtensystemen hat. Dieser Aus­ gangsanschluß ist ein zusätzliches Mittel zum Einsatz in Nachrichtenverbindungen, insbesondere auch mit verschlüs­ selten Signalen.

Claims (5)

1. Achsensymmetrische Spiegelanordnung vom Cassegrain-Typ zur Vermessung eines Zielobjektes, welche aus einem sphärisch gekrümmten Primärspiegel und einem Sekundärspiegel besteht und eine diesem Spiegelpaar zugeordnete Korrektionsplatte aufweist, wobei der Sekundärspiegel die von dem Primärspiegel reflektierten Objektstrahlen zu dem Objektiv eines Aufnahmegeräts hinreflektiert, und ein symmetrisch zu der optischen Achse der beiden Spiegel angeordneter Detektor vorgesehen ist, welcher die von dem Zielobjekt herkommende Strahlung registriert und eine nachgeschaltete Auswerteelektronik ansteuert, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (19) in einer Mittenbohrung (18) des Sekundärspiegels (4) angebracht und dem Primärspiegel (3) zugewandt ist und daß der Primärspiegel (3) von einem Ringspiegel (13) umgeben ist, welcher den Randbereich des von dem Zielobjekt herkommenden Objektstrahlenbündels zu dem zentrisch angeordneten Detektor (19) hinreflektiert.

2. Spiegelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der rückwärtigen, dem Zielobjekt zugewandten Seite des Sekundärspiegels (4) eine Laserdiode (8) symmetrisch zu der optischen Achse der beiden Spiegel (3, 4) angebracht ist und der Detektor (19) die reflektierte Laserstrahlung registriert, wobei die Laserdiode (8) zur Messung der Zielentfernung Lichtimpulse aussendet, deren Laufzeiten von der Auswerteelektronik (21) ausgewertet werden.

3. Spiegelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteelektronik (21) das Ergebnis der Auswertung über einen Strahlteiler (25) in das Objektiv (5) des Aufnahmegerätes (31) einspiegelt und somit dem Bild (29) des Zielobjektes überlagert.

4. Spiegelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärspiegel (3) zusammen mit dem Ringspiegel (13) eine einstückige Baugruppe bildet.

5. Spiegelanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (19) zusammen mit der Laserdiode (8) eine einstückige Baugruppe (6) bildet.