CH503259A - Laser-Entfernungsmess- und Zielgerät - Google Patents

Description

  
 



  Laser-Entfernungsmess- und Zielgerät
Die Erfindung betrifft ein Laser-Entfernungsmessund Zielgerät.



   Ein derartiges Gerät, das zum visuellen Anpeilen eines Zieles, zur Messung der Entfernung des angepeilten Zieles mittels Laser-Strahlung und zum genauen Zielen verwendet wird, besitzt bei einer bekannten Ausführung im wesentlichen die folgenden Baugruppen und Teile:
Einen Laser-Sender, einen Laser-Empfänger, eine Visiereinrichtung mit Strichmarke, eine für Empfänger und Visiereinrichtung gemeinsame Eingangsoptik und im Strahlengang der Eingangsoptik angeordnete Mittel zur Spektralteilung, d. h. zur wellenlängenabhängigen Aufteilung der einfallenden Strahlung in den Laser Anteil, der als  Empfangsstrahl  für die Entfernungsmessung zum Laser-Empfänger hin gelenkt wird, und in den zum Anvisieren des Zieles dienenden Anteil, der als  Peilstrahl  zu einem Okular der Visiereinrichtung hin gelangt.

  Weiterhin gehören zu einem Laser Entfernungsmess- und Zielgerät Einrichtungen zur Energieversorgung sowie ein elektronisches Auswerteund Anzeigesystem.



   Die vorliegende Erfindung befasst sich speziell mit dem optisch-mechanischen Teil eines Laser-Entfernungsmess- und Zielgerätes. Aufgabe der Erfindung ist es, ein solches Gerät in der Weise auszubilden, dass insbesondere die folgenden Forderungen erfüllt werden:
1. Herabsetzung von Energieverlusten im Gerät infolge von   Luft-Gas-Übergängen    auf ein   Mindestmass.   



   2. Gewährleistung einer sehr hohen Justiergenauigkeit durch geringe Anzahl von mechanischen Halterungen für die optischen Glieder des Gerätes.



   3. Ein insgesamt mechanisch sehr stabiler, äusserst kompakter und raumsparender Gesamtaufbau des Gerätes.



   Die vorstehend erwähnten Forderungen werden bei einem Laser-Entfernungsmess- und Zielgerät mit Laser-Sender, Laser-Empfänger, Visiereinrichtung mit   Strich,marke,    einer für Empfänger und   Visiereiních-    tung gemeinsamen Eingangsoptik und mit im Strahlengang der Eingangsoptik angeordneten Mitteln zur Spektralteilung erfindungsgemäss dadurch erfüllt, dass im periskopischen Strahlengang des Gerätes ein der Eingangsoptik im Abstand folgendes Umkehrprisma angeordnet ist, dessen eine seiner reflektierenden Flächen mit einer spektralteilenden, für die Laser-Strahlung durchlässigen Schicht versehen ist, und dessen einem Okular zugewendete Austrittsfläche die Strichmarke trägt.



   Bei dem Gerät nach der Erfindung sind somit die Mittel zur Bildaufrichtung im Visierstrahlengang, zur Spektralteilung und die für die Visiereinrichtung erforderliche Strichmarke praktisch in einem Glied miteinander vereinigt, wodurch auch nur eine Halterung benötigt wird. Das Glied weist lediglich einen einzigen   Luft-GlasiObergang    auf, nämlich die Eintrittsfläche für die von der Eingangsoptik herkommende Gesamtstrahlung.



   Der periskopische Aufbau des Gerätes kann ausserdem infolge des geringen Aufwandes an optischen Teilen sehr kurz und einfach gehalten werden, was einen weiteren Vorteil darstellt.



   Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen, die lediglich Ausführungsbeispiele beinhalten, näher erläutert.



   Die Fig. 1-3 zeigen jeweils eine Schnittansicht durch das persikopische System eines Laser-Entfernungsmess- und Zielgerätes, wobei drei verschiedene Ausführungsmöglichkeiten dargestellt sind.



   Gemäss Fig. 1 besteht das periskopische System des Laser-Entfernungsmess- und Zielgerätes aus einem Eintrittspiegel 1, einem für einen Laser-Empfänger 13 und die Visiereinrichtung des Gerätes gemeinsamen Empfangsobjektiv 2 mit optischer Achse 10, einem nachfolgenden Pentagonprisma 3 und einem Okular 7.  



