AT520307A4

Optical device for detecting a light beam reflected on a distant target

Abstract

An optical device (9) for detecting a light beam (5) reflected at a far end comprises a light source (3) adapted to emit the light beam (4) in a predetermined direction (R1) toward the remote target, a primary lens (2 ) adapted to focus the remotely reflected light beam (5) at a first focal point (F1) and a relay optic (10) arranged such that the first focal point (F1) between the primary lens (2) and the relay optic (10) is arranged to focus the far-reflected light beam (5) diverging from the first focus (F1) to a second focus (F2), one detector unit (6) substantially in the second Focal point (F2) is arranged, and wherein a diaphragm (13, 15, 17,19) is disposed within a normal cross-section (Q1, Q2, Qi) of the far-end reflected light beam (5) to the optical axis (A) between the first focus (F1) and the relay optic (10).

AT520307A4, drawing sheet 1
Sheet 1 of 6

Term

11.2 yearsto projected expiry

Projected expiry 27 November 2037, counted from filing; an application has no term until it is granted.

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  4. Projected expiry

18 claims: 18 independent, 0 dependent

  1. 1
    Patentansprüche :claims: 1. An optical device (9) for detecting a light beam (5) reflected at a far end, comprising a light source (3) adapted to move the light beam (4) in a predetermined direction (R1) to send to the long-term goal, a primary lens (2), whose optical axis (A) lies substantially parallel to said predetermined direction (R1) and which is designed to to focus the long-range reflected light beam (5) in a first focal point (F1), and a detector unit (6) for detecting focused light, characterized, the detector unit (6) is arranged in such a way the first focal point (F1) lies between the primary lens (2) and the detector unit (6), wherein an aperture (13, 15 17 19) within a normal cross section to the optical axis (A) (Q1, Q2, Qi) of the long-range reflected light beam (5) between the first focal point (F1) and the detector unit (6) is arranged. 1. Optische Vorrichtung (9) zum Detektieren eines an einem Fernziel reflektierten Lichtstrahls (5), umfassend eine Lichtquelle (3), die dazu ausgebildet ist, den Lichtstrahl (4) in eine vorbestimmte Richtung (Ri) auf das Fernziel auszusenden, eine Primärlinse (2), deren optische Achse (A) im Wesentlichen parallel zur genannten vorbestimmten Richtung (Ri) liegt und die dazu ausgebildet ist, den fernzielreflektierten Lichtstrahl (5) in einem ersten Brennpunkt (Fi) zu fokussieren, und eine Detektoreinheit (6) zur Detektion von fokussiertem Licht, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinheit (6) derart angeordnet ist, dass der erste Brennpunkt (Fi) zwischen der Primärlinse (2) und der Detektoreinheit (6) liegt, wobei eine Blende (13, 15, 17, 19) innerhalb eines zur optischen Achse (A) normalen Querschnitts (Qi, Q2, Qi) des fernzielreflektierten Lichtstrahls (5) zwischen dem ersten Brennpunkt (Fi) und der Detektoreinheit (6) angeordnet ist.
  2. 2
    Optische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (3) in Strahlrichtung (R2) des fernzielreflektierten Lichtstrahls (5) gesehen in dessen Strahlengang vor der Primärlinse (2) angeordnet ist, wobei die Blende (13, 15, 17, 19) in jenem Schatten (S) der Lichtquelle Second Optical device according to Claim 1, characterized in that the light source (3) is arranged in the beam path in front of the primary lens (2) in the beam direction (R2) of the remote-controlled light beam (5), the diaphragm (13, 15, 17, 19 ) in that shadow (S) of the light source 31 / 41 (3), which the light source (3) is remotely reflecting 31/41 (3) liegt, den die Lichtquelle (3) im fernzielreflektierten Lichtstrahl (5) wirft. Light beam (5) throws.
  3. 3
    Optische Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (13, 15, 17, 19) den genannten Schatten (S) im genannten Querschnitt (Qi, Q2, Qi) vollständig einnimmt. Third Optical device according to Claim 2, characterized in that the diaphragm (13, 15, 17, 19) completely occupies the said shadow (S) in the said cross-section (Q1, Q2, Qi).
  4. 4
