DD152427A1

DD152427A1 - Fernrohr mit laserokular

Info

Publication number: DD152427A1
Application number: DD22305680A
Authority: DD
Inventors: Volkmar Hofmann; Peter Navratil; Rolf Roeder; Holm Scheufele
Original assignee: Volkmar Hofmann; Peter Navratil; Rolf Roeder; Holm Scheufele
Priority date: 1980-08-01
Filing date: 1980-08-01
Publication date: 1981-11-25

Abstract

Fernrohr mit Laserokular fuer geodaetische und feinmesstechnische Geraete zur Fluchtungs- und Richtungsmessung. Das Laserokular soll so verbessert werden, dass es gleichzeitig die Ausnutzung der Laserleistung zur Markierung eines Laserflecks und die Beobachtung bzw. Anzielung eines entfernt liegenden Ziels ermoeglicht. Dies wird dadurch erreicht, dass die Einfuehrung und Ausrichtung der Laserstrahlung in den Fernrohrstrahlengang ueber einen Spiegel erfolgt, der in einem auswechselbaren teleskopischen System zwischen dem Strichkreuz und dem Okular des Fernrohrs liegt und der sich zumindest in der Naehe der Austrittspupille des Fernrohrs oder eines Bildes davon befindet. Der Durchmesser der durch den Spiegel bewirkten Zentralabschaltung ist hoechstens gleich der Haelfte des Durchmessers der Austrittspupille. Der Spiegelquerschnitt ist groesser als der Querschnitt des Gauss-beams der auftretenden Laserstrahlung.

Description

fernrohr mit Laser okular

Die Erfindung betrifft ein Fernrohr mit einem Laserökular, das gleichzeitig dem Anzielen eines Objektös und dem Aussenden, eines Laserstrahls zu diesem Ziel dient und auf der dem Fernrohrobjektiv abgewandten Seite seines Strichkreuzes einen parallelen Strahlengang aufweist, in den das von einem außerhalb des Fernrohrstrahlenganges angeordneten Laser kommende Strahlenbündel eingeführt und zu dem das Strahlenbündel mittels eines Spiegels parallel gerichtet wird«, Die Erfindung ist überall anwendbar, wo es um die sichtbare Festlegung einer Bezugslinie oder eines Bezugspunktes geht, beispielsweise bei speziellen . Nivellementsj Fluchtungs- und Richtungsmessungen., Lotungen

1.5 u* ä_e

Charakteristik der bekannten

Es sind bereits geodätische-Geräte mit aufgesetzten Lasern bekannt, bei denen das Laserstrahlenbündel über ein Prismensystem in das Okular der Geräte eingeführt und durch die Geräte selbst gebündelt wird* Dem Vorteil eines geringen Verlustes an Laserlicht steht der Nachteil gegenüber, daß eine in der Eegel gewünschte gleichzeitige Strahlung des Laserlichtes und Beobachtung durch dasselbe Gerät nicht möglich ist» Ferner ist' es bekannt, ein Fernrohr mit einem Laser derart zu koppeln, daß über einen

3640

. - 2 - 2 2 305 6 .

teildurchlässigen Spiegel die Laserstrahlung so in den Strahlengang des Fernrohrs eingeführt wird, daß in der Ebene des Strichkreuzes ein laserfleck erscheint und gleichzeitig mit einem entfernt liegenden Ziel beobachtbar ist· Durch den teildurchlässigen Spiegel wird ein erheblicher Teil der Laserstrahlung absorbiert und steht zum Anzielen nicht zur Verfügung» Außerdem sind bei diesen Anordnungen Filter zum Schutz der Beobachteraugen gegen die am Ziel reflektierte Laserstrahlung erforderlich*

Durch die Erfindung sollen die Vorteile der bekannten Lösungen vereinigt werden, ohne ihre Nachteile zu übernehmen« 'Die Gleichzeitigkeit der Laserstrahlungjund Beobachtung soll ohne Schädigung des Beobachters und ohne spür» baren Strahlungsverlust gewährleistet sein,

de S₁₁₁ We sen S₁ der Erfindung?

