用于大地测量仪的瞄准机构、尤其是瞄准望远镜和用于这样的瞄准机构的物镜单元光学组件的制作方法

xiaoxiao2020-7-2  2

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专利名称:用于大地测量仪的瞄准机构、尤其是瞄准望远镜和用于这样的瞄准机构的物镜单元光学组件的制作方法
用于大地测量仪的瞄准机构、尤其是瞄准望远镜和用于这样的瞄准机构的物镜单元光学组件本发明涉及根据权利要求1的前序部分的、用于具有角度測量功能、尤其具有测距功能的大地測量仪的瞄准机构且尤其是瞄准望远镜。瞄准单元具有在包括至少ー个透镜的物镜单元和图像单元(如摄像机传感器和/或目镜)两者之间的光学光路。此外,在瞄准机构中设有发射单元和/或接收单元,所述发射単元用于将作为发射射束的測量射束发射至被瞄准的目标物,所述接收単元用于获得作为测量射束的接收射束。本发明也涉及用于本发明瞄准机构的物镜单元的光学组件,它包括至少ー个透镜和至少ー个光学偏转机构,该光学偏转机构用于将发射射束入射到瞄准机构的光学光路中和/或用于使得接收射束从光学光路中出射。此外,本发明涉及制造本发明光学组件的两种方法。本发明瞄准机构的图像単元具有至少ー个摄像机传感器和/或目镜,用于获得和 /或提供被瞄准的目标物的图像。瞄准机构、尤其是望远镜包括光学组件,用以入射和出射发射射束或测距射束;这种瞄准机构、尤其是望远镜对于许多尤其是大地测量应用、建筑エ 程应用和军事应用是必需的,因此例如用于距离測量和观察、或者用于观察和用摄像机拍摄图像。所需要的高測量精度要求參与其中的光路和相应组件具有最高的位置角度稳定性。术语“测距射束”或其同义词“測量射束”被用于这样的射束,其借助光学组件在光学仪器中被反射进入和反射离开。它也包括这样的射束,其在仪器中被反射进入和反射离开, 但未被用于测量,像用于在望远镜内观察的射束或用摄像机拍摄图像的射束。为了测量距离,在光学测量仪中可以使用集成于其中的基于激光器技术的测距模块。为进行高精度的方向測量,将激光射束与(瞄准)光轴或者说瞄准机构或普通測量机构的光学光路进行射束耦合(Strahlkopplimg)。发射射束或者測量射束的入射和/或出射大多通过以下组件进行,该组件包括透镜、入射件和/或出射件或者说光学偏转元件如反射镜和支座,借助该支座,入射件和/或出射件或者说偏转元件被置入光路中。为了能保证仪器具有高的方向測量精度和/或距离測量精度,必须在极端外界影响(机械冲击、振动、温度变化)下长时间保证瞄准机构如望远镜和入射激光射束的光路的准直性(平行度)。因此,将激光射束与瞄准轴耦合的光学偏转元件(如反射镜)必须长时间以方向和形状稳固的方式被固定,没有不利地影响到在测量仪中的瞄准机构或望远镜的光学成像质量。技术上的挑战在于相对于瞄准机构且尤其是望远镜像(如目观瞄准望远镜)方向位置稳定地保持激光射线,在这里,望远镜光轴又稳定地与角度传感器系统相关联。对于具有入射激光光路的望远镜,要求达到角秒(Winkelsenkimde)或几分之一角秒的总精度。在DE19615601中公开了共轴测距仪,在该仪器中,测距用的光通过物镜透镜和光学入射装置被入射到望远镜光轴中并且通过同一透镜和光学出射装置从该望远镜光轴被出射。作为支座的透明的圆盘状棱镜保持板用于将入射装置和出射装置置入望远镜的光学光路。在此,粘合连接沿着有效光学面,从而连接点在此情况下应该在光学上是无瑕疵的。 采用这样的棱镜保持板作为入射元件和/或出射元件的支座的缺点例如是射束不稳定、望远镜或测量仪的结构尺寸増大、支座在望远镜光学光路中难以定向、对温度变化和机械震颤敏感在EP 1 662 278和WO 2006/056475中有明确讨论。为了避免作为用于測量和/或瞄准观察的潜在错误源的该缺点,因此为了改善瞄准机构或者望远镜的稳健性和从成本角度出发而カ求尽量保持少量的组成构件。在望远镜光轴上入射和出射测距用測量射束时,尤其当上述入射元件不满足光出射功能吋,或许需要附加光学元件,该附加光学元件透过由待测物反射和/或散射的射束的一部分,以便在望远镜内观察,并且将另一部分引转向测距仪的接收机构。在DE 196 15 601所述的望远镜中,通过分色反射镜(dichroitischer Spiegel)来进行分光,该分色反射镜作为其它的附加元件安置在望远镜光路中。在EP 1 081 459所公开的视距仪望远镜中,通过具有局部镜面化表面的分光棱镜来进行分光。除了分光棱镜外,用于使测量射束入射的入射反射镜必须利用支座被固定在视距仪望远镜中,結果,又出现上述的不精确性如照射方向不稳定性。每增加一个附加元件,受到环境干扰作用影响的风险増大,而且反射损失的不利作用也増大。另ー个主要缺点是每个独立元件都占地方并由此引起了光学仪器结构尺寸的増大。为了解决在物镜透镜的光路或光轴内保持附加的入射元件或出射元件所需要的占地问题,近年来知道了不同的提案,其共同点是,光学入射元件或出射元件或者说偏转元件在其光轴区域内与平凸型透镜或平凹型透镜的平面连接。US 6,545, 749公开了激光测距仪,它具有包括平凸型透镜和棱镜的光学系统,该棱镜安置在透镜的平面上。由激光发射单元发出的发射射束由作为偏转元件的棱镜经由平凸型透镜被转向目标物。由目标物反射的和/或散射的射束作为接收射束被平凸型透镜收集并传导至探測器。因为对于测距仪和概括地讲对于在没有空间分辨或空间分辨很弱的探測器或者传感器上成像来说,不需要所用的光学元件像望远镜所要求的高空间分辨成像品质那样具有产生图像的成像品质,所以可将平透镜用于此用途,而无需改善成像品质的其它措施。由透镜平面决定地出现了相应大的成像误差,从而成像圆半径(即由成像误差決定的像平面内的弥散圆的半径)比对于望远镜成像系统可能出现或者说可接受的半径大了许多倍(例如20倍)。成像圆(接收射束在图像平面内的光斑)的直径例如可以大于ΙΟΟμπι,而它在望远镜内只应该达到几微米。因为对产生图像的空间分辨率无要求的常见光电探測器具有直径为200 μ m至1000 μ m的光敏区域,所以虽然成像圆増大,但能测到和分析全部的接收射束。在WO 2006/056475中讨论了各种可行实施方式以实现与US 6,545,749所述相似的“平面透镜”(平凸型透镜或平凹型透镜)与光学偏转元件組成望远镜中的光学组件的组合方式的采用并且讨论了满足成像品质的相关要求的各种可能性,而且提出了一些预防措施,如尤其可通过平面透镜避免或修正成像缺陷和可以获得所要求的普通目视成像品质。不过,在US 6,545,749和WO 2006/056475中所述的、用于将附加的入射元件或出射元件保持在物镜透镜的光路或者光轴内的占地需求的解决方法在其实用方面共同具有多个缺点和/或问题-偏转元件与在透镜上的平面安装面的尤其耐受机械震颤的稳固连接要求透镜具有相应的平面。-只要透镜和偏转元件不是一体制造的,例如通过注射成型形成,则这样的例如通