    Optische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine weitere Blende (15) innerhalb eines weiteren zur optischen Achse (A) normalen Querschnitts (Q2) des fernzielreflektierten Lichtstrahls (5) zwischen dem ersten Brennpunkt (Fi) und der Detektoreinheit (6) angeordnet ist. 4th Optical device according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least one further diaphragm (15) within a further to the optical axis (A) normal cross-section (Q2) of the remotely reflected light beam (5) between the first focal point (F1) and the detector unit (6) is arranged.
  5. 5
    Optische Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Blenden (13, 15) im Querschnitt (Qi, Q2) unterschiedliche Flächen (xi, x2) aufweisen und ihre Fläche (xi, x2) umso größer ist, je weiter die jeweilige Blende (13, 15) vom ersten Brennpunkt (Fi) beabstandet ist. 5th Optical device according to claim 4, characterized in that the apertures (13, 15) have different areas (x1, x2) in cross-section (Q1, Q2) and their area (x1, x2) is greater, the further the respective one Aperture (13, 15) from the first focus (F1) is spaced apart.
  6. 6
    Optische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (13, 15, 17, 19) eine von einer Glasplatte getragene opake Struktur ist. 6th Optical device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the diaphragm (13, 15, 17, 19) is an opaque structure carried by a glass plate.
  7. 7
    Optische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (13, 15) eine runde Scheibe ist. 7th Optical device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the aperture (13, 15) has a round Disc is.
  8. 8
    Optische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (17, 19) ein Kegel 32/41 oder ein Kegelstumpf ist, der sich in Strahlrichtung (R2) des fernzielreflektierten Lichtstrahls (5) gesehen erweitert. 8th. Optical device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the diaphragm (17, 19) is a cone 32 / 41 or a truncated cone which extends in the beam direction (R2) of the long-range reflected light beam (5) seen expanded.
  9. 9
    Optische Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungswinkel des Kegels im Wesentlichen an den Strahlengang des fernzielreflektierten Lichtstrahls (5) angepasst ist. 9th Optical device according to claim 8, characterized in that the opening angle of the cone is substantially adapted to the beam path of the remotely reflected light beam (5).
  10. 10
    Optische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die dem ersten Brennpunkt (Fi) nächstliegende Blende (13, 17, 19) in einem Abstand (di) von mindestens 100 μm von dem ersten Brennpunkt (FJ angeordnet ist. 10th Optical device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the first focal point (F1) closest aperture (13, 17, 19) at a distance (d1) of at least 100 μm from the first focal point (F1) is arranged.
  11. 11
    Optische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Blende (13, 15, 17, 19) 50 - 100 %, bevorzugt 80 - 100 %, besonders bevorzugt im Wesentlichen 100 %, einer Bildgröße B beträgt, die gleich GR * di / fi ist, wobei GR der Strahldurchmesser eines ausgesandten Lichtstrahls (4) in einer vorbestimmten Entfernung R, di der Abstand der Blende (13, 15, 17, 19) zum ersten Brennpunkt (Fi) und fi der Abstand der Primärlinse (2) zum ersten Brennpunkt (Fi) ist. 11th Optical device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the diameter of the diaphragm (13, 15, 17, 19) is 50 - 100%, preferably 80 - 100%, particularly preferably substantially 100%, of an image size B equal to GR * d1 / f1 is where GR the beam diameter of an emitted light beam (4) at a predetermined distance R, d1 the distance of the diaphragm (13, 15, 17, 19) to the first focal point (F1) and f1 the distance of the primary lens (2) to the first focus (F1) is.
  12. 12
    Optische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine Relais-Optik (10), die zwischen dem ersten Brennpunkt (Fi) und der Detektoreinheit (6) angeordnet und dazu ausgebildet ist, den vom ersten Brennpunkt (Fi) aus divergierenden fernzielreflektierten Lichtstrahl (5) auf einen zweiten Brennpunkt (F2) zu fokussieren, 12th Optical device according to one of claims 1 to 33/41 wobei die Detektoreinheit (6) im Wesentlichen im zweiten Brennpunkt (F2) angeordnet ist. 11, characterized by a relay optics (10), which between the first focal point (F1) and the detector unit (6) and designed to focus the light beam (5) diverging from the first focus (F1) to a second focus (F2), 33 / 41 wherein the detector unit (6) substantially in the second focal point (F2) is arranged.
