DE2529418A1

DE2529418A1 - Beleuchtungseinrichtung fuer die strichplatte eines optischen geraetes

Info

Publication number: DE2529418A1
Application number: DE19752529418
Authority: DE
Inventors: Claude Marcel Babolat; Jacques Roger Bourger
Original assignee: Etat Francais
Current assignee: Etat Francais
Priority date: 1974-07-11
Filing date: 1975-07-02
Publication date: 1976-01-29
Also published as: GB1515553A; IT1038774B; FR2278090B1; FR2278090A1; CH591093A5

Description

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Patent- ai8j-#eanmelaung Anmelder: ETAT FRAHyAIS, vertreten durch den Staats

minister für nationale Verteidigung, Paris

Beleuchtungseinrichtung für die Strichplatte eines optischen Gerätes

Die Erfindung bezieht sich auf eine Beleuchtungseinrichtung für die Strichplatte eines optischen Gerätes. Die Strichplatte kann hierbei ein Strichgitter oder allgemein eine Zeichnung tragen, die dem vom Hauptlichtstrom des optischen Gerätes erzeugten Bild überlagert werden soll.

Bekanntlich sind zahlreiche optische Geräte wie Zielgeräte, Meßgeräte, Lesegeräte usw. mit derartigen Strichplatten ausgerüstet. Der Benutzer kann mit Hilfe dieser Strichplatte eine Achse auffinden, eine Messung durchführen oder allgemeiner einen beliebigen Hinweis entnehmen. Bei geringer Helligkeit werden die Angaben dieser Strichplatte schlecht erkennbar. Es ist in diesem Fall erforderlich, die Strichplatte zu beleuchten, um sie unter den bestmöglichen Bedingungen sichtbar zu machen. Je nachdem, ob die Strichplatte transparent ist und direkt im Hauptlichtstrom des optischen Gerätes angeordnet

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ist, oder ob sie undurchsichtig ist, also eine durchbrochene Zeichnung aufweist, und außerhalb des HauptIichtstromes angeordnet ist, erfolgt eine Beleuchtung der Strichplatte vom äußeren Umfang her oder von hinten,,

Bisherige Beleuchtungseinrichtungen der Strichplatten benutzen Glühfadenlampen. Diese haben den Nachteil großen Platzbedarfes, beschränkter Lebensdauer, beträchtlichen elektrischen Energieverbrauches und zeigen dem Benutzer ein Bild, das entweder nicht hell genug oder mit beträchtlichem Störlicht verbunden ist.

Die Erfindung setzt sich eine verbesserte Beleuchtungseinrichtung zum Ziel, die auf keine Glühfadenlampe angewiesen ist, die Strichplatte stets mit ausreichender Helligkeit abbilden kann und kein Störlicht erzeugt.

Hierzu geht die Erfindung aus von einer Beleuchtungseinrichtung für eine transparente, auf einer Seite eine Zeichnung tragende Strichplatte eines optischen Gerätes, in die von mindestens einer Lichtquelle Licht einfällt. Die Beleuchtungseinrichtung der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Lichtquelle, die ein Lichtbündel abgibt, das auf einen Kegel festen Winkels begrenzt ist, und durch Mittel, um dieses Licht aus der Strichplatte nur an deren Zeichnung austreten und mit dem HauptIichtstrom des optischen Gerätes mitlaufen zu lassen.

In einer speziellen Ausführungsform geht die Erfindung aus von einer Strichplatte in Porm einer Scheibe, in deren eine Stirnfläche der Hauptlichtstrom eintritt, in deren andere Stirnfläche die Zeichnung eingraviert ist und über deren Seitenfläche das Licht bündel von der Lichtquelle eintritt. Erfindungsgemäß ist der Kegelwinkel, auf den das Licht bündel begrenzt ist, so gewählt, daß der Auftreffwinkel eines in der Striohplatte laufenden Lichtstrahles auf

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die nichtgravierten Zonen der beiden Stirnflächen stets größer ist als der Grenzeinfallwinkel des verwendeten Lichtes bei dem Strichplattenwerkstoff.