6过粘结产生的、由具有仅ー个共同连接表面的透镜和偏转机构所組成的组件在其稳定性方面也还是容易受到例如温度变化所引起的热应カ和机械震动的影响。-因为偏转机构和透镜的粘结结构相对大面积地位于透镜的光学光路当中,所以对粘合剂的光学性能提出了很高的要求。例如粘合剂必须是透光的并且也尽量不含荧光和发光物质。此外,粘合剂应该具有与上述透镜相同或相似的折射系数。-上述对粘合剂光学性能的严格要求制约了也具有机械最佳性能的粘合剂的可选性为了使光学偏转元件(如反射镜)将激光射束与瞄准轴耦合起来并且方向稳定地固定住,粘合剂应该只具有小的热膨胀系数,因为在实际应用中,温度可能出现在大约-40°C至 +70°C之间,以角秒数量级所要求的方向稳定性应该在这样大的温度范围内不被削弱。此外,即使是在接近100%相对空气湿度的条件下,粘合剂的吸水能力也应该尽量低。-原则上粘结打磨过的表面是困难的,并且在强烈变化的环境影响下潜在地不太稳定,这是因为粘合表面因为较小的表面粗糙度而相对小。-为了获得良好的望远镜成像品质,使用如EP1 662 278和WO 2006/056475所述的平凸型透镜或平凹型透镜要求相当高的附加成本,就像在这两份文献中同样所公开那样。本发明的任务在于提供一种用于具有角度測量功能和测距功能和測量射束入射和/或出射功能的大地测量仪的、尤其是用于集成式测距仪的瞄准机构、尤其是(瞄准)望远镜,所述瞄准机构具有少量光学組成元件并且还是符合类型要求地提供了高成像品质、 紧凑尤其短小的结构长度、成本低廉的构造和高測量精度,并且具有相对于环境影响如温度波动、机械冲击和/或震动的稳健性。本发明的任务还在干,提出一种用于瞄准机构物镜単元的构件尽量少的改进的光学组件,其用于反射输入、或许还用于反射输出测量射束进出该瞄准机构的光学光路,以便縮小測量仪的测量精度、结构长度和成本以及提高对于环境影响如温度、冲击和震动的稳健性。此外,本发明的任务尤其是,方向稳定地长时间将光学偏转元件(如反射镜,所述光学偏转元件作为例如用于使激光射束与瞄准轴耦合以进行方向测量的光学组件的一部分)固定在瞄准机构例如瞄准望远镜的光路中,而不会不利地影响到该瞄准机构的光学品质。此时,即使在极端外界影响(机械冲击、振动、温度变化)下,也应当长时间保证该瞄准机构或者望远镜的光路和入射激光本身的准直性。对于具有入射激光光路的测量仪或望远镜来说,要求达到角秒或几分之一角秒的总精度。本发明的另ー个任务在于提供ー种制造本发明光学组件的方法。该任务将通过独立权利要求的主题来完成。由从属权利要求得到以替代或者有利的方式改进本发明的多个特征。本发明的瞄准机构设置用于具有角度測量功能和尤其还有测距功能的大地測量仪,并且例如能以瞄准望远镜的形式构成。该瞄准机构至少配备有物镜单元和图像单元,该物镜单元限定出瞄准机构的光轴并且具有至少ー个透镜,在物镜单元和图像单元之间限定出光学光路。图像单元具有至少ー个摄像机传感器和/或目镜,用于获得和/或提供被瞄准的目标物的图像。被瞄准的目标物的图像可以通过分光器例如也同时被提供用于摄像机和目镜。
作为物镜単元的至少ー个透镜,应该贯彻始终地(即,在说明书和权利要求书中) 不仅是指衍射作用的光学元件(即真正意义上的透镜),但是明确地也指没有衍射作用的光学平板。此外,该瞄准机构具有用于作为发射射束发出测量射束的发射单元和/或作为接收射束获得所接收的测量射束的接收单元。另外,为了将发射射束入射到光学光路和/或从该光学光路出射该接收射束,在瞄准机构的光路中设有相应的偏转机构。根据本发明,该至少一个透镜具有围绕光轴的、圆筒形的、在光轴方向上延伸的、 尤其是连贯的缺ロ。另外,该偏转机构具有圆柱体形的固定部,该固定部如此在透镜缺口内延伸的并对应于缺ロ的形状和大小,即,在该固定部的外周面和由该缺ロ限定的透镜内周面的至少一部分之间出现粘结缝隙。根据本发明,该偏转机构通过位于粘结缝隙内的粘合剂的帮助,固定在该至少一个透镜上。此外,另一方面在于,该粘合剂均勻地留在粘结缝隙内并且如此均勻地分布在固定部的周围,即,该固定部的周面基本上完全覆有粘合剤,而且该固定部的周面按照不直接接触透镜的方式位于该缺口内。由此ー来,应カ均勻地沿粘结缝隙分布。在光路中朝向目标物的透镜表面被称为“正面”,相应地与该正面相対的表面被称为“背面”。物镜单元的光轴经过对应于透镜面的两个球面罩的中心。上述的透镜也能如上所述,构成为如由玻璃构成的平板滤光镜、透明光学平板或反射镜平面板,它们自身没有射束折射功能。特別是,具有直径d的缺ロ构成为贯通穿过正面和背面的孔即通孔。该缺ロ此时可垂直于光轴地具有圆形或者多边形的基面。作为圆筒形缺口和对应的圆柱体形固定部,应该贯彻始终地(即,在说明书和权利要求书中)也是指例如由加工误差決定的略微呈锥形的形状。但此时重要的应该是,由此限定的粘结结构本身(即在固定部外周面和透镜内周面之间的填充有粘合剂的粘结缝隙)是在光学上对于目标物成像起到作用的表面的尽量微不足道的一小部分。如果此时缺口和偏转机构的固定部垂直于光轴地形成有圆形基面,则偏转机构的圆柱体形部分例如可具有设置作为固定部的部分的垂直于透镜光轴的外径d'。该透镜的正面或者背面的圆筒形缺ロ或开ロ可以具有内径d,其中,外径d'小于内径d。上述的粘结缝隙具有平均宽度b= (d_d' )/2并且在固定部的外周面和透镜缺ロ 的内周面之间产生。就是说,根据本发明,偏转机构通过位于粘结缝隙内的粘合剂的帮助,固定在至少一个透镜或平板上,该透镜或平板因此作为偏转机构的支承件。光学偏转元件主要用于将来自发射単元的发射射束在发射射束传播方向上以第 ー规定偏转角度偏转向目标物,和/或用于将接收射束偏转向瞄准机构的接收单元。这ー 般通过将发射射束反射输入上述的光学光路或者从上述的光学光路反射输出接收射束来实现,尤其是与透镜光轴平行或同轴。就是说,偏转元件例如可以用于将由目标物反射和/ 或散射的射束作为接收射束以第二规定偏转角度偏转离开光轴去往接受接收,其中,所述接收射束经由物镜单元被引向基本上平行于光轴且一般相对于光轴基本上还对称的光路中。发射单元可以例如是被集成在瞄准机构中的测距单元的激光发射器,因此发射射束例如作为激光测距射束被发出。但作为补充或替代,发射射束也可以用于在目标物(激