  13. 13
    Optische Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (13, 15, 17, 19) an der RelaisOptik (10) montiert ist. 13th Optical device according to claim 12, characterized in that the diaphragm (13, 15, 17, 19) is mounted on the relay optics (10).
  14. 14
    Optische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 in Verbindung mit Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine erste und eine zweite Relais-Optik (10), die zwischen dem ersten Brennpunkt (Fi) und der Detektoreinheit (6) angeordnet sind, wobei die erste Relais-Optik (10, 20) dazu ausgebildet ist, den vom ersten Brennpunkt (Fi) aus divergierenden fernzielreflektierten Lichtstrahl (5) auf einen zweiten Brennpunkt (F2) zu fokussieren, und die zweite Relais-Optik (20) dazu ausgebildet ist, den vom zweiten Brennpunkt (F2) aus divergierenden fernzielreflektierten Lichtstrahl (5) auf einen dritten Brennpunkt (F3) zu fokussieren, wobei die genannte Blende (13) zwischen dem ersten Brennpunkt (Fi) und der ersten Relais-Optik (10) und die genannte weitere Blende (15) zwischen dem zweiten Brennpunkt (F2) und der zweiten Relais-Optik (20) angeordnet ist, und wobei die Detektoreinheit (6) im Wesentlichen im dritten Brennpunkt (F3) angeordnet ist. 14th Optical device according to one of claims 1 to 11 in conjunction with claim 4, characterized by first and second relay optics (10), which are arranged between the first focal point (F1) and the detector unit (6), the first relay optic (10, 20) is designed to to focus the far-field reflected light beam (5) diverging from the first focus (F1) to a second focus (F2), and the second relay optic (20) is designed to to focus the light beam (5) diverging from the second focus (F2) to a third focus (F3), said shutter (13) being disposed between the first focus (F1) and the first relay optic (10) and said further shutter (15) between the second focus (F2) and the second relay optic (20), and wherein the detector unit (6) is arranged substantially at the third focal point (F3).
  15. 15
    Optische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinheit (6) in jenem Bereich angeordnet ist, in dem der fernzielreflektierte 34/41 15th Optical device according to one of claims 1 to Lichtstrahl (5) vom ersten Brennpunkt (Fi) aus divergiert, wobei die Detektoreinheit (6) eine Detektionsfläche hat, die sich über den gesamten Querschnitt des fernzielreflektierten Lichtstrahls (5) erstreckt. 11, characterized in that the detector unit (6) is arranged in that area in which the remotely reflected 34 / 41 Light beam (5) from the first focal point (F1), wherein the detector unit (6) has a detection surface which extends over the entire cross-section of the light beam (5) reflected in the long-term direction.
  16. 16
    Optische Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (13, 15, 17, 19) an der Detek- toreinheit (6) montiert ist. 16th Optical device according to claim 14, characterized in that the diaphragm (13, 15, 17, 19) is mounted on the detector unit (6).
  17. 17
    Optische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (di, d2) der Blende (13, 15, 17, 19) vom ersten Brennpunkt (Fi) und/oder die Fläche (xi, x2) der Blende (13, 15, 17, 19) im genannten Quer- schnitt (Qi, Q2) und/oder die Position der Fläche (xlz x2) der Blende (13, 15, 17, 19) im genannten Querschnitt (Qi, Q2) veränderbar ist bzw. sind. 17th An optical device according to any one of claims 1 to 16, characterized in that the distance (i.e.1, d2) of the diaphragm (13, 15, 17, 19) from the first focal point (F1) and / or the area (x1, x2) of the diaphragm (13, 15, 17, 19) in said cross section (Q1, Q2) and / or the position of the surface (x1, x2) of the diaphragm (13, 15, 17, 19) in said cross-section (Q1, Q2) is variable or are.
  18. 18
    Optische Vorrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch einen Motor, der dazu ausgebildet ist, den genannten Abstand (di, d2) , die genannte Fläche (xlz x2) bzw. die genannte Position zu verändern. 35/41 18th An optical device according to claim 17, characterized by a motor adapted to vary said distance (d1, d2), said area (x1, x2) and said position, respectively. 35 / 41 1/6 [dB] (prior art)
Independent claims18