Gemäß weiteren Kennzeichen der Erfindung ist die Seitenfläche der Strichplatte bis auf die Zone, durch die das Licht von der Lichtquelle einfällt, poliert und metallisiert. Die Seitenfläche der Strichplatte kann durch ihre Gestalt das Licht in einen gravierten Bereich der Strichplatte konzentrieren.

In einer Abwandlungsform kann die Seitenfläche der Strichplatte bis auf die Zone, durch die das Licht von der Lichtquelle einfällt, mit einem deren Licht absorbierenden Überzug versehen sein.

Um den äußeren Umfang der Strichplatte können mehrere Lichtquellen verteilt sein,und es können Mittel zur individuellen Speisung jeder Lichtquelle vorgesehen sein.

In einer weiteren speziellen Ausführungsform geht die Erfindung aus von einer außerhalb des Hauptlichtstromes des optischen Gerätes angeordneten Strichplatte. Erfindungsgemäß ist die Strichplatte auf der einen Stirnfläche mit einer lichtundurchlässigen Schicht bekleidet, die durch eine Zeichnung durchbrochen ist. !Ferner ist eine Lichtquelle nahe der anderen Stirnfläche angeordnet, die Licht durch die durchbrochene Zone der Schicht hindurch schickt, wobei eine halbreflektierende Scheibe quer zum Hauptlichtstrom in einem derartigen Winkel angeordnet ist, daß sie den Hauptlichtstrom durchläßt und das von der Lichtquelle durch die Strichplatte hindurchtretende Licht reflektiert.

Gemäß einem weiteren Kennzeichen der Erfindung sind mehrere Lichtquellen vorgesehen, die durch ihre Anordnung die Zeichnung der Strichplatte grob nachzeichnen.

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Verschiedene Zonen der Strichplatte können mit Lichtquellen beleuchtet werden, die mit verschiedener Wellenlänge
arbeiten. Hierdurch können verschiedene Zonen der Strichplatte in verschiedenen Farben dargestellt werden.

Bei jeder Ausbildungsform der Erfindung können die Lichtquellen aus Elektrolumineszenz-Fotodioden bestehen.

Gemäß weiterer Erfindung kann mit einer Einrichtung zur
Speisung jeder Elektrolumineszenz-Fotodiode eine Nachführeinrichtung verbunden sein, die die Helligkeit jeder Fotodiode der Helligkeit des Hauptlichtstromes nachführt.

Die Nachführeinrichtung kann einen im HauptIichtstrom des optischen Gerätes angeordneten optischen Körper aufweisen und mindestens eine Meßfotodiode, die ein zu der im optischen Körper gemessenen Helligkeit proportionales Signal
liefert.

Weitere Kennzeichen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsformen. Die Beschreibung erfolgt anhand der Zeichnungen« In diesen zeigt:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Beleuchtungseinrichtung in seitlichem Schnitt 5

Fig. 2 die Beleuchtungseinrichtung im Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1 ;

Fig. 3 eine Abwandlungsform der ersten Ausführungsform
der Beleuchtungseinrichtung in Fig. 1 in seitlichem Schnitt >

Fig. 4 eine Nachführeinrichtung, die die Helligkeit der Beleuchtungseinrichtung der Bildhelligkeit des
optischen Gerätes nachführt} und
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Pig. 5 eine zweite Ausführungsform der Beleuchtungseinrichtung in seitlichem Schnitt.