8光瞄准器)上产生投射点状光斑,在这里,光斑用于高精度瞄准目标物。目标物反射的部分测距光例如可以作为接收射束,通过构成为测距単元的一部分的接收单元来检测。但作为替代或补充,也可以设有具有空间分辨功能的接收器 (ortsauflosender Empfanger)作为接收単元,在这里,该接收器表现为用于自动识别目标的模
块的一部分,并且被构成用于检测作为接收射束的目标识别測量射束。这种偏转机构可以但非必须布置在透镜光轴上。在透镜光轴上定位或尽量靠近透镜光轴的定位恰好对于对非合作的目标物(即不反光的目标)进行测量是符合期望且有利的。对于在对合作目标(即反光的目标)进行测量时利用平行度高的反射光进行的測量, 偏转机构应以合适的方式定位,使得由偏转元件造成的对反射和/或散射光线的遮挡保持得尽量小。尤其是,固定部可以如此不接触内周面地在该缺口内延伸,S卩,均勻分布地出现连贯的粘结缝隙和位于粘结缝隙内的粘合剂,尤其是在这里,该固定部基本上居中地在缺ロ 内延伸并且如此与缺ロ的形状和大小互相配合,使得该粘结缝隙具有一致的规定宽度并且尤其是旋转对称的。另外,该偏转机构的固定部可以按照应カ最小的方式被固定在透镜缺口内。如此做到“应カ最小”,即,该固定部按照没有直接接触缺口内表面的方式安置在透镜的缺ロ或开口内并且粘合剂尽量均勻地分布在粘结缝隙内,尤其是在这里,该销尽量居中被粘结并且因此未接触该支承件。此时应该保证应カ沿粘结缝隙均勻分布,尤其是在大的温度变化 (例如在-40°C至+70°C之间)的影响下,沿整个粘结结构没有出现或者仅仅以最小程度出现机械应カ差,这种机械应カ差是因为透镜、光学偏转机构和粘合剂的由热决定的膨胀或收縮,或者是因为高的空气湿度(例如达到接近100%的相对空气湿度),尤其是由于粘合剂吸水。此外,尤其存在粘合剂尽量均勻分布在粘结缝隙内的情況。应カ在粘结缝隙内的对称分布可以保证力平衡的最小变化,进而保证相对很高的尺寸稳定性。而且,偏转机构的固定部可以如此相对于透镜缺ロ布置,即销没有相对于透镜缺 ロ居中布置,但还是没有接触透镜的内表面。在这样的本发明实施例中,在透镜内表面和偏转机构的固定部之间的粘结缝隙中也可以设有连贯包围该固定部的粘合剂层,在这里,粘结结构在其走向上具有不同的粘层厚度。通过这样的连贯层,可以阻止或者尽量减少沿着粘结结构走向出现应カ差。对于保证本发明主题的不同实施方式所力求获得的本发明功能,在缺口内的偏转机构的粘结实施方式可被视为重要因素。粘结的实施方式是对于获得相对于环境影响(如温度变化、机械冲击和/或震动)的稳健性而言的重要判断标准,而偏转机构在透镜内的定位可以表现为关于构件相互间的布置和定位的另外的重要因素。在ー个特定实施方式中,光学偏转机构一体构成为具有固定部的销(例如由玻璃构成),在该光学偏转机构中,尤其是朝向目标物的入射端面如此相对于该光轴倾斜并具有反射涂层,使得发射射束(3)以与光轴同轴的方式在朝向目标物的方向上入射到该光路中。特別是,该倾斜的角度是这样的,即,该角度(所述角度关于在销的入射端面和对置的出射端面之间平行干物镜单元的上述光轴延伸的偏转机构纵轴线)等于经反射涂层照过来的发射射束所需要的第一偏转角度的一半。另外,光学偏转机构能一体构成为具有固定部的销,在该光学偏转机构中,尤其是远离目标物的出射端面如此相对于光轴倾斜并具有反射涂层,即,实现了接收射束从光路出射至接收单元。此时,该倾斜可以是关于该纵轴线成一个等于90度减去所要求的第二偏转角度的一半的角度。特別是,这两个实施方式例如可以与由不透明灰玻璃制成的销相结合,从而该销具有两个分开的反射面,不仅用于通过其进行反射的入射面将发射射束反射入射到物镜单元光轴中,而且还用于通过其进行反射的出射端面将接收射束反射输出到接收单元。通过这种布置,在很大程度上以10_"至10_12的抑制数量级来阻止从发射射束至接收单元的串扰。尤其是,指向销的出射端面方向的部分的直径可以(略微)小于指向入射端面方向的部分的直径d'。这在以粘结技术连接透镜和偏转机构或者说销的连接エ艺中是有利的。确切的说,采用了 UV粘合剂,它可通过紫外线固化。为了满足本发明光学组件对抗不同温度影响具有不变性的要求,粘合剂尤其是具有尽量接近所用材料的热膨胀系数。 在玻璃的情况下,例如小于60ppm/K、尤其小于40ppm/K的热膨胀系数可能就足够了。此外, 粘合剂尤其可以具有小于2%、尤其小于0. 5%的吸水系数。光学偏转机构尤其能构成为具有分光层或反射层的棱镜、正方体、正面反射镜或背面反射镜、固定反射镜或角镜。通过涂覆在偏转机构或销的倾斜端部上的反射涂层而产生的正面反射镜具有以下优点可减少从发射器至接收器的不希望有的散射光量。尤其采用激光器作为本发明瞄准机构的发射器或发射单元。根据应用目的,发射射束可以是发散的、和/或衍射有限地准直化的不可见光和/或可见光。本发明瞄准机构的接收单元能作为接收器具有空间分辨探測器(例如CCD 阵列、CCD行或者PSD)或者非空间分辨探測器(例如光电ニ极管或者光电倍增器 (Photomultiplier))。接收单元的其它组成部分可以是电子计算分析単元,例如用于确定 (正)光渡越时间或波前锋相或干扰图案以及或许其变化。本发明瞄准机构的ー个改进方案包括物镜单元,分別具有ー个光学偏转机构的两个透镜。此时,两个透镜分别具有ー个围绕光轴的、圆筒形的、在光轴方向上延伸的缺ロ。相应的偏转机构具有圆柱体形的固定部,该固定部如此在相应透镜的各自缺口内延伸并如此匹配于各缺ロ的形状和大小,即,分別在固定部的外周面和各透镜的由缺ロ限定的内周面的至少一部分之间出现粘结缝隙。此时,偏转机构通过位于粘结缝隙内的粘合剂的帮助固定在相应的透镜上。在ー个特定实施方式中,本发明的瞄准机构配备有反射镜系统,接收射束借助该反射镜系统被引向偏转机构和/或接收单元。本发明的另ー个主题是用于本发明瞄准机构的物镜单元的光学组件。该光学组件包括至少ー个透镜和至少ー个光学偏转机构,用于将发射射束入射至瞄准机构的光学光路和/或用于从光学光路出射接收射束。