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Einspiegelung und Ausrichtung der Laserstrahlung im Fernrohrstrahlengang so zu verbessern, daß vom Spiegel die Laserstrahlung im we~ sentliehen uneingeschränkt zum Strichkreuz reflektiert wird und keine Filter zum Schutz der Beobachteraugen notwendig sind«,

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst_? daß . der Spiegel zumindest angenähert in der Austrittspupille · des Fernrohrs oder eines Bildes davon angeordnet ist und daß der Spiegelquerschnitt größer*als der Querschnitt des Gauß-beams der auf den Spiegel 'auftreibenden Laserstrahlung, Die Anordnung des Spiegels in der Austrittspupille gewährleistet die Vermeidung von Sehfeldeinschränkungeii* Durch eine Einhaltung des Durchmesserverhältnisses von -=-1:2 der Zentralabschaitung zur Austrittspupille ergibt

3640

sich eine für die Beobachtung des Ziels ausreichende Definitionshelliglceite Schließlich ermöglicht die Größe des Spiegelquersehnitts im Verhältnis* zum Querschnitt des Gauß—beams die Vermeidung von Beugungseffekten und die Schaffung einer genügenden Justierstabilität des Spiegels« Durch die' Erfindung ist es möglich, einen laser relativgeringer Leistung zu verwenden, ein Umstand, der beim. / . Feldeinsatz eines Gerätes von erheblicher Bedeutung ist« Das Fernrohr dient gleichzeitig als fokussierbarer Kollimator für den Laser und als Ziel- und Beobachtungsfernrohr© Damit ist eine Kontrolle des Justieraustandes der Strichplatte zum Laserfleck möglich» Vorteilhaft ist es, den Innenraum des Fernrohrs zumindest in der Nähe· des Spiegels mit einem für die Laserstrahlung reflexmindern=» den. Belag zu versehene Für den Gebrauch ist es von Vorteil, den Spiegel im parallelen Strahlengang zwischen zwei Objektiven eines 1;1 vergrößernden optischen Systems anzuordnen, dessen, optische Achse mit der Fernrohrachse zusammenfällt und das in. einem Gehäuse angeordnet ist, das zwischen dem Strichkreuz und dem Okular des Fernrohrs auswechselbar vorgesehen mit dem Laser verbunden ist«

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der schematischen Zeichnung näher erläutert, in. der · Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Fernrohr und

Fig» 2 das Fernrolirsehfeld darstellt*

In Fig* 1 umfaßt ein Fernrohr 1 mit der optischen Achse . 0-0 einen. Objektivteil 2, einen Okularteil 3 und ein Laserokular 4? die miteinander durch Gewindestücke 5;β verschraubt sind ο

