DE102014112794A1 - System for modular retrofitting or supplementing of an optical device with a laser distance measurement - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein System zum modularen Nachrüsten oder Ergänzen eines bildgebenden optischen Geräts, welches mit einer Laserentfernungsmessung eines ggf. kleinen Objektes aus der entfernten Szene nachgerüstet werden soll. Das Laserentfernungsmessmodul umfasst eine Zieleinrichtung zum Anvisieren des Objekts für die Entfernungsmessung, wobei die Zieleinrichtung zu dem Laserentfernungsmessmodul gehörig und werksseitig relativ zu dem Entfernungsmesslaserstrahl justiert ist.The invention relates to a system for the modular retrofitting or supplementing of an imaging optical device, which is to be retrofitted with a laser distance measurement of a possibly small object from the distant scene. The laser rangefinder module includes a sighting device for sighting the object for range finding, the aiming device being aligned with the laser rangefinder module and factory adjusted relative to the rangefinder laser beam.
Description
Gebiet der Erfindung Field of the invention
Die Erfindung betrifft ein System zum modularen Nachrüsten oder Ergänzen eines optischen Geräts, welches zur Darstellung eines Bildes einer entfernten Szene ausgebildet ist und mit einer Laserentfernungsmessung eines ggf. kleinen Objektes aus der entfernten Szene nachgerüstet werden soll, insbesondere für große Entfernungen. The invention relates to a system for the modular retrofitting or supplementing of an optical device, which is designed to display an image of a distant scene and to be retrofitted with a laser distance measurement of a possibly small object from the distant scene, especially for long distances.
Hintergrund der Erfindung Background of the invention
Aktuell sind fernoptische Geräte mit integrierten Laserentfernungsmessern, sogenannte Laser Rangefinder (kurz „LRF“ genannt), insbesondere für den jagdlichen Bereich erhältlich. Ein Laser Rangefinder umfasst typischerweise einen Lasersender und einen Laserempfänger, jeweils mit zugehöriger Optik für den emittierten und empfangenen Laserstrahl. Currently, optical devices with integrated laser rangefinders, so-called Laser Rangefinder (abbreviated to "LRF") are available, especially for hunting purposes. A laser rangefinder typically includes a laser transmitter and a laser receiver, each with associated optics for the emitted and received laser beam.
Ein Beispiel für ein fernoptisches Gerät mit integriertem Laser Rangefinder der Anmelderin sind das binokulare Fernglas Victory RF und das Zielfernrohr Victory Diarange (vgl. www.zeiss.de). An example of a remote optical device with integrated laser rangefinder of the applicant are the binocular Victory RF binoculars and the riflescope Victory Diarange (see www.zeiss.de).
In die bildgebende Optik des Fernglases Victory RF, durch die der Benutzer das vergrößerte Abbild der betrachteten weit entfernten Szene betrachtet (manchmal auch als „Sichtkanal“ bezeichnet), wird eine Laserzielmarke eingeblendet, welche der Benutzer auf ein Objekt in der betrachteten Szene richtet, dessen Entfernung gemessen und angezeigt werden soll. Das Victory RF weist eine optische Vergrößerung von entweder 8-fach oder 10-fach auf. Dadurch sieht der Benutzer die Objekte in einer weit entfernten Szene mit entsprechend großer Vergrößerung. Wenn ein fernoptisches Gerät mit einer solchen optischen Vergrößerung also mit einem Laser Rangefinder ausgestattet ist, erfordert dies typischerweise eine präzise Justierung zwischen der bildgebenden Optik des fernoptischen Geräts und dem Laserstrahl des integrierten Laser Rangefinders, damit der Laser mit seiner integrierten Laseroptik auch genau das stark vergrößerte Objekt in der weit entfernten Szene trifft, welches mit der Laserzielmarke in der bildgebenden Optik anvisiert wird. Daher sind Laser Rangefinder in fernoptischen Geräten mit optischer Vergrößerung typischerweise werksseitig integriert und werksseitig präzise justiert. In the imaging optics of the Victory RF binoculars, through which the user views the magnified image of the distant scene under consideration (sometimes referred to as the "vision channel"), a laser target is displayed which the user directs to an object in the scene of interest Distance measured and displayed. The Victory RF has an optical magnification of either 8x or 10x. As a result, the user sees the objects in a distant scene with a correspondingly large magnification. Thus, if a telematic device with such an optical magnification is equipped with a laser rangefinder, this typically requires a precise adjustment between the imaging optics of the far-optical device and the laser beam of the integrated laser range finder, so that the laser with its integrated laser optics also magnified just that Object in the distant scene, which is targeted with the laser target mark in the imaging optics. As a result, laser range finders in optical-magnification telematic devices are typically factory-integrated and precisely adjusted at the factory.
Aus der
Allgemeine Beschreibung der Erfindung General description of the invention
Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein System bereit zu stellen, welches eine Nachrüstung oder Ergänzung eines optischen Geräts mit einer Laserentfernungsmessung mit hoher Präzision, insbesondere für weit entfernte Objekte ermöglicht. The object of the invention is therefore to provide a system which makes it possible to retrofit or supplement an optical device with a laser distance measurement with high precision, in particular for distant objects.