根据本发明,该至少一个透镜具有围绕光轴的、圆筒形的、在光轴方向上延伸的尤其连贯的缺ロ。光学偏转机构配备有圆柱体形的固定部,该固定部如此在透镜缺口内延伸并匹配于缺ロ的形状和大小,即,在固定部外周面和由该缺ロ 限定的透镜内周面的至少一部分之间出现粘结缝隙。根据本发明,偏转机构通过位于粘结縫隙内的粘合剂的帮助,固定于该至少ー个透镜上。上述的透镜尤其构成为凸透镜。但该透镜也可以为弯月透镜、凹透镜、平凸型透镜或平凹型透镜。本发明光学组件的一个改进方案包括上述类型的两个透镜,它们各有ー个光学偏转机构。该光学组件的一个实施方式具有两个分开的透镜,它们各有一个偏转机构,S卩,用于将发射射束反射输入第一透镜的光轴的第一偏转机构和用于从两个透镜的共同光轴将接收射束反射输出到接收单元的第二偏转机构;该光学组件的这种实施方式带来以下优点实现了发射通道和接收通道的进ー步更好地分隔,即减轻了在发射机和接收机之间的不希望有的串扰(Crosstalk),提高了測量精度。这样就获得了与通过例如由灰玻璃制成的圆柱体形销的上述实施方式相似的分隔开发射射束和接收射束的有利效果,该销具有两个分开的反射面并且该销作为光学偏转机构用于通过销的进行反射的入射端面将发射射束反射输入透镜光轴,并且用于通过销的进行反射的出射端面将接收射束反射输出到接收单兀。在另ー个有利的实施方式中,本发明的光学组件包括反射镜系统,接收射束借助于该反射镜系统被引向偏转机构和/或接收单元。本发明的光学组件可被用于入射和出射測量射束,例如用于望远镜的距离测量。 当然同样的是,例如用于光学干涉仪、瞄准捜索装置、摄像机或其它测量単元的測量射束可通过该光学组件被反射输入望远镜或者其它测量仪,并且可以从中反射输出。该透镜在功能方面是作为透镜来使用的,但同时起到支座的附加功能。为此,测量仪所需的构件更少。本发明的瞄准机构可以构成为望远镜。尤其在此实施方式中,该瞄准机构还具有正像系统。例如沿光轴设有带有偏转机构的物镜单元、正像系统、聚焦単元、目镜和/或摄像机。在本发明的望远镜或瞄准机构中,当该正像系统也被用于两个功能吋,可以有利地节省另ー个构件。为此,正像系统设置在偏转机构和聚焦透镜之间。于是,该正像系统可以除其反像功能外还被用于将由目标物反射的和/或散射的光线的一部分对准偏转机构。本发明的瞄准机构也能构成为泛焦望远镜。泛焦望远镜的特点是放大倍数随焦距増大,同时大约50倍的放大倍数是常见的。这样的高放大倍数要求高分辨率的、衍射受限的成像质量。因为省掉了辅助元件如机械卡座,所以减轻了在望远镜成像光路内的渐晕 (Vignettierimg),这有助于图像清晰度并且改善用于方向测量的瞄准精度。当第一物镜单元的透镜被用作偏转机构的支座且第二物镜单元的透镜被用作反射镜系统吋,尤其是可以获得结构紧凑且成本低廉的泛焦望远镜。呈泛焦望远镜形式的瞄准机构尤其是配备有第一和第二物镜单元(它们各有至少ー个透镜)、用于发出发射射束的发射单元、用于接收作为接收射束的由目标物反射和/或散射的发射射束的接收单元、 正像系统、聚焦单元以及目镜和/或摄像机传感器。第一和第二物镜单元、正像系统、聚焦单元以及目镜或者摄像机传感器是沿着泛焦望远镜的光轴布置的。另外,泛焦望远镜具有本发明的光学组件,该光学组件包括至少ー个偏转机构,所述偏转机构用于将发射射束朝向目标物从发射单元反射输入泛焦望远镜的光学光路,或许所述偏转机构还用于将接收射束从泛焦望远镜的光学光路反射输出到接收单元。该至少一个偏转机构同样布置在泛焦望远镜的光轴上。有利的是,泛焦望远镜的第二物镜单元定位在偏转机构和正像系统之间,并且第ニ物镜单元的透镜被用作反射镜系统,用于使接收射束对准偏转机构和/或接收单元。此外,特別是该正像系统形成有至少ー个部分透射的层,借助该部分透射的层,射束从泛焦望远镜光路被出射到至少ー个第二接收单元、尤其是摄像机。另外,可在此在聚焦単元和目镜之间设置另ー个分光器。此外,特别是提供至少ー个第三接收单元旦尤其是摄像机,其中来自泛焦望远镜光路的射束通过该另ー个分光器被偏转向第三接收单元。此外,可在该另ー 个分光器上设置瞄准轴标记(Zielachsenmarkierung)。本发明的另ー个主题是用于瞄准机构的上述物镜单元的光学组件,其中该光学组件至少由该透镜和该偏转机构构成。以上所有关于透镜和偏转机构的本发明结构和固定的定义、描述和有利改进方案可以相似地被套用到光学组件的发明主题上。此外,本发明涉及制造这样的光学组件的第一方法和第二方法。在本发明的第一制造方法中,光学偏转机构的固定部在透镜光轴的方向上被插入透镜的缺ロ,在这里,该透镜水平(垂直于重力矢量)安置,并且该固定部的纵轴相对于透镜光轴平行或者同轴地(即在重力矢量方向上)取向。透镜和偏转机构此时如此安置,即, 偏转机构和透镜在水平平面内基本无摩擦地彼此相对运动。粘合剂被注入粘结缝隙,从而在粘合剂的内应力作用下,尤其通过毛细力和通过在粘合剂和材料表面之间的界面应力,使得粘合剂沿粘结缝隙分布,并且还是由于粘合剂的内应カ而产生了在透镜内周面和固定部外周面之间的连贯的粘结缝隙。在散布于粘结缝隙的状态中,粘合剂固化,从而偏转机构通过粘合剂的帮助固定在该至少一个透镜上。通过该方法,粘合剂不仅可以均勻散布于粘结縫隙,而且由于粘合剂的内应力,固定部在缺口内基本上居中定位,并由此在透镜内周面和固定部外周面之间形成具有一致宽度的粘结缝隙。在本发明的第一方法中,粘合剂还可以如此散布于粘结縫隙,S卩,该固定部在缺ロ 内或是如上所述地居中布置,或者也可以非居中布置,其中该粘结缝隙还是连贯地存在于透镜的内周面和固定部的外周面之间。通过连贯的粘结缝隙,应カ可均勻分布于粘结縫隙。 尤其是对于快干型粘合剤,由粘合剂内应力造成的自对中所需时间可能不够用,因此固化在尚未居中的布置结构中进行。另外,例如震颤或者其它机械影响在粘结过程中可能阻止这些部分相互居中定向。由于相对偏转机构透镜以基本无摩擦彼此相对运动的方式安置,以及由于在粘合剂内的毛细カ作用,粘合剂可以均勻分布在固定部周围,从而固定部周面基本上完全被粘合剂覆盖但没有直接接触透镜地位于缺口内。由此,应力均勻地沿粘结缝隙分布。尤其是至少当粘合剂分布于粘结缝隙内吋,透镜或偏转机构活动安置在水平平面内,从而由此保证该透镜和偏转机构在水平平面内的可彼此相对运动性。并非基本无摩擦地活动安置的相应的其它构件此时可以位置固定地保持就位。此外,可以在粘合剂的注入、分布和尤其是固化的过程中,使透镜与通过固定部被插入缺ロ的偏转机构一起绕竖直轴线转动。