DE2629820B2

DE2629820B2 - Vorrichtung zur parallelen Ausrichtung mehrerer optischer Achsen

Info

Publication number: DE2629820B2
Application number: DE19762629820
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dipl.-Ing. 8012 Riemerling Roth
Original assignee: Industrie-Automation & Co 6900 Heidelberg GmbH
Current assignee: Industrie-Automation & Co 6900 Heidelberg GmbH
Priority date: 1976-07-02
Filing date: 1976-07-02
Publication date: 1979-04-12
Also published as: DE2629820A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur parallelen Ausrichtung der optischen Achsen mehrerer optischer Geräte, welche die gleiche Blickrichtung haben, unter Verwendung eines Kollimators, dessen Lochblende bei paralleler Ausrichtung im Zentrum der Austrittspupille jedes optischen Gerätes sichtbar ist.

Es ist bekannt, mehrere optische Geräte in der Weise nebeneinander anzuordnen, daß dieselben auf das gleiche Ziel blicken. So ist es z. B. bekannt, auf Panzerfahrzeugen ein Tagsichtgerät, ein Nachtsichtgerät, einen Entfernungsmesser und dgl. nebeneinander anzuordnen. Diese Geräte können jedoch nur dann ein brauchbares Bild bzw. eine brauchbare Messung liefern, wenn alle Geräte das gleiche Objektfeld anvisieren, d. h. wenn ihre verschiedenen optischen Achsen zueinander parallel ausgerichtet sind.

Eine solche Ausrichtung kann z. B. dadurch vorgenommen werden, daß in einer zu der Gerätegruppe großen Entfernung eine achsparallele Strahlen aussendende Lichtquelle (Kollimator) aufgestellt wird, und dieser Kollimator mit den einzelnen Geräten nacheinander anvisiert wird. Wenn dann die Lochblende des Kollimators jeweils im Fadenkreuz der einzelnen Geräte erscheint, sind die Achsen dieser Geräte zueinander parallel ausgerichtet.

Da die Geräte aber oft in unterschiedlichen Wellenbereichen arbeiten — die Tagsichtgeräte im Bereich des sichtbaren Lichtes, die Nachtsichtgeräte im Bereich des infraroten Lichtes —, und da ferner die Optik des Kollimators nur einen bestimmten Wellenbereich mit gutem Wirkungsgrad durchläßt, ist es demnach erforderlich, für eine solche Achsausrichtung mehrere ". Kollimatoren aufzubauen, deren Achsen dann aber auch erst untereinander und zueinander justiert werden müssen.

Außerdem ist diese Ausrichtung im Gelände aufwendig und wetterabhängig.

in Es bestand daher die Aufgabe, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der die Achsen der verschiedenen optischen Geräte auch dann ohne zeitraubende Justierarbeiten an dem bzw. den Prüfkollimatoren ausgerichtet werden können, wenn die Geräte in

ι i unterschiedlichen Wellenlängenbereichen arbeiten. Dabei bestand die besondere Aufgabe, diese Vorrichtung derart zu gestalten, daß damit die Achsausrichtung auch in der Werkstatt vorgenommen werden kann, statt wie bisher im Gelände.

in Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in dem Kollimator Ringspiegel vorgesehen sind, die konzentrisch um den Kollimatorstrahlengang angeordnet sind und die optische Achse dieses Strahlenganges alle unter dem gleichen Winkel

y> schneiden, daß die Durchmesser der Ringspiegel in der Weise abgestuft sind, daß jeder Ringspiegel mit dem Kollimatorlicht beaufschlagt wird, und daß die von den Ringspiegeln reflektierten Teilstrahlenbündel durch seitliche Löcher im Kollimator austreten.

«ι Es werden daher mit diesem Kollimator Teilstrahlenbündel erzeugt, deren Achsen in vorbestimmter Weise zueinander fix und parallel sind. Dabei entspricht der seitliche Abstand der Teilstrahlenbündel dem Versatz der optischen Geräte zueinander.

Γι Obwohl es an sich gleichgültig ist, unter welchem Winkel die Ringspiegel im Kollimatorstrahlengang stehen, so wird doch insbesondere vorgeschlagen, die Ringspiegel unter 45° zur Kollimatorachse anzuordnen, so daß die Achsen der Teilstrahlenbündel alle senkrecht auf der Kollimatorachse stehen.