Ein weiterer Aspekt der Aufgabe ist es, ein System bereit zu stellen, welches eine Nachrüstung oder Ergänzung eines analogen optischen Geräts, insbesondere eines Zielfernrohres, Spektivs oder Fernglases mit einer Laserentfernungsmessung ermöglicht. A further aspect of the object is to provide a system which makes it possible to retrofit or supplement an analogue optical device, in particular a telescopic sight, spotting scope or binoculars, with a laser distance measurement.
Ein weiterer Aspekt der Aufgabe ist es, ein System bereit zu stellen, welches eine Nachrüstung oder Ergänzung eines optischen Geräts mit einer Laserentfernungsmessung ermöglicht, welche für den Benutzer schnell, einfach und bequem zu benutzen ist. A further aspect of the object is to provide a system which enables retrofitting or supplementing an optical device with a laser distance measurement which is quick, easy and convenient for the user to use.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert. The object of the invention is solved by the subject matter of the independent claims. Advantageous developments of the invention are defined in the subclaims.
Erfindungsgemäß wird ein System zum modularen Nachrüsten oder Ergänzen eines optischen Geräts bereit gestellt, welches zur Darstellung eines Bildes einer entfernten Szene ausgebildet ist und mit einer Laserentfernungsmessung eines ggf. kleinen Objektes aus der entfernten Szene nachgerüstet werden soll. According to the invention, a system is provided for the modular retrofitting or supplementing of an optical device, which is designed to display an image of a distant scene and is to be retrofitted with a laser distance measurement of an optionally small object from the remote scene.
Das Nachrüst- oder Ergänzungssystem umfasst ein optisches Gerät, welches eine erste bildgebende Optik aufweist. Das bildgebende optische Gerät kann in einer allgemeinen Form der Erfindung ein digitales oder analoges optisches Gerät sein. Beispielhafte analoge optische Geräte sind analoge Ferngläser, analoge Spektive und analoge Zielfernrohre, z.B. für Jagdwaffen. Beispielhafte digitale optische Geräte sind digitale Ferngläser, digitale Spektive, digitale Zielfernrohre, Smartphones, Notebooks, Tablet-Computer, Digitalkameras oder Camcorder. Bei einem analogen optischen Gerät wird die entfernte Szene rein optisch, z.B. mit Linsen, Spiegeln und/oder Prismen abgebildet, und der Benutzer sieht mit seinem Auge durch den optischen Kanal die rein optische Abbildung. Bei einem digitalen optischen Gerät, manchmal auch als elektronisches optisches Gerät bezeichnet, bildet die Optik auf einen zweidimensional auflösenden Bildsensor, z.B. einen CCD- oder CMOS-Chip ab. Das so digital aufgenommene Bild wird digital verarbeitet und von einem zweidimensional auflösenden Display, z.B. einem kleinen LCD- oder TFT-Monitor dargestellt, und der Benutzer betrachtet das so digital oder elektronisch erzeugte Bild auf dem Display. Der Benutzer betrachtet das digital erzeugte Bild auf dem Display dabei entweder direkt, z.B. bei einem Smartphone oder einem Tablet-Computer, oder durch ein Okular, z.B. bei einem digitalen Fernglas, digitalen Spektiv oder einem digitalen Zielfernrohr. The retrofit system includes an optical device having a first imaging optic. The imaging optical device in a general form of the invention may be a digital or analog optical device. Exemplary analog optical devices are analog binoculars, analogue spotting scopes and analog riflescopes, eg for hunting weapons. Exemplary digital optical devices are digital binoculars, digital Scopes, digital riflescopes, smartphones, notebooks, tablet computers, digital cameras or camcorders. In an analog optical device, the remote scene is purely optical, for example, with lenses, mirrors and / or prisms imaged, and the user sees with his eye through the optical channel, the purely optical image. In a digital optical device, sometimes referred to as an electronic optical device, forms the optics on a two-dimensionally resolving image sensor, such as a CCD or CMOS chip. The thus digitally recorded image is processed digitally and displayed by a two-dimensional resolution display, such as a small LCD or TFT monitor, and the user views the thus digitally or electronically generated image on the display. The user views the digitally generated image on the display either directly, for example in the case of a smartphone or a tablet computer, or through an eyepiece, for example in the case of digital binoculars, digital scope or a digital riflescope.