换句话说,根据该制造方法的第一变型,例如该反光销可以垂直于重力场地安装并且被插入该透镜中。透镜随后基本无摩擦地相对于销安置。要注意的是,重力不影响透镜的姿态。在施加了具有合适的高粘附カ的毛细效应粘合剂(Kapillarklebstoff)之后, 粘结缝隙自动通过对应于粘合剂的内应カ并且相对于粘结缝隙表面建立的界面应カ来取向。通过毛细力造成粘结缝隙宽度的均勻一致的“外观”,并且造成粘合剂完全覆盖固定部周面,从而应力沿着缝隙被均勻地补偿。也就是说,通过在粘合剂和玻璃件之间的界面应力,可以在透镜的缺ロ或开ロ的内径d和外径d'之间形成旋转对称的粘结缝隙。在这种例如自对中的粘结结构中,不应该有外力如重力或离心力作用,它们例如可以通过组件的缓慢转动或者准确的找平被尽量减小或甚至消除,从而只有垂直于粘结縫隙的重力。粘合剂通过在偏转机构或透镜的玻璃表面或金属表面上的粘附カ均勻分布于缝隙中。偏转机构和透镜因此相互对准,从而出现均勻一致的粘结缝隙。在最简单的情况下,该组件铅垂安置,从而重力只垂直于粘结縫隙,因而没有对粘合剂的自对中作用产生影响。就是说,动态布置如此保证了与重力相关的平衡安装,S卩,或是在粘合剂注入之前和/或在粘合剂注入过程中,相对于透镜无摩擦且无接触地保持就位的固定部连同与之粘结的透镜一起被转动。此时该转轴尤其是平行于透镜光轴或者与之重合地取向。此时如此选择转动速度,例如大约5-10转/分钟,从而同样避免离心カ对粘结过程的影响。围绕光轴的转动平均地消除了重力的影响,并且固定部在粘结缝隙中,或者粘结缝隙关于透镜和销以不受重力影响的方式被校准方向。由此实现了,被注入的粘合剂基本上只在毛细力作用下并因此无应カ地分布在粘结缝隙内。根据用于制造光学组件的本发明第二方法,光学偏转机构的固定部在透镜光轴的方向上被插入透镜缺口中,在这里,该透镜水平安置并且固定部的纵轴与透镜光轴平行或同轴地取向。现在,该固定部在缺口内通过高精度调节机构、尤其是在用显微镜摄像机或者使用图像拍摄和分析装置观察该粘结缝隙的情况下被如此调节,即,该固定部不接触内周面地(即没有直接接触缺ロ的内周面)位于该缺口内,并且在透镜的内周面和固定部的外周面之间具有连贯的粘结缝隙。尤其是此时可以如此实现校准和高精度调节,即,该固定部基本上居中(在中心)位于缺口中,并且粘结缝隙具有一致的宽度。或者,此时也可以实现两个构件彼此非居中地布置,在这里,粘结缝隙虽然连贯地存在于固定部和缺ロ之间,但在延伸走向上没有统ー的厚度。随后,粘合剂被注入粘结缝隙中,从而粘合剂可以在透镜和偏转机构固定在调节后的位置上的情况下基本上在粘合剂的内应力、尤其是毛细カ的作用下均勻散布于粘结縫隙,随后在均勻散布状态中且应カ均勻分布于粘结缝隙的情况下固化。尤其当粘合剂被注入粘结缝隙和/或均勻散布于粘结缝隙吋,固定部也可在缺ロ 中通过高精度调节机构被再调节。在第二方法中,换句话说,光学偏转机构的固定部在光轴方向上被插入透镜的缺 ロ。此时,反射销(Spiegelzapfen)垂直于透镜地安装并且可以通过操作机构在所有的三个维度上精确移动。粘结缝隙例如通过显微镜摄像机或者其它光学放大仪器被观察,并且偏转机构如此在观察该粘结缝隙的情况下利用结构已知的高精度调节机构被调整,直到该固定部以非接触的方式相对于缺ロ(尤其是居中在缺口内)定位。接着,该粘结缝隙可以在透镜和偏转机构相对固定的状态下用粘合剂如毛细效应粘合剂被填充并可干透。该定位此时以居中或者或者非居中的方式进行。
13
尤其是,对于本发明的两个方法,可以采用具有高粘附カ或毛细カ的毛细效应粘合剤、尤其是紫外粘合剂。在相对于重力场竖直取向吋,通常可以保证粘合剂均勻分布在固定部上。除了粘合剂的强度外,该连接的结构设计也显著影响偏转机构/销的位置稳固性。随着粘合剂层厚度的减小,该连接的抗剪切強度増大。尤其是固定部和偏转机构之间的缝隙应该尽量狭小。此外,由收缩引起的粘合剂内应カ是完全不均勻的,这是因为内部固有应カ总是处于平衡当中。与此相关地,狭小的粘结缝隙是有利的。对粘合剂提出了与之前结合本发明光学元件所公开的一祥的、尤其是关于热膨胀系数和吸水能力的要求。根据ー个特殊实施方式,该缺ロ可具有凹陷,所述凹陷充当在偏转机构固定在透镜上时注入粘结缝隙的粘合剂的储槽。如果该缺ロ构成为连贯的缺ロ,则连贯的缺ロ可以具有*在一端的储槽凹陷,所述储槽凹陷充当在将偏转机构固定于粘结缝隙内时用于待注入粘合剂的第一凹陷,以及*在另一端的作为粘合剂扩散止挡的第二凹陷,所述第二凹陷用于在固定偏转机构时尤其通过毛细力留在粘结缝隙内的粘合剤。通过这种本发明制造方法有利地实现了,该光学偏转元件可以比用于同类型光学元件的常规布置和制造方法精确许多和位置稳定许多地被固定在透镜光轴上。在透镜和偏转机构或者固定部之间的粘结区域导致射出的光束没有明显受到影响或削弱,这是因为其射出是沿切向进行,而不是垂直于粘结部进行。为此,有利地省去了对粘合剂性能的严格光学要求,因此就遇到高空气湿度时所要求的弱吸水能力和附加要求的小热膨胀系数而言, 存在更多可选的粘合剤。与在光学偏转机构和透镜之间的两个平面平行表面的相互粘结相比,在环绕的透镜缺ロ或开口内的粘结是明显更为稳固的。透镜的缺ロ或开ロ的内壁面或内周面可具有比抛光玻璃表面高许多的粗糙度。对于不太高的粗糙度,粗糙打磨表面的面积在ー阶中随着増大的表面粗糙度以二次方増大。就是说,由此明显増大了待粘合的表面,这改善了粘合过程中的抽吸作用和粘结稳固性。因为待粘结部分的粗糙度,所以粘合剂剥落的趋势比抛光表面时弱。同吋,尽量减小了透镜和光学偏转机构或者固定部之间的粘结稳定性因粘合剂在机械、热或由湿度決定的负荷长期作用下缓慢恶化的现象(例如因湿气侵入粘合剂中) 而被削弱的风险。利用本发明光学组件的本发明制造方法,总体上尤其获得了几个角秒数量级的发射射束出射瞄准精度,这是无法用常规系统在已知的制造方法下做到的。此外,基于本发明的光学组件和本发明制造方法的实施方式,对于透镜平面与光学偏转机构平面的相互连接不再有要求。为此,省掉了否则因为光路中的平凸型透镜或平凹型透镜而需要的附加修正和此外改善测量仪尤其是望远镜的其它组成部分以最终获得所需要的成像品质的要求。借此,可显著降低配备有本发明光学组件的望远镜的生产成本。以下将结合附图示意表示的具体实施例来单纯举例详细描述根据本发明的瞄准机构和光学组件,在这里也介绍了本发明的其它优点,其中图la、lb、Ic和Ie以横截面图示意示出用于本发明瞄准机构物镜単元的本发明光学组件的三个实施例,图Id示出根据图Ic的光学组件的局部放大图,图If和Ig是本发明光学组件的两个实施例的示意前视图,图加示意示出配属于测距仪的图Ic的光学组件的第一实施方式,图2b示意示出配属于测距仪的图Ie的光学组件的第二实施方式,图3示意示出作为本发明瞄准机构的第一例子的望远镜,它包括本发明光学组件,该光学组件用于在物镜或望远镜的光学光路中入射和出射測量射束,图4示意示出作为本发明瞄准机构的第二例子的泛焦望远镜,它包括本发明光学组件,该光学组件在泛焦望远镜光学光路中反射输入和反射输出测量射束。

