DE4217000A1

DE4217000A1 - Anordnung eines Laserpen in einem Zielfernrohr für geodätische Geräte

Info

Publication number: DE4217000A1
Application number: DE19924217000
Authority: DE
Inventors: Wieland Dr Ing Feist; Volkmar Dipl Phys Hofmann
Original assignee: Carl Zeiss Jena GmbH
Current assignee: Trimble Jena GmbH
Priority date: 1992-05-22
Filing date: 1992-05-22
Publication date: 1993-11-25
Anticipated expiration: 2012-05-23
Also published as: DE4217000C2

Description

Die Erfindung wird angewendet in geodätischen Geräten, insbesondere bei Theodoliten und Nivellieren. Diese können zum Fluchtgerät mit universellen Anwendungsmöglichkeiten aufgerüstet werden.

Ein Laserpen sendet einen Laserstrahl endlichen Durchmessers aus. Dieses Strahlenbündel wird durch ein Objektiv gebildet, daß das von der Laserdiode emittierte Licht zu einem Strahl sammelt und aufweitet. Die Fokussierung und der Durchmesser des Objektivs formen das Strahlenbündel des Laserpen (PS-JP 2-251718).

Bekannt sind Systeme, die in verschiedenen Varianten die Eigenschaft des Laserpen mit den Eigenschaften eines Theodoliten oder Nivelliers verbinden.

So setzt die Firma Gall & Gall Meßtechnik (Prospekt Lasersupport 1991) einen kompletten Laserpen vor das Objektiv eines Theodolit- oder Nivellierfernrohres, blendet die Mitte des Objektivs aus und benutzt den Aufsteckdurchmesser der Objektivfassung als Aufnahme für den Laserpen. Vorteilhaft ist bei diesem System, daß man bei gleichzeitiger Sichtbarkeit des visuellen Zielbildes auch den Laserfleck beobachten kann, ohne das Fernrohr zu verändern.

Nachteil dieses Systems ist, daß die Richtung des Laserstrahls nur bis zu einer gewissen Genauigkeit reproduzierbar zur optischen Achse des Theodolits oder allgemein zu den an deren Achsen des Theodolits gehalten werden kann und der Vorsatz immer wieder abgenommen werden muß, wenn der Theodolit verpackt wird.

Je nach den Ansprüchen an die Genauigkeit muß die Lage und Richtung des Strahls des Laserpen nachjustiert werden.

Von der Firma Sokkisba sind die Laser-Theodoliten LDT 5 und LDT 5S bekannt.

Hier wird der Strahl eines He-Ne-Lasers in den Strahlengang des Theodolit- oder Nivellierfernrohrs eingeblendet. Dies geschieht zum einen hinter dem Objektiv und zum anderen vor der Strichplatte hinter der Fokussierlinse. Anstelle des He-Ne-Lasers ist der Einsatz einer Laserdiode möglich (JP 1-280212) und JP 1-209314 Einblendung des aufgeweiteten Bündels vor dem Objektiv. Ein derartiges System mit Laserdiode, eingeblendet in den Strahlengang des Fernrohres ist aus der JP 2-253115 bekannt.

Dieses System verbindet die Vorteile der Lösung von Gall & Gall Meßtechnik und umgeht einige deren Nachteile. Nachteilig ist jedoch, daß das Objektiv des Fernrohrs, das benutzt wird, aufgrund seiner großen Brennweite mehrere Spiegel zum Auffädeln des Strahlengangs benötigt. Dazu kommen noch die Maßnahmen zur Formung und Fokussierung des Laserdioden-Strahlenbündels. Das erfordert erheblichen Aufwand an Bauteilen. Darüber hinaus wird ein gesondertes Objektiv benötigt. Die Erzeugung eines aufgeweiteten Strahlenbündels und seine Zuordnung zu den Achssystemen eines Theodolits oder Nivelliers ist z. B. aus DE 4 10 614 und US 461067 bekannt.

Das Ziel der Erfindung besteht darin, geodätische Geräte, insbesondere Theodolite und Nivelliere, in ihren Gebrauchswerten zu verbessern.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine an Bauteilen arme, lange Strahlengänge vermeidende, fest justierbare optische Anordnung in einem Zielfernrohr für geodätische Geräte, insbesondere Theodolite und Nivelliere zu schaffen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Objektiv des visuellen Fernrohres, das aus mehreren Linsen besteht, durch eine zentrisch zugeordnete Linse oder Linsengruppe kleineren Durchmessers so kombiniert wird, daß ein Objektiv anderer Apertur entsteht, das eine Laserdiode hinter diesem Objektiv angeordnet ist, wobei die von der Laserdiode ausgestrahlte Energie durch das kombinierte Objektiv mit anderer Apertur nach unendlich abgebildet wird.

Entlang der optischen Achse angeordneten Blenden begrenzen dabei die Apertur und fangen seitlich ausgestrahlte Energie ab.

Die Laserdiode kann dadurch fest und justiert dem Objektiv zugeordnet werden.

Die optische Achse des visuellen Zielfernrohres und die optische des Laserpen liegen zueinander zentrisch und parallel.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ausführlichen Aufbau des Systems,

Fig. 2 optisches Schema für eine zweite Variante.

In der Fig. 1 trägt der Fernrohrkörper 1 mit der Fokussierung 16 und dem Okular 17 das Objektiv 2. Es wird über den Abstimmring 3 mit dem Überwurfring 4 am Fernrohrkörper festgeschraubt. Das Objektiv besteht aus der Fassung und den drei Linsen 5, 6 und 7 mit dem Zwischenring 10, dem Federring 8 und dem Verschraubring 9. Die Linse 7 trägt ein Objektiv 11, das aus mehreren Linsen bestehen kann, das wiederum eine Hülse 18 mit der Laserdiode 13 trägt. Sie wird im Abstand auf das Objektiv abgestimmt und mit einem Verschraubring 19 befestigt. Am Rande des Fernrohrs sitzt die Leiterplatte 15, die durch die Batterie 14 versorgt wird. ZZ ist die Zielachse des Fernrohres, K/K die Kippachse.

In Fig. 2 besteht das Objektiv aus den drei Linsen 20, 21 und 22. Dabei ist die Linse 22 durchbohrt. In der Bohrung sitzt die Fassung 24 mit dem Prisma 25 und dem Zusatzobjektiv 23. ZZ ist die Zielachse des Fernrohrs zu der PP, die optische Achse Laserpen zentrisch und parallel liegt. In der Achse PP befindet sich die Laserdiode 26. Sie kann in der nicht dargestellten Objektivfassung mit angeordnet sein, damit der Laserpen, bestehend aus Laserdiode 26 und Zusatzobjektiv 23 eine Justiereinheit bilden. Die Apertur begrenzen die Blenden 27. Die Linsen 20 und 21 und das Zusatzobjektiv 23 bilden optisch eine Einheit für die kurze Brennweite des Laserpen.

Claims

1. Anordnung eines Laserpen in einem Zielfernrohr für geodätische Geräte mit einem Objektiv für die visuelle Zielung einer Laserdiode, einer Linse oder Linsengruppe und Mitteln zur Begrenzung der Apertur,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Objektiv für die visuelle Zielung, das aus mehreren Linsen besteht mit einer zentrisch angeordneten Linse oder Linsengruppe kleineren Durchmessers zu einem Objektiv anderer Apertur kombiniert ist,
das die Laserdiode hinter diesem kombinierten Objektiv anderer Apertur angeordnet ist und damit einen kompletten Laserpen bildet, wobei die von der Laserdiode ausgestrahlte Energie durch das kombinierte Objektiv mit anderer Apertur nach unendlich abgebildet wird,
die optische Achse des Objektivs für die visuelle Zielung und die optische Achse der Linse oder Linsengruppe zentrisch und parallel zueinander angeordnet sind und das Blenden entlang der optischen Achse angeordnet sind.

2. Anordnung eines Laserpen in einem Zielfernrohr für geodätische Geräte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem kombinierten Objektiv anderer Apertur und der Laserdiode optische Bauelemente befinden.

3. Anordnung eines Laserpen in einem Zielfernrohr für geodätische Geräte nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Bauelemente Umlenkelemente, Abbildungselemente, Modulatoren und Polarisatoren sind.