Erfindungsgemäß wird ein von dem optischen Gerät separat bereitgestelltes und nachträglich von dem Benutzer modular an das optische Gerät koppelbare Laserentfernungsmessmodul (auch Laser-Rangefinder-Modul oder kurz LRF-Modul genannt) verfügbar gemacht, um das optische Gerät nachträglich mit der Laserentfernungsmessung nachzurüsten. Das Laserentfernungsmessmodul weist ein eigenes an das Gehäuse des optischen Geräts koppelbares Gehäuse auf, in welchem ein Lasersender mit Lasersendeoptik zum Aussenden eines Entfernungsmesslaserstrahls, ein Laserempfänger mit Laserempfangsoptik zum Empfangen des von dem Objekt der entfernten Szene reflektierten Entfernungsmesslaserstrahls und eine Auswerteeinrichtung, welche in Ansprechen auf den ausgesendeten Entfernungsmesslaserstrahl und den von dem Objekt reflektierten empfangenen Entfernungsmesslaserstrahl die Entfernung zu dem Objekt bestimmt, beherbergt sind. According to the invention, a laser distance measuring module (also called a laser rangefinder module or LRF module for short), which is provided separately by the user and can subsequently be coupled modularly to the optical device, is made available in order to subsequently retrofit the optical device with the laser distance measurement. The laser range finder module has its own housing which can be coupled to the housing of the optical device, in which a laser transmitter with laser transmitting optics for emitting a range finding laser beam, a laser receiver with laser receiving optics for receiving the distance measuring laser beam reflected from the object of the remote scene and an evaluation device, which in response to the emitted from the distance measuring laser beam and the reflected from the object received rangefinder laser beam determines the distance to the object are housed.
Das Laserentfernungsmessmodul weist ferner eine Zieleinrichtung zum Anvisieren des Objekts für die Entfernungsmessung auf. Mit anderen Worten ist die Zieleinrichtung zum Anvisieren des Objekts für die Entfernungsmessung zu dem Laserentfernungsmessmodul gehörig und gehört nicht etwa zu dem optischen Gerät. D.h. die Zieleinrichtung ist werksseitig in das oder an dem Laserentfernungsmessmodul integriert, und der Benutzer erwirbt das Laserentfernungsmessmodul als Einheit mit der bereits integrierten Zieleinrichtung. The laser distance measuring module further comprises a target device for sighting the object for the distance measurement. In other words, the aiming device for sighting the distance measuring object is associated with the laser range finding module and does not belong to the optical device. That the target device is factory-integrated into or on the laser rangefinder module, and the user acquires the laser range-finder module as a unit with the already integrated target device.
Die zu dem Laserentfernungsmessmodul gehörige Zieleinrichtung ist werksseitig relativ zu dem Entfernungsmesslaserstrahl justiert. Die Integration der Zieleinrichtung in oder an das Laserentfernungsmessmodul und die diesbezügliche bereits werksseitige Justierung bringt den Vorteil mit sich, dass der Nutzer nach dem Koppeln des Laserentfernungsmessmoduls an das optische Gerät die Zieleinrichtung nicht mehr relativ zu dem Entfernungsmesslaserstrahl zu justieren braucht und trotzdem sichergestellt ist, dass tatsächlich die Entfernung des mit der Zieleinrichtung anvisierten Objekts und nicht eines anderen Objekts gemessen und angezeigt wird. Ferner lässt sich werksseitig eine hohe Präzision erzielen, so dass auch optische Geräte mit stark vergrößernder Vergrößerungsoptik, wie z.B. Ferngläser und Zielfernrohre nachgerüstet werden können. The target device associated with the laser range finder module is factory-adjusted relative to the rangefinder laser beam. The integration of the aiming device in or on the laser distance measuring module and the related factory adjustment already has the advantage that after coupling the laser distance measuring module to the optical device, the user no longer needs to adjust the aiming device relative to the distance measuring laser beam and nevertheless ensures that in fact, the distance of the object targeted by the target device and not another object is measured and displayed. Furthermore, a high precision can be achieved in the factory, so that optical devices with greatly magnifying magnification optics, such as e.g. Binoculars and riflescopes can be retrofitted.
Die bildgebende Optik für das optische Gerät ist in dem Zustand, in dem das Laserentfernungsmessmodul an das optische Gerät gekoppelt ist, somit insbesondere eine Vergrößerungsoptik, welche eine optische Vergrößerung bewirkt, welche von der entfernten Szene bei einer Entfernung von 100 Metern ein Feld von 30 Metern oder weniger bei einem subjektiven Sehfeldwinkel von ca. 22° abbildet. Das erfindungsgemäße Laserentfernungsmessmodul eignet sich somit nicht nur zur Nachrüstung oder Aufrüstung von Mobiltelefonen mit Weitwinkel- bis Normalobjektiven, mit welchen typischerweise relativ nahe Objekte anvisiert werden sollen. The imaging optics for the optical device is in the state in which the laser distance measuring module is coupled to the optical device, thus in particular a magnifying optics, which causes an optical magnification, which from the distant scene at a distance of 100 meters a field of 30 meters or less at a subjective field of view angle of approximately 22 °. The laser range finding module according to the invention is thus not only suitable for retrofitting or upgrading of mobile telephones with wide-angle to normal lenses, with which typically relatively close objects are to be targeted.
Um die bildgebende Optik für das optische Gerät in dem Zustand, in dem das Laserentfernungsmessmodul an das optische Gerät gekoppelt ist, als