图1在分图la、lb、Ic和Ie中示出本发明光学组件的可行实施例。该组件在此配有一个透镜1和ー个具有反射面6、6'、6"的偏转机构8。透镜1以下总是以凸透镜形式来表示,但它也可呈凹透镜、平凸型透镜或弯月透镜或者没有聚光功能或光扩散功能的透明板的形式。透镜1的表面分別被称为在光路中朝向目标物的“正面”和与该正面对置的背面。 透镜1具有光轴C。图Ia示出透镜1,其包括正面的、圆柱体形的、在光轴方向上延伸的缺ロ 7,该缺ロ 具有内径d。在正面的缺ロ 7中,尤其是与光轴C同心地设有光学偏转机构8,该光学偏转机构包括圆柱体形部分或者说固定部和反射面6,其中该圆柱体形部分被插入缺ロ 7中。包括圆柱体形部分的光学偏转机构8具有外径d',其中外径d'小于内径d,因此在外径d'和内径d之间产生作为粘结缝隙的具有平均宽度b = (d-d' )/2的縫隙,该缝隙被填充以毛细效应粘合剤,用于产生透镜1与固定部的稳固连接,作为偏转机构8的圆柱体形部分的一部分。光学偏转机构8此时没有直接接触透镜1,在轴向上也没有直接接触。光学偏转机构8的关于其光线偏转功能的可行实施方式已经被在先公开。在此实施方式中,具有反射面6的偏转机构8设置用于在光轴C上将发射射束偏转向目标物(未示出发射射束和目标物)。图Ib示出透镜1和包括反射面6'的偏转机构8的相对于图Ia镜像对称的布置结构。包括反射面6'和圆柱体形固定部的光学偏转机构8同样具有“光学偏转机构8和该固定部的垂直于透镜光轴投射到透镜1的背面缺ロ 7的横截面投影的”外径d'。在此情况下,在光学偏转机构8和透镜1之间也没有直接接触。在此实施方式中,反射面6'设置用于将接收射束从光轴C偏转向接收单元(未示出接收射束和接收单元)。图Ic示出根据图Ia和图Ib的布置结构的組合形式。透镜1具有连贯的且具有直径d的孔形开ロ T。销状的偏转机构8被贯穿插入开ロ T。偏转机构8沿透镜1的光轴C具有两个彼此对置的反射面6和6"。尤其是,呈销状的偏转元件一体加工有位于两个反射面6和6"之间的圆柱体形部分和固定部。圆柱体形部分具有纵轴线,在该圆柱体形部分中,ー个入射端面在发射射束至目标物的传播方向上以ー个等于所要求的第一偏转角的一半的角度相对于圆柱体形部分纵轴线倾斜并且具有反射涂层,因此构成ー个反射面6。该销的与入射端面相对的出射端面以ー个等于90°减去所要求的第二偏转角的一半的角度相对于圆柱体形部分纵轴线倾斜并且具有反射涂层,因而构成ー个反射面6"。
具有这些反射面6和6"和位于其间的圆柱体形部分的光学偏转机构8具有投射到透镜正面开ロ 7'的横截面投影的外径d',其中外径d'小于开ロ 7'的内径d,从而在外径d'和内径d之间产生作为粘结缝隙的缝隙,该缝隙尤其优化用于毛细效应粘合剤。特別是,指向该销的出射端面方向的部分的直径(略微)小于指向入射端面方向的部分的直径d'。这对形成储粘合剂槽是有利的,以便尽量不费カ存放多余的粘合剂(发射射束、目标物、接收射束和接收单元此时因为容易理解描述的缘故而未被示出)。图Id以局部放大图示出了本发明光学组件的最后的关于图Ic所作说明的特征, 以便解释清楚。如图Id的放大视图所示,连贯的缺ロ r可以具有□在一端的第一凹陷22或斜边,作为在固定该偏转机构时注入粘结缝隙中的粘合剂的储槽;和□在另一端的第二凹陷21或斜边,作为在固定该偏转机构时尤其通过毛细カ留在粘结缝隙内的粘合剂的粘合剂扩散止挡。作为粘合剂扩散止挡的第二凹陷21或斜边是具有较小毛细カ的部位,从而可以在此部位阻止粘合剂流散开(例如在制造中注入粘合剂时从缝隙滴出)。图Ie示出作为根据图Ic布置结构的变型的本发明光学组件的另ー个实施方式, 其差別在干,实现了发射射束反射输入光轴C和接收射束在关于透镜1光轴C的相反方向上反射输出。图If和Ig是包括透镜1和偏转机构8的光学组件的两个实施例的示意前视图。 根据本发明,透镜1在此也具有围绕光轴的圆筒形缺ロ。偏转机构8同样呈圆柱体形并且如此借助固定部在缺口内延伸,即,在固定部外周面和由缺ロ限定出的透镜内周面的至少一部分之间出现粘结缝隙。偏转机构8通过位于粘结缝隙内的粘合剂的帮助,固定在透镜 1上。在图If中,透镜1的圆筒形缺ロ以及偏转机构8的圆柱体形固定部具有方形基面,而在图Ig中具有圆形基面。不过,作为图If和Ig所示实施方式的替代,透镜1的圆筒形缺口和偏转机构8的圆柱体形固定部也可具有椭圆形的或其它多边形的基面。图加示出具有反射镜系统9的根据图Ic的光学组件的可行设计结构。此实施方式例如适用于与测距仪或带有摄像机的方向传感器结合。发射单元2发出的发射射束3 照中偏转机构8的反射面6并由反射面6反射输入到光轴C中,并射向在此未示出的目标物。目标物可以是合作的(即,自发光或反射器),但它也可以像自然粗糙表面那样是非合作的。发射射束3在目标物上被反射和/或散射。被反射和/或被散射的、因而波长与发射射束3 —祥的部分发射射束3被称为接收射束4,该接受射束4照中透镜1,借助该透镜1被引向反射镜系统9。例如可以在望远镜内也被用于反像的反射镜系统9在这里表现为具有分色反射层的玻璃体或者平面玻璃板。分色反射层对于其波长对应于发射射束波长的光是反射性的,例如对红光或红外线是反射性的,并且允许其它波长的光透过,例如允许较短的可见光光谱范围内的光透过。反射镜系统9当然也可以具有其它形状例如呈梯形状,并且也可以由其它光学材料构成。由多于ー个的部分构成的反射镜系统9可完全像Abbe/K0nig 棱镜那样构成。借助反射镜系统9,接收射束4被引向偏转机构8的反射面6"并借助反射