. . · . ; >4~ 2 2 305 6

Der Objektivteil 2 umfaßt eine feste Positivlinse 7_? eine zu Fokussierzwecken parallel zur optischen Achse 0-0 verstellbare Negativlinse 8 und eine plan/parallele optische Platte 9 mit einem Strichkreuz 1O₀ Der Okularteil' 3 enthält ein Okular 11, dessen dingseitige Brennebene mit 12 bezeichnet ist» Das Laserokular 4 umfaßt zwei Positivlinsen 13;14j zwischen denen paralleler Strahlengang bestellt und die ein Abbildungssystem mit einem Abbildungsmaßstab 1:1 bilden* Am Laserokuiar 3 ist ein Laser 15 be~ festigt j der über einen Tubus 16 mit dem Inn.enraum des Laserokuiars 3 verbunden ist* Im parallelen Strahlengang des Laserokulars 3 ist ein Spiegel 17 um 45 zur optischen Achse 0~0 geneigt, im achsennahen Raum gegenüber der Einmündung des Tubus 16 in den Innenraum mit Hilfe von der , Übersichtlichkeit halber nicht dargestellten Mitteln fest angeordnet* Der Innenraum zwischen den Positivlinsen 13 und 14 ist mit einem für Laserstrahlung reflexmindernden Belag 18 ausgekleidet« Die vordere Brennebene des Linsensystems 13;14 fällt mit der Ebene des Strichkreuzes 10 und die hintere Brennebene mit der Brennebene 12 zusammen. Der Okularteil 3 kann auch an Stelle des Laserokulars 4 unmittelbar an den Objektivteil 2 angeschraubt werden* Die Laserstrahlung 19 gelangt durch den Tubus 16 in den Innenraum des Laserokulars 4 und wird vom Spiegel 17 als parallelstrahliges Laserlichtbündel konzentrisch zur opti-' sehen Achse 0-0 und parallel zum Beobaclrfamgsstrahlenbündel 20 zur Positivlinse 13 reflektiert· Die Positivlinse . sammelt bei justiertem Fernrohr die Laserstrahlen in der Mitte des Strichkreuzes 10 (Fig» 2) zu einem Laserfleck 21« Über das Objektiv 7;8 wird dieser Laserfleck auf ein entfernt liegendes, nicht dargestelltes Ziel, abgebildet·

3640

- 5 - & & ω· U '-* ö

Strichkreuz 10, Bild des Lasei-flecks 21 und entfernt liegendes Ziel werden durch das Linsensystem 13I14 in die gemeinsame Brennebene 12 abgebildet und durch das Okular 11 beobachtet» Durch die erfindungsgemäß gewählten Verhältnisse zwischen der Größe des Spiegels 17 und dem Durchmesser der Austritt^pupille des Fernrohrs sowie zwischen der G-röße dos Spiegels 17 und dem Gauß-beam der auf den Spiegel auftreffenden Laserstrahlung sowie durch die Lage des Spiegels 17 in einer Bildebene der Austrittspupille des -Fernrohres 1 ist die Beobachtung des Strichkreuzes 10 _s des Bildes des Laserflecks 21 und des Zieles über eine Eingpupille mögliche Als Gauß-beam wird dabei der Teil des Laserstrahlenbiindels bezeichnet«

•—2

in dem die.Energie — e gegenüber dem Zentrum des Laserstrahlenbüiidels ist*

Erfindung ist nicht an den Abbildungsmaßstab von. 1:1 für das Abbildungssystem 13 j 14 gebunden« Die Belegung mit . einem für die Laserstrahlung reflexmindernden Belag kann auch auf den gesamten 'Innenraum des Fernrohrs und bei entsprechender Wahl des Belagmaterials auf die optischen Bauteile ausgedehnt werden«

3640

Claims

2 2305 6

Erf indungsan spruch;

1· Fernrohr rait Laserokular, das gleichzeitig dem Anfielen eines.Zieles und dem Aussenden eines Laserstrahls zu diesem Ziel dient und- das-auf der dem Fernrohrobjektiv abgewandten Seite seines Strichkreuzes einen parallelen Strahlengang aufweist j in den das von einem außerhalb des Fernrohrstrahlenganges angeordneten laser kommende Strahlenbündel eingeführt und zu dem das Strahlenbündel mittels eines Spiegels parallel gerichtet wird, gekennzeichnet dadurch, daß der Spiegel zumindest angenähert in der Austritt spupille des Fernrohrs angeordnet ist und daß der Spiegelquerschnitt größer ist als der Querschnitt des Gauß-beams der auf den Spiegel auftreffenden laserstrahlung«, ·

2o Fernrohr nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Innenraum des Fernrohrs zumindest in der Bähe des Spiegels mit einem für die laserstrahlung reflexmindernden Belag versehen ist.

3· Fernrohr nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Spiegel in einem zwischen dem Strichkreuz und dem Okular des Fernrohrs auswechselbar angeordneten teleskopischen System vorgesehen ist«

GB/Hav
31,7,1980

Hierzu 1 Seite Zeichnungan

36.40