Bei der ersten Ausführungsform der Beleuchtungseinrichtung (Fig. 1 und 2) "befindet sich die zu erhellende Strichplatte im Hauptlichtstrom (Ifeil l) des optischen Gerätes. Die Beleuchtungseinrichtung umfaßt eine Strichplatte 1. Sie hat die Form einer Scheibe, "besteht aus einem transparenten. Werkstoff, z.B. Glas, und "besitzt zwei ebene oder sphärische, senkrecht zur Richtung 1 angeordnete Stirnflächen 2 und 3· Ferner besitzt die Strichplatte eine zylindrische Außenseite oder Seitenfläche 4, die bis auf gewisse Zonen poliert und metallisiert ist. Auf der Stirnfläche 2, die der Stirnfläche 3, durch welche der Hauptliehtstrom eintritt, gegenüberliegt, ist eine Zeichnung 5 graviert, deren Bild dem Hauptbild, das vom Hauptlichtstrom des optischen Gerätes erzeugt wird, überlagert werden soll.

Die Strichplatte 1 ist in einem Tragring 6 befestigt und zwar zwischen dessen Schulter 7 und einem Haltering 8. Durch den Tragring 6 gehen mehrere, quer zur Hauptachse verlaufende radiale Bohrungen 9, die gleichmäßig am Umfang verteilt sind und an den nichtmetallisierten Zonen der Seitenfläche 4 der Strichplatte 1 münden.

In. den radialen Bohrungen 9 des Tragringes 6 sind Elektrolumineszenz-Potodioden 10 mit einer Leistung von einigen mW untergebracht, die an einen nicht dargestellten Speisekreis angeschlossen sind. Diese Dioden 10 sind in der lage, durch die nichtmetallisierten Zonen der Seitenfläche 4 in die Strichplatte 1 Licht einzustrahlen, und zwar in einem Lichtbundel, das auf einen Kegel kleinen und festen Winkels begrenzt ist. Bei dieser Anordnung erfährt jeder in die Strichplatte 1 eindringende Lichtstrahl eine Reihe aufeinander folgender Reflexionen und der Lichtstrahl kann

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aus der Strichplatte lediglich an der Zeichnung oder den Gravuren 5 der Stirnfläche 2 austreten. Der Kegelwinkel, auf den das von einer Diode 10 ausgehende Lichtbündel begrenzt ist, ist also so gewählt, daß der Auftreffwinkel^ eines beliebigen, in der Strichplatte laufenden Lichtstrahles des Bündels auf einen nicht gravierten Teil der Stirnflächen 2 oder 3 stets größer ist, als der Grenzeinfallwinkel des betrachteten Lichtes in den Strichplattenwerkstoff.

Durch diese Anordnung kann von den Dioden 10 ausgehendes Licht nur aus der Strichplatte 1 austreten, wenn es von den Gravuren 5 gestreut oder gebeugt wird. Dies ist ein wesentlicher Unterschied zu herkömmlichen Beleuchtungseinrichtungen mit Glühfadenlampen, bei denen sich dem Haupt-3-ichtstrom des optischen Instrumentes ein Störlicht überlagert, welches das beobachtete Bild verfälscht.

In Fig. 3 ist eine Abwand lungs form der Beleuchtungseinrichtung nach Fig. 1 und 2 gezeigt. Bei dieser Abwandlungsform ist die Außenseite 11 der Strichplatte 1 nicht mehr zylindrisch, sondern sie stellt einen Teil einer Fläche zweiten Grades oder Quadrik dar, deren Brennpunkt F sich im Mittelpunkt der gravierten Stirnfläche 2 der Strichplatte 1 befindet. Auf diese Art wird in der Nähe des Brennpunktes F eine Konzentration des von den Dioden 10 ausgehenden Lichtes erzielt, was die Wirksamkeit der Beleuchtungseinrichtung verbessert, wenn die Gravuren 5 auf eine bestimmte Zone in der Nähe des Brennpunktes 11 beschränkt sind. Wenn sich diese Zone nicht im Zentrum der Stirnfläche 2 befindet, kann eine Seitenfläche vorgesehen sein, die von einer Quadrik abweicht, aber einen Brennfleck in der interessierenden Zone aufweist.