  Das   Pentagonprisma    3 besitzt auf derjenigen seiner Flächen, die sich als erste Reflexionsfläche im vom.



  Objektiv 2 herkommenden, konvergierenden Strahlengang befindet, eine spektralteilende Schicht 6, die lediglich für die Laserwellenlänge durchlässig ist, den restlichen Teil der eintreffenden Strahlung aber als  Peilstrahl  zum Okular 7 hin umlenkt, wobei gleichzeitig eine   Bildaufrichtung    bewirkt wird. Die Dachkante 4 des Pentagonprismas 3 befindet sich hierbei als zweite Reflexionsfläche im Visierstrahlengang. Auf die dem Okular 7 zugewendete Austrittsfläche des Prismas 3 ist eine Strichplatte 9 mit zur Prismenfläche hinweisender Strichmarke 8 aufgekittet. Die Strichplatte 9 ist als Plankonvexlinse ausgebildet. Auf die spektralteilende Schicht 6 des   Umkehrprismas    ist ein Prismenkeil 15 aufgekittet, welcher ein ungebrochenes Austreten des Laser-Empfangsstrahls 17 aus dem Umkehrprisma 3 gewährleistet.

  Im ungebrochenen Strahlengang 17 befindet sich weiterhin in der Bildebene des Laser Empfängers 13 eine zur Strichmarke 8 justierbare Blende 11. Eine vor dem Laser-Empfänger 13 angeordnete Kollimatorlinse ist mit 12 bezeichnet.



   Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform eines Laser-Entfernungsmess- und Zielgerätes unterscheidet sich gegenüber aus der Fig. 1 ersichtlichen Anordnung lediglich dadurch, dass ein zusätzliches Umlenkprisma 14 vorgesehen ist, durch welches der Laser-Empfangsstrahl 17 mehrmals umgelenkt und wieder parallel zur optischen Achse 10 der Eingangsoptik 2 gerichtet wird.



  Das als   Trapezprisma    ausgebildete Umlenkprisma 14 folgt hierbei unmittelbar auf den Prismenkeil 15', der auf die mit der spektralteilenden Schicht 6 versehenen Prismenfläche des Pentagonprismas 3 aufgekittet ist.



  Das   Pentagonprisma    3 mit Prismenkeil 15', das Umlenkprisma 14 und die Blende 11 des Laser-Empfängers 13 sind auf einem gemeinsamen Träger 16 angeordnet. Hierdurch wird das gesamte   Prismensystem    unempfindlich gegen eventuelle geringe Verlagerungen, da hierbei in der Laser-Empfänger-Achse dieselben Abweichungen auftreten wie in der Achse der Visiereinrichtung. Das Gerät kann weiterhin infolge der Möglichkeit, den Laser-Sender im gleichen Träger unterzubringen wie die Eingangsoptik und ihn parallel zu dieser anzuordnen, äusserst kompakt aufgebaut werden.



   Aus der Fig. 3 kann noch eine weitere mögliche Anordnungsweise eines Umkehrprismas 3' im periskopischen Strahlengang eines Laser-Entfernungsmessund Zielgerätes entnommen werden. Bei dieser Anordnung ist eine spektralteilende Schicht 6' auf diejenige Fläche des Umkehrprismas 3' aufgebracht, die sich als zweite Reflexionsfläche 5 im vom Objektiv 2 herkommenden, konvergierenden und an der Prismendachkante als erster Reflexionsfläche 4 umgelenkten Strahlengang befindet. Der von der Schicht 6' hindurchgelassene Laser-Empfangsstrahl 17 wird an der schief zur optischen Achse stehenden Prismenfläche 5 gebrochen und bei entsprechender Wahl des Brechungskoeffizienten des Prismas 3' genau parallel zur Objektivachse 10 gerichtet.

  Im nachfolgenden Strahlengang tritt der Laser-Empfangsstrahl 17 durch die zur Strichmarke 8 justierte   Empfangsblende    11 hindurch und gelangt anschliessend über die Kollimatorlinse 12 zum Laser-Empfänger 13. Im Falle, dass der Laser-Sender, welcher der Einfachheit halber nicht dargestellt ist, beispielsweise nur bei der Wellenlänge   2    = 0,69   ,um    arbeitet, tritt keine Dispersion auf, so dass ein zusätzliches Korrekturglied zwischen Umkehrprisma und Laser-Empfänger entbehrlich ist.