16面6"被转向接收单元5。接收射束4也可直接由反射镜系统9被转向至接收单元5。当然也可以没有反射镜系统9就能如此接收该接收射束束4,例如接收单元5基本上设置在反射镜系统9的位置上,但以成像距离相距透镜1设置。具有反射面6和6"的偏转机构8在这里设置在透镜1的或者也是测量仪的光轴 C上。与透镜1和/或内置有该光学组件的测量仪的光轴C相合的布置8对于许多应用如对于瞄准望远镜的距离测量是有利的。偏转机构8 —般可尽量小地构成,以便一方面使得由偏转机构造成的对接收射束4的遮挡尤其在与目标物相距很近时被保持得尽量小,另ー 方面减小在图像平面中由中心光圈渐晕产生的衍射模糊(模糊)。图2b在根据图加布置的变型方式中示出根据图Ie的光学组件的可能设计结构。 如果忽略相反取向的反射面6"以及接收单元5在图面内布置在透镜1光轴C下方而不是上方,那么图2b的视图对应于图加的视图。图3示出作为本发明例子的望远镜,其中采用了如图Ic所示的光学组件用于将发射射束反射输入到望远镜光轴中,并且用于将测量射束反射输出,以便例如用于距离測量。 由发射单元2发出的、波长例如在红色或红外光谱范围内的发射射束3是利用偏转机构8 反射面6并且利用或许由多个单独透镜构成的物镜单元Ia被引向目标物的;在目标物上反射的和/或散射的射束作为接收射束4照中物镜单元Ia和透镜1并被送至正像系统10。 正像系统或反像系统10在这里构成为具有部分透射光线且尤其是光谱分色层的Pechan棱镜。由目标物反射和/或散射的部分射束(例如在对应于发射射束3波长的红色或红外光谱范围内)在正像系统10上被反射和/或散射向偏转机构8的反射面6"。利用望远镜光学镜头接收的、被正像系统10分色涂层透过的光束部分由聚焦单元11继续传送向目镜12。为概览起见,该光束部分只在正像系统后的望远镜光路中被示意画出。为瞄准目标物,例如可附加地将瞄准轴标记18加入目视望远镜通道的像平面中。 真正目视成像的光圈19可在望远镜中向内设置,而本发明光学组件的物镜单元Ia和透镜1 以其整个光圈收集返回的接收射束4并通过偏转机构6"送至接收器5。望远镜内的光学组件当然也可以被用来入射和出射光线以用于摄像机或其它光电仪器。图4作为本发明瞄准机构的第二例子示出具有如图Ie所示的光学组件的泛焦望远镜。泛焦望远镜的特点是随距离变化的视野。在近距离范围,因为视野被放大,所以获得更好的目标观察,在远距离范围,因为更高的角度放大倍数而始终存在良好的目标分辨率。 泛焦望远镜包括具有透镜Ia和13的两个物镜单元、正像系统10、聚焦单元11和目镜12并且如此构成,在远距离上获得高的目视角度放大倍数,在近距离上获得小的角度放大倍数。 在所示的本发明泛焦望远镜中,具有透镜1和带有反射面6、6"的光学偏转机构8的本发明光学组件在像平面中设置在第一物镜单元Ia右側。由发射单元2发出的波长例如在红色或红外光谱范围内的发射射束3是利用偏转机构8的反射面6并且利用或许由多个单独透镜组成的物镜单元Ia被引向目标物的。在目标物上反射的和/或散射的光束作为接收射束4照中物镜单元Ia和透镜1并继续照中透镜13,该透镜用作接收射束4的反射镜单元。为此,透镜13形成有分色层,在该分色层上其波长等于发射射束3波长的射束被反射和/或散射向偏转机构8的反射面6"和/或接收单元5。其他波长的射束被透镜13的分色涂层透射。透镜13的双重功能,即一方面作为反射镜系统且另一方面用于透射射束成型有助于结构紧凑且成本低廉的本发明泛焦望远镜的构造。透射的射束一方面在进ー步的在像平面中朝右延伸的泛焦望远镜管的光路(也称为目视通道)内传送向目镜12,在该目镜中最终按照已知的方式供观察者使用。另一方面,由透镜13的分色层所透射的射束被部分出射。为此,在这里,正像系统10配设有部分透光、或许也光谱分色的第二层14用于出射借助第一和第二物镜单元接收的其它射束,例如用于借助摄像机15尤其是作为方向传感器的定焦摄像机进行拍摄。此外,在望远镜光学光路内,分光器17设置在聚焦单元11和目镜12之间,通过该分光器,例如用于用尤其是可调焦的第二摄像机16拍摄图像的、由正像系统10透射并由聚焦単元11集束的光线可被出射。分光器17在这里被构成为具有部分透光的、或许光谱分色的层的部分立方体。除了光线反射输出功能外,分光器17可被用于在目视泛焦望远镜的像平面中形成瞄准轴标记18,为此,在其它情况下一般需要在泛焦望远镜光学光路中设置附加元件。不同的附加测量元件和/或拍摄元件可被整合到本发明瞄准机构中。当然,这些示出的附图仅表示可行实施方式的例子。
权利要求
1.一种用于測量仪的瞄准机构、尤其是瞄准望远镜,所述测量仪具有角度測量功能和尤其是测距功能,其中,该瞄准机构至少具有□物镜单元,其限定光轴(C),并且具有至少ー个透镜(1),□图像单元,其具有摄像机传感器和/或目镜(1 ,所述图像単元用于获得和/或提供被瞄准的目标物的图像,其中,在该物镜単元和该图像単元之间限定出光学光路,□发射単元( 和/或接收单元(5),所述发射単元用于发出作为发射射束C3)的測量射束,所述接收単元用于获得作为接收射束的測量射束,和□至少ー个光学偏转机构(8),其用于使得所述发射射束C3)入射到所述光学光路中和/或用于使得所述接收射束(4)从所述光学光路出射,其特征在干,□该至少ー个透镜(1)具有缺ロ(7,7'),所述缺ロ围绕该光轴(C)、呈圆筒形并且在所述光轴(C)方向上延伸,所述缺ロ尤其是连贯的,□该偏转机构(8)具有圆柱体形的固定部,所述固定部如此在该缺ロ(7,7')内延伸并且如此配合于该缺ロ(7,7')的形状和大小,即,在所述固定部的外周面与透镜的由该缺ロ(7,7')限定的内周面的至少一部分之间出现粘结缝隙,并且□该偏转机构(8)通过位于该粘结缝隙内的粘合剂的帮助,固定在该至少一个透镜上。
2.根据权利要求1所述的瞄准机构,其特征在于,该固定部按照不接触所述内周面的方式在该缺ロ(7,7')内延伸,从而出现连贯的粘结缝隙,所述粘结缝隙包括在所述粘结縫隙内均勻散布的粘合剤,尤其是,该固定部基本居中地在该缺口内延伸,并且该固定部如此配合于该缺ロ(7, 7')的形状和大小,即,该粘结缝隙具有均勻一致的规定宽度并且尤其是旋转対称 的。
3.根据权利要求1或2所述的瞄准机构,其特征在干,该缺ロ(7,7')具有圆形的、椭圆形的或者多边形的基面,该基面垂直于该光轴取向。
4.根据权利要求1至3之一所述的瞄准机构,其特征在于,该光学偏转机构(8)—体地构成为具有固定部的销,在该光学偏转机构中,尤其是面对目标物的入射端面的表面如此相对于该光轴倾斜并反光地构成,即,所述发射射束C3)在目标物的方向上按照与所述光轴同轴的方式入射到所述光路中。
