DE3616269A1 - Rundumlichtempfaenger mit vertikaler fokussierwirkung - Google Patents

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Rundumlichtempfänger mit vertika­ ler Fokussierwirkung zum Empfang von gebündelten Lichtstrahlen zur Anwendung in der Vermessungs-, Ortungs- und Nivelliertechnik, insbesondere zum Empfang eines rotierenden Laserstrahles.

Charakteristik des Standes der Technik

Nach WP 29 608 ist eine Panoramaoptik bekanntgeworden, deren sphärisch und asphärisch geschliffener Linsenkörper aus einem Stück oder aus mehreren verkitteten unterschiedlichen Gläsern besteht. Ein Teil der Linse ist rundum verspiegelt, diese Ver­ spiegelung wird nach innen wirksam. Der nichtverspiegelte Teil der Linse erfaßt die Umgebung des Aufnahmegerätes rundherum. Das erfaßte Bild wird an der Innenfläche der Verspiegelung reflektiert und entweder direkt oder über weitere Linsen als Rundbild in die Ebene des Filmes einer Aufnahmekamera proje­ ziert.

Nachteilig an dieser Anordnung ist die Verwendung miteinander verkitteter sphärisch oder asphärisch geschliffener Linsen­ körper verschiedener Glassorten, eine teilweise notwendige Verspiegelung von Flächen sowie die Anordnung weiterer Linsen, die die Projektion auf eine Fläche in der Achse des optischen Systems übernehmen. Unvorteilhaft ist außerdem das hohe Gewicht und die Kompliziertheit des optischen Aufbaues.

Die DE-OS 27 22 364 beschreibt einen Empfänger für Licht- und andere optische Signale, bei dem der Lichtauffang- und -umlenk­ körper die Form eines Stabes hat, über dessen Länge und Umfang Lichteintrittsflächen verteilt sind, so daß mindestens ein Teil des in Querrichtung des Stabes einfallenden Lichtes in die Stab­ längsrichtung umgelenkt wird.

Nachteilig ist die Vielzahl von Reflexionsflächen, dadurch treten Lichtverluste durch Mehrfachreflexionen im Stab und eine hohe Eigenkopplung auf. Ein Rundumempfang in einer Ebene ist nicht möglich. Dazu kommt, daß ein empfangswürdi­ ges Signal nur in Vorzugsebenen bzw. aus Vorzugsrichtungen empfangen werden kann.

Nach WP 2 58 197 ist eine Anordnung bekannt, die über eine Gürtellinse alle horizontal einfallenden Lichtstrahlen über eine verspiegelte Fläche so in Achsrichtung umlenkt, daß über eine Zusatzoptik die gesamte Lichtenergie in einem Brennpunkt konzentriert werden kann, in dem sich eine Fotodiode befindet. An dieser Anordnung ist nachteilig, daß, bedingt durch die Zu­ satzoptik, eine große Aufbauhöhe in Achsrichtung erforderlich ist, die eine lückenlose Aneinanderreihung solcher Empfangs­ elemente unmöglich macht. Weiterhin ist ein optimaler Empfang nur durch genaues Ausrichten auf die Lichtempfangsebene mög­ lich, was bei der praktischen Anwendung störend wirkt und zur Signalunterbrechung führen kann.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, mit einem Rundumempfänger aus be­ nachbarten horizontalen Ebenen ankommendes Licht zu empfangen und zur Anzeige zu bringen, wobei das Gesamtsystem gegen Kippung zu den Lichtebenen eine ausreichende Unempfindlichkeit aufweist und die Gesamtkonstruktion eine lückenlose Stapel­ barkeit in vertikaler Richtung ermöglicht.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus allen Richtungen einfallende Lichtstrahlen benachbarter Ebenen auf eine geringe Anzahl von Fotodioden zu konzentrieren, wobei eine Anordnung der Empfangselektronik sowie ihr Versorgungssystem innerhalb der Aufbauhöhe eines Rundumempfängers erfolgen soll, ohne daß optische Abschattungen auftreten.

Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß eine Gürtellinse mit konvexer Außen- und planer Innenfläche als periphere Be­ grenzung eines Segmentes angeordnet ist, wobei alle Brenn­ punkte innerhalb der Aufbauhöhe auf einem Kreisring festge­ legt sind, weiterhin ist eine begrenzte Anzahl von Fotodioden gleichmäßig über den Umfang in Brennpunktnähe vorgesehen, wo­ bei eine Leiterplatte auf der Unterseite der Gürtellinse plan aufliegt, mit ihr verbunden ist und einen elektrooptischen Lichtverstärker trägt, dabei ist mittig ein Verbindungsrohr durch alle gestapelten Gürtellinsen geführt, in welchem elek­ trische Versorgungsleitungen angeordnet sind. Die im Brenn­ punkt befindlichen Fotodioden sind mit je zwei symetrisch angeordneten planen Lichtleitblechen versehen, die optimale Neigungswinkel zueinander aufweisen. In unmittelbarer Nähe zur planen Innenfläche der Gürtellinse ist ein Heizdraht ange­ ordnet.

Ausführungsbeispiel

An Hand eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden. Die dazugehörige Zeichnung zeigt einen Schnitt durch einen Rundumlichtempfänger und stellt die inner­ halb der Aufbauhöhe angeordneten Funktionselemente dar.

Ein aus beliebiger Richtung einfallender Lichtstrom erfährt durch eine Gürtellinse 1 eine Fokussierung in den Ort aller Brenn­ punkte 2, die auf einem Kreisring liegen. Unmittelbar dahinter sind mehrere Fotodioden 3 angeordnet, die paarige Lichtleit­ bleche 4 tragen. Fällt der Lichtstrom geneigt ein, verlagert sich der Ort aller Brennpunkte 2 auf die Spiegelfläche der Lichtleitbleche 4, wobei nach einer erfolgten Reflexion der Lichtstrom wieder die Fotodiode 3 trifft. Dadurch wird eine relative Unempfindlichkeit der Empfangsanordnung gegen Kippun­ gen erreicht. Die Befestigung der Fotodiode 3 erfolgt auf einer Leiterplatte 5, die auch einen optoelektronischen Lichtverstär­ ker 6 trägt und an der Gürtellinse 1 plan aufliegt. Die Stapelbarkeit eines solchen Segmentes ist in der Zeichnung angedeutet, wobei ein zentrales Verbindungsrohr 7 die mechanische Stabilität der Stapelanordnung garantiert und die in seinem Inneren elektrische Versorungsleitungen 8 zu den Leiterplatten 5 der einzelnen Gürtellinsen 1 führt. In unmittelbarer Nähe der planen Innenfläche der Gürtellinse 1 wird ein Heizdraht 9 entlanggeführt, der bei Notwendigkeit die optische Durchlässigkeit der Gürtellinse 1 unter allen Witterungunsbedingungen sicherstellt.

• Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen
  1 Gürtellinse
  2 Brennpunkt
  3 Fotodiode
  4 Lichtleitblech
  5 Leiterplatte
  6 Lichtverstärker
  7 Verbindungsrohr
  8 Versorgungsleitungen
  9 Heizdraht

Claims (2)

1. Rundumlichtempfänger mit vertikaler Fokussierwirkung zum Empfang von gebündelten Lichtstrahlen zur Anwendung in der Vermessungs-, Ortungs- und Nivelliertechnik, insbeson­ dere zum Empfang von rotierenden Laserstrahlen unter Ver­ wendung von Gürtellinsen, die alle einfallenden Lichtstrah­ len in Achsrichtung umlenken und in einem Brennpunkt konzen­ trieren, gekennzeichnet dadurch, daß eine Gürtellinse (1) mit konvexer Außen- und planer Innenfläche als periphere Begrenzung eines Segmentes angeordnet ist, wobei alle Brenn­ punkte (2) innerhalb der Bauhöhe auf einem Kreisring festge­ legt sind, wobei eine begrenzte Anzahl von Fotodioden (3) gleichmäßig über den Umfang in Brennpunktnähe verteilt vor­ gesehen ist, dabei ist eine Leiterplatte (5) mit der Unter­ seite der Gürtellinse (1) plan verbunden und trägt einen elektrooptischen Lichtverstärker (6), mittig ist ein Ver­ bindungsrohr (7) durch alle gestapelten Gürtellinsen (1) geführt, in welchem elektrische Versorgungsleitungen (8) angeordnet sind, die im Brennpunkt befindlichen Fotodioden (3) sind mit je zwei symmetrisch angeordneten planen Licht­ leitblechen (4) versehen, die optimale Neigungswinkel zu­ einander aufweisen.

2. Rundumlichtempfänger mit vertikaler Fokussierwirkung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß in unmittelbarer Nähe zur planen Innenfläche der Gürtellinse (1) ein Heizdraht (9) angeordnet ist.