Die Beleuchtungseinrichtung nach Fig. 1 bis 3 kann noch zahlreiche Änderungen und Verbesserungen aufweisen. So

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lassen sich große Helligkeitsänderungen in der Strichplatte 1 erzielen, indem die elektrische Speisung der Fotodioden z.B. mit Hilfe von Potentiometern geändert wird oder durch teilweises Zu- oder Abschalten von Dioden. In einigen Anwendungsfällen braucht die Beleuchtungseinrichtung nur eine einzige Fotodiode zu besitzen, wobei die Metallisierung der Außenfläche 4 oder 11 infolge der wiederholten Reflexionen an den Wänden der Strichplatte 1 eine nahezu gleichmässige Ausleuchtung der Gravierungen 5 ermöglicht.

Bei einer Verminderung der Helligkeit der Gravierungen 5 ist es auch möglich, die Metallbedeckung der Außenflächen 4 oder 5 durch eine Schicht zu ersetzen, welche das Licht der Fotodioden absorbiert, was das Polieren der Außenflächen 4 oder 11 überflüssig macht.

Eine weitere Verbesserung der Beleuchtungseinrichtung ist schematisch in Fig. 4 gezeigt. Es handelt sich um eine Nachführeinrichtung, die die Helligkeit der Beleuchtungseinrichtung der Bildhelligkeit des optischen Gerätes nachführt. Die Bildhelligkeit wird durch übliche Mittel gemessen oder bevorzugt durch eine Meßfotodiode 12, die gegen die Seitenfläche eines optischen Körpers 13, wie z.B. einer Linse, anliegt, deren Außenfläche wie die Außenfläche der Strichplatte 1 bearbeitet ist, und die das im optischen Körper 13 gestreute Licht empfängt. Die Fotodiode 12 liefert ein zur Intensität des gemessenen Lichtes proportionales elektrisches Ausgangssignal, das auf einen Verstärker 14 aufgebracht wird, welcher eine Speiseeinrichtung 15 steuert, die zur Speisung einer oder mehrerer Sendefotodioden 10 dient, die an einer Strichplatte 1 angeordnet sind.

Eine zweite Ausführungsform der Beleuchtungseinrichtung betrifft die Beleuchtung einer lichtundurchlässigen

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Strichplatte mit transparenter Zeichnung oder Gravur. Diese Ausführungsform der Beleuchtungseinrichtung umfaßt eine Strichplatte 16 aus Glas, die auf einer Stirnfläche mit einer lichtundurchlässigen Schicht 17 bedeckt ist, in welcher Gravuren 18 angebracht sind. An der anderen Stirnfläche der Strichplatte 16 ist eine Platte 19 angesetzt, in welcher eine Anzahl von Elektrolumineszenz-Fotodioden 20 so angeordnet ist, daß die Dioden die gravierte Zeichnung 18 grob nachzeichnen. Die gesamte Anordnung befindet sich außerhalb des Hauptlichtstromes L des optischen Gerätes in der Nähe einer halbreflektierenden Scheibe 21, die quer zum Hauptlichtstrom in einem bestimmten Winkel angeordnet ist. Das von den Fotodioden 20 ausgehende Licht durchquert die Strichplatte 16 und tritt an den Gravuren 18 aus, wird von der Scheibe 21 reflektiert und überlagert sich dem Hauptlichtstrom L, der die Scheibe 21 durchläuft.

Wie bei den früher beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung kann die elektrische Speisung· der Dioden 20 der Helligkeit des Hauptlichtstromes nachgeführt werden, indem eine Anordnung gemäß Fig. 4 hinzugeführt wird.

Die elektrische Speisung der Dioden kann auch einzeln steuerbar sein, um die gravierte Zeichnung 18 ganz oder teilweise zu beleuchten. Schließlich können Dioden mit unterschiedlichen Leuchtspektren verwendet werden, um unterschiedliche Zonen der Zeichnung 18 mit unterschiedlichen Farben beleuchten zu können.

Die verwendeten Elektrolumineszenz-Fotodioden haben neben dem Vorteil eines geringen elektrischen Energieverbrauches und hoher Zuverlässigkeit den weiteren Vorteil, ein praktisch monochromatisches Licht auszusenden, was die Probleme der Ausbildung und Herstellung der halbreflektierenden Scheibe und der anderen optischen Komponenten der Beleuchtungseinrichtung beträchtlich vereinfacht.