5.根据权利要求1至4之一所述的瞄准机构,其特征在于,该光学偏转机构(8)—体地构成为具有固定部的销,在该光学偏转机构中,尤其是远离该目标物的出射端面如此相对于该光轴倾斜并具有反射涂层,从而实现了所述接收射束C3)从所述光路朝向所述接收単元(5)出射。
6.根据权利要求1至5之一所述的瞄准机构,其特征在于,该粘合剂具有□小于60ppm/K、尤其小于40ppm/K的热膨胀系数,和/或□小于2%、尤其小于0.5%的吸水系数,尤其是该粘合剂是毛细效应粘合剤、尤其是能够通过紫外线固化的紫外毛细效应粘合剤。
7.根据权利要求1至6之一所述的瞄准机构,其特征在干,该瞄准机构具有反射镜系统 (9),该接收射束(4)通过该反射镜系统被引向该偏转机构(8)和/或该接收単元(5)。
8.根据权利要求1至7之一所述的瞄准机构,其特征在干,该缺ロ具有凹陷,所述凹陷充当在将该偏转机构固定在该透镜(1)上时要注入到该粘结缝隙中的粘合剂的储槽。
9.根据权利要求1至7之一所述的瞄准机构,其中该缺ロ(7,7')构成为连贯的缺ロ (7,7'),其特征在干,该连贯的缺ロ(7,7')具有□在一端的第一凹陷,其作为在固定该偏转机构时要注入到该粘结缝隙中的粘合剂的储槽,和□在另一端的第二凹陷,其作为在固定该偏转机构时尤其通过毛细力在该粘结缝隙内分布的粘合剂的粘合剂扩散止挡。
10.一种用于根据权利要求1至9之一所述的瞄准机构的物镜单元的光学组件,其中, 该光学组件具有□至少一个透镜(1),和□至少ー个光学偏转机构(8),其用于将发射射束(3)入射到该瞄准机构的光学光路中和/或用于从该光学光路出射接收射束(4),其特征在干,□该至少ー个透镜(1)具有缺ロ(7,7'),所述缺ロ围绕光轴(C)、呈圆筒形并且在所述光轴(C)方向上延伸,所述缺ロ尤其是连贯的,□该偏转机构(8)具有圆柱体形的固定部,所述固定部如此在该缺ロ(7,7')内延伸并且如此配合于该缺ロ(7,7')的形状和大小,即,在所述固定部的外周面与该透镜的由该缺ロ(7,7')限定的内周面的至少一部分之间出现粘结缝隙,并且□该偏转机构(8)通过位于该粘结缝隙内的粘合剂的帮助,固定在该至少一个透镜上。
11.一种制造根据权利要求10所述的光学组件的方法,其特征在干,□将光学偏转机构(6)的固定部沿透镜(1)的光轴方向插入该透镜(1)的缺ロ(7, 7'),其中,该透镜(1)水平支承并且该固定部的纵轴以相对于该透镜(1)的光轴平行或同轴的方式取向,□该透镜(1)和该偏转机构(6)如此安置,即,该偏转机构和该透镜(1)能够基本上无摩擦地在水平平面内彼此相对运动,□将粘合剂加入粘结缝隙中,从而在该粘合剂的内应カ尤其是毛细力作用下,该粘合剂不仅沿粘结缝隙均勻散布,而且同样地通过该粘合剂的内应カ造成在该透镜(1)的内周面和该固定部的外周面之间产生连贯的粘结缝隙,并且□该粘合剂以沿粘结缝隙均勻散布的状态固化,从而该偏转机构(8)通过该粘合剂的帮助固定在该至少一个透镜(1)上,此时应カ沿该粘结缝隙均勻分布。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,该粘合剂不仅沿该粘结缝隙均勻散布, 而且通过该粘合剂的内应カ造成该固定部基本居中地位于该缺口中,由此在该透镜(1)的内周面和该固定部的外周面之间产生具有均勻一致宽度的粘结缝隙。
13.根据权利要求11或12所述的方法,其特征在干,至少在该粘合剂散布在粘结缝隙内的过程中,该透镜(1)或该偏转机构浮动安置在水平平面内,从而保证了该透镜(1)和该偏转机构(6)在水平平面内的彼此相对运动性。
14.根据权利要求11至13之一所述的方法,其特征在干,在该粘合剂的注入、散布和尤其是固化的过程中,使该透镜(1)与通过该固定部被插入该缺ロ(7,7')的偏转机构(8) 一起绕竖直轴线转动。
15.一种制造根据权利要求10所述的光学组件的方法,其特征在干,□将光学偏转机构(6)的固定部沿透镜(1)的光轴的方向插入该透镜(1)的缺ロ(7, 7'),其中,该固定部的纵轴以相对于该透镜(1)的光轴平行或者同轴的方式取向,□该固定部在该缺ロ(7,7')内用高精度调节机构、尤其在借助显微镜摄像机或使用图像拍摄及分析装置观察粘结缝隙的情况下被如此调节,即,该固定部以不接触所述内周面的方式位于该缺ロ(7,7')内,并且该固定部具有在该透镜(1)的内周面和该固定部的外周面之间的连贯的粘结缝隙,尤其是从而该固定部基本居中地位于该缺ロ(7,7')内并且该粘结缝隙具有均勻一致的宽度,并且□在该透镜(1)和该偏转机构(8)被固定地保持在调节出的位置中的同时,将粘合剂注入该粘结縫隙,并且该粘合剂在粘合剂的内应カ尤其毛细カ的作用下沿该粘结缝隙均勻散布,随后该粘合剂在应カ沿该粘结缝隙均勻散布的情况下固化。
16.根据权利要求15所述的方法,其特征在干,在粘合剂注入该粘结缝隙中和/或沿该粘结缝隙均勻散布期间,通过高精度调节机构再次调节在该缺ロ(7,7')内的该固定部。
全文摘要
本发明涉及用于具有角度测量功能和尤其是测距功能的测量仪的瞄准机构、尤其是瞄准望远镜。瞄准机构此时至少具有限定出光轴并具有至少一个透镜的物镜单元;图像单元,它具有摄像机传感器和/或目镜用于获得和/或提供被瞄准的目标物的图像;作为发射射束发出测量射束的发射单元和/或作为接收射束(4)获得测量射束的接收单元;至少一个光学偏转机构,用于入射发射射束到光学光路中和/或从光学光路出射接收射束。根据本发明,至少一个透镜具有以光轴为中心的、圆柱体形的、在光轴方向延伸的缺口。另外,偏转机构具有圆柱体形的、如此在缺口内延伸并一致对应于缺口的形状和大小的固定部,在固定部的外周面和由缺口限定的透镜内周面的至少一部分之间出现粘结缝隙,偏转机构由位于粘结缝隙内的粘合剂介入促成地固定在至少一个透镜上。
文档编号G02B7/18GK102597694SQ201080048496
公开日2012年7月18日 申请日期2010年10月27日 优先权日2009年10月29日
发明者J·舍加, 于尔格·欣德林, 劳伦特·施陶费尔, 弗兰克·索普 申请人:莱卡地球系统公开股份有限公司

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