 

   Es ist vorteilhaft, wenn die zweite Reflexionsfläche des   Umkehrprismas    lediglich in einem dem Laserstrahlquerschnitt entsprechend begrenzten, mittleren Bereich mit einer spektralteilenden Schicht versehen ist, während der restliche Teil dieser Prismenfläche total reflektiert ist. Dann ist es nämlich möglich, auch den Rotanteil der normalen sichtbaren Strahlung für den zum Okular hin gelenkten Peilstrahl beizubehalten, wodurch die Qualität des durch das Okular zu betrachtenden Zielbildes verbessert wird. Der sehr kleine mittlere Bereich, in welchem die Prismenfläche für rotes Licht durchlässig ist, fällt hierbei kaum ins Gewicht.



  Vorzugsweise ist der mittlere, mit der spektralteilenden Schicht versehene Bereich der zweiten Reflexionsfläche des Prismas ellipsenförmig ausgebildet. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Laser-Entfernungsmess- und Zielgerät mit Laser Sender, Laser-Empfänger, Visiereinrichtung mit Strichmarke, einer für Empfänger und Visiereinrichtung gemeinsamen Eingangsoptik und mit im Strahlengang der Eingangsoptik angeordneten Mitteln zur Spektralteilung, dadurch gekennzeichnet, dass im periskopischen Strahlengang des Gerätes ein der Eingangsoptik (2) im Abstand folgendes Umkehrprisma angeordnet ist, dessen eine seiner reflektierenden Flächen mit einer spektralteilenden, für die Laser-Strahlung durchlässigen Schicht versehen ist und dessen einem Okular (7) zugewendete Austrittsfläche die Strichmarke (8) trägt.

   UNTERANSPROCHE 1. Gerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die spektralteilende Schicht (6) auf diejenige Fläche des Umkehrprismas (3) aufgebracht ist, die sich als erste Reflexionsfläche im vom Objektiv (2) herkommenden, konvergierenden Strahlengang befindet.

   2. Gerät nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf die mit der spektralteilenden Schicht (6) versehene Prismenfläche ein Linsenkeil (16') aufgekittet ist, auf den ein Umlenkprisma (14) folgt.

   3. Gerät nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Umkehrprisma (3) mit Linsenkeil (15'), das Umlenkprisma (14) sowie eine dem Laser Empfänger (13) vorgeschaltete Empfangsblende (11) auf einem gemeinsamen Träger (16) angeordnet sind.

   4. Gerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die spektralteilende Schicht (6') auf diejenige Fläche des Umkehrprismas (3') aufgebracht ist, die sich als zweite Reflexionsfläche (5) im vom Objektiv (2) herkommenden, konvergierenden und an der Prismendachkante als erster Reflexionsfläche (4) umgelenkten Strahlengang befindet.

   5. Gerät nach Patentanspruch und Unteranspruch 1 und 4, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung des Umkehrprismas (3') und Wahl seines Brechungskoeffizienten, dass der durch die zweite Reflexionsfläche (5) hindurchtretende Laser-Empfangsstrahl gebrochen wird und in eine zum Objektivstrahlengang entgegengesetzte, beispielsweise parallele oder mit diesem einen kleinen Winkel bildende Richtung verläuft.

   6. Gerät nach Patentanspruch und den Unteran sprüchen 1 und 4 oder nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste oder zweite Reflexionsfläche ledigiich in einen entsprechend dem Laserstrahlquerschnitt begrenzten, mittleren Bereich mit einer spektralteilenden Schicht versehen ist, während der restliche Teil der Reflexionsflächen total reflektierend ist.

   7. Gerät nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere, mit einer spektralteilenden Schicht versehene Bereich der Refexionsflächen ellip senförmig ausgebildet ist.

   8. Gerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Okular (7) zugewendete Prismenfläche entweder eine Strichmarke (8) eingeätzt.

   oder eine Strichplatte (9) mit zur Prismenfläche hinweisender Strichmarke (8) aufgekittet ist.

   9. Gerät nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Strichplatte (9) als Plankonvex- oder Plankonkav-Linse ausgebildet ist.