Der besondere Vorteil der erfundenen Vorrichtung besteht darin, daß es einerseits möglich ist, im Kollimator eine Lichtquelle zu verwenden, die Strahlen aus einem möglichst großen Wellenlängenbereich

J> aussendet, daß man aber andererseits die Spiegel in ihrem Material auf das einzelne auszurichtende Gerät abstimmen kann, so daß sich ein besonders hoher Wirkungsgrad ergibt. Wenn sich also unter den auszurichtenden Geräten z. B. ein mit Infrarotstrahlen

■>» arbeitendes Nachtsichtgerät befindet, so ist es angezeigt, das für dieses Gerät bestimmte Teilstrahlenbündel mittels eines Ringspiegels auszuspiegeln, der bevorzugt Infrarotstrahlen reflektiert.
Die Bedeutung der erfundenen Vorrichtung wird

^r>) besonders gut verständlich, wenn man bedenkt, daß bei nebeneinander angeordnetem Tagsicht- und Nachtsichtgerät trotzdem keine gemeinsame Optik verwendet werden kann, weil aus Materialgründen die Verarbeitung von Strahlen im sichtbaren und im

wi infraroten Bereich nicht durch die gleiche Optik geschehen kann. Es müssen vielmehr getrennte Optiken vorgesehen werden, deren Achsen parallel zueinander ausgerichtet werden müssen.

Falls der seitliche Abstand bekannt ist, den die

b¹) auszurichtenden Geräte zueinander haben, so ist es sinnvoll, die Ringspiegel in diesen Abständen fest im Kollimator anzuordnen. Es ist aber möglich, einen oder mehrere der Ringspiegel konzentrisch zur optischen

Achse verschiebbar zu machen. In diesem Fall kann ein und dieselbe Vorrichtung auf unterschiedliche Gerätekombinationen bzw. deren seitlichen Versatz zueinander eingestellt werden.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 die Vorrichtung im Querschnitt,

F i g. 2 schematisch die Verwendung der Vorrichtung bei der Ausrichtung der Achsen mehrerer optischer Geräte und

Fig.3 eine perspektivische Ansicht der Schemazeichnung der F i g. 2.

In F i g. 1 ist mit 1 der Tubus eines Kollimators bezeichnet, der außerdem noch aus einer Lichtquelle 2, einer Lochblende 3 und einem Hohlspiegel 4 besteht In bekannter Weise reflektiert letzterer die von der Lichtquelle 2 einfallenden Strahlen achsparallel.

Innerhalb des Tubus 1 sind drei Ringspie^el 5a, Sb, 5c in der Weise schräg im Strahlengang angeordnet, daß sie die Achse la des Kollimators unter 45° schneiden. Die Ringspiegel haben öffnungen verschiedenen Durchmessers, wie aus der Zeichnung ersichtlich. Das umgebende Material ist verspiegelt, vorzugsweise oberflächenverspiegelt. Die Ringspiegel werden durch Distanzstücke 6 in ihrer Stellung gehalten.

Für die Erfindung ist es unwesentlich, ob das gesamte, die öffnungen umgebende Material verspiegelt ist, oder nur entsprechend breite Ringe; und es ist auch unwesentlich, ob zur Lagerung der Spiegel tatsächlich Distanzstücke verwendet werden. Statt dessen könnten die Ringspiegel auch selbst so dick sein, daß sie sich gegenseitig abstützen. Modifikationen dieser Art sind untergeordneter Natur und berühren nicht den eigentlichen Erfindungsgedanken.

In der Darstellung der F i g. 1 befindet sich oberhalb der Ringspiegel 5a, Sb, 5c je ein Loch im Kollimatortubus 1 und in den Distanzstücken 6. Die Löcher sind mit ihren Durchmessern den Ringdurchmessern angepaßt.

Die Funktion der Vorrichtung ist leicht verständlich: Das vom Hohlspiegel 4 achsparallel reflektierte Licht fällt auf die verspiegelten Ringe unterschiedlichen Durchmessers, von denen je ein ringförmiges Strahlenbündel nach außen reflektiert wird. Die optischen Achsen der drei Strahlenbündel schneiden die Kollimatorachse senkrecht. Sie sind untereinander parallel, d. h. ihre Parallelität hängt lediglich von den Fertigungstoleranzen ab.