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Claims

j · Pat entansprüche

1.) Beleuchtungseinrichtung für eine transparente, auf einer Seite eine Zeichnung tragende Strichplatte eines optischen Gerätes, in die von mindestens einer lichtquelle Licht einfällt, gekennzeichnet durch eine Lichtquelle (10), die ein Lichtbündel abgibt, das auf einen Kegel festen Winkels begrenzt ist, und durch Mittel, um dieses Licht aus der Strichplatte (1) nur an deren Zeichnung (5) austreten und mit dem Hauptlichtstrom (L) des optischen Gerätes mitlaufen zu lassen.

2. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 mit einer Strichplatte in Form einer Scheibe, in deren eine Stirnfläche der Hauptlichtstrom eintritt, in deren andere Stirnfläche die Zeichnung graviert ist und über deren Seitenfläche das Lichtbündel von der Lichtquelle eintritt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelwinkel, auf den das Lichtbündel begrenzt ist, so gewählt ist, daß der Auftreffwinkel (dw ) eines in der Strichplatte (1) laufenden Lichtstrahles auf die nichtgravierten Zonen der beiden Stirnflächen (2, 3) stets größer ist als der Grenzeinfallwinkel des verwendeten Lichtes bei dem Strichplattenwerkstoff.

3· Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenfläche (4) der Strichplatte (1) bis auf die Zone, durch die das Licht von der Lichtquelle (10) einfällt, poliert und metallisiert ist·

4. Beleuchtungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3_t dadurch gekennzeichnet, daß die

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Seitenfläche (4) der Strichplatte (1) durch ihre Gestalt das Licht in einen gravierten Bereich der Strich platte konzentriert.

5. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenfläche (4) der Strichplatte (1) bis auf die Zone, durch die das Licht von der Lichtquelle (10) einfällt, mit einem deren Licht absorbierendem Überzug versehen ist.

6. Beleuchtungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch mehrere um den äußeren Umfang der Strichplatte (1) verteilten Lichtquellen (10) und durch Mittel zur individuellen Speisung jeder Lichtquelle.

7. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 mit einer ausserhalb des Hauptlichtstromes des optischen Gerätes angeordneten Strichplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die Strichplatte (16) auf der einen Stirnfläche mit einer lichtundurchlässigen Schicht (17) bekleidet ist, die durch eine Zeichnung (18) durchbrochen ist, und daß eine Lichtquelle (20) nahe der anderen Stirnfläche angeordnet ist, die Licht durch die durchbrochene Zone der Schicht hindurchschickt, wobei eine halbreflektierende Scheibe (21) quer zum Hauptlichtstrom (L) in einem derartigen Winkel angeordnet ist, daß sie den Hauptlichtstrom durchläßt und das von der Lichtquelle durch die Strichplatte hindurchtretende Licht reflektiert.

8. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 7» gekennzeichnet durch mehrere Lichtquellen (20), die durch ihre Anordnung die Zeichnung (18) der Strichplatte (16) grob nachzeichnen.

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9. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge- - kennzeichnet, daß verschiedene Zonen der Strichplatte (16) mit lichtquellen (20) beleuchtet werden, die mit verschiedener Wellenlänge arbeiten.

10. Beleuchtungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen (10, 20) aus Elektrolumineszenz-Fotodioden bestehen.

11. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (15) zur Speisung jeder Elektrolumineszenz-3?otodiode (10, 20) mit einer Nachführeinrichtung (12, 13, 14) verbunden ist, die die Helligkeit jeder Fotodiode der Helligkeit des Hauptlichtstromes (I) nachführt.

12. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachführeinrichtung einen im HauptIichtstrom (L) des optischen Gerätes angeordneten optischen Körper (13) aufweist und mindestens eine Meßfotodiode (12), die ein zu der im optischen Körper gemessenen Helligkeit proportionales Signal liefert.

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