Auf diese optischen Achsen sind die optischen Achsen der einzelnen optischen Geräte auszurichten. Die optischen Achsen dieser Geräte sind dann zueinander parallel, wenn im Zentrum der Austrittspupille jedes Gerätes, z. B. Fadenkreuz oder Strichmarke, die Lochblende des Kollimators sichtbar ist

In den Fig.2 und 3 sind ein Tag- und ein Nachtsichtgerät nebeneinander angeordnet Beide sind nur schematisch mit ihren optischen Achsen und im übrigen nur in Kastenform dargestellt Und zwar ist das. Tagsichtgerät mit 7 und das Nachtsichtgerät mit 8 bezeichnet Ihre optischen Achsen sind mit 7a bzw. 8a markiert In der Ansicht der F i g. 2 fallen sie im oberen Teil teilweise zusammen, jedoch ist ihr Verlauf in F i g. 3 klar erkennbar.

In dem Gehäuse 9, das beide optischen Geräte umfaßt, ist auch die Vorrichtung zum Ausrichten der optischen Achsen untergebracht: Dies ist der Kollimator 1.

Die Strahlen der beiden optischen Geräte 7 und 8 verlaufen über einen Schwenkspiegel 10, der gegen Anschläge 11 und 12 in die beiden Stellungen »Beobachten« und »Ausrichten« schwenkbar ist. In der Stellung »Beobachten« treten die optischen Achsen beider Geräte nach vorne aus dem Gehäuse 9 aus, d. h. der Benutzer kann sein Ziel beobachten. Für die Strahlen des Nachtsichtgerätes ist dabei noch ein weiterer onsfester Spiegel 13 vorgesehen, der allerdings nur Umlenkfunktionen hat.

In der Stellung »Ausrichten« werden die optischen Achsen der Geräte jedoch gegen den Kollimator 1 geneigt und fallen mit den optischen Achsen zweier aus diesem Kollimator austretenden ringförmigen Strahlenbündel zusammen. Ist dies tatsächlich der Fall, dann sind die Achsen der optischen Geräte richtig und parallel zueinander ausgerichtet: In beiden Geräten erscheint die Lochblende des Kollimators z. B. im Fadenkreuz. Ist dies nicht der Fall, so ist dies ein Zeichen dafür, daß die Achsen der Geräte nicht parallel zueinander sind. Die Geräte sind dann so lange zu justieren, bis in beiden Geräten die Lochblende sichtbar ist. Danach kann wieder umgeschaltet werden auf »Beobachten«.

Es sei noch besonders darauf hingewiesen, daß die Vorrichtung — obwohl hier nur beispielsweise im Zusammenhang mit einem Tag- und einem Nachtsichtgerät erläutert und beschrieben — in gleicher Weise auch für die Ausrichtung der Achsen von z. B. Entfernungsmessern, Goniometern, Lasergeräten usw. geeignet ist, wenn solche optischen Geräte zu Gerätegruppen mit gleicher Zielrichtung bzw. Beobachtungsrichtung zusammengefaßt sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur parallelen Ausrichtung der optischen Achsen mehrerer optischer Geräte, welche die gleiche Blickrichtung haben, unter Verwendung eines Kollimators, dessen Lochblende bei paralleler Ausrichtung im Zentrum der Austrittspupille jedes optischen Gerätes sichtbar ist, dadurchgekennzeichnet, daß in dem Kollimator (1) Ringspiegel (5a; 5b; 5c) vorgesehen sind, die konzentrisch um den Kollimatorstrahlengang angeordnet sind und die optische Achse dieses Strahlenganges alle unter dem gleichen Winkel schneiden, daß die Durchmesser der Ringspiegel (5a; 56; 5c) in der Weise abgestuft sind, daß jeder Ringspiegel mit dem Kollimatorlicht beaufschlagt wird, und daß die von den Ringspiegeln (5a; Sb; 5c) reflektierten Teilstrahlenbündel durch seitliche Löcher im Kollimator austreten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringspiegel die optische Achse des Kollimatorstrahlenganges unter einem Winkel von 45° schneiden.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (2) des Kollimators (1) Strahlen eines großen Wellenlängenbereiches emittiert, und daß einzelne Ringspiegel zur bevorzugten Reflexion bestimmter Wellenlängen ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringspiegel im Kollimator ortsfest angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Ringspiegel im Kollimator konzentrisch zur Kollimatorachse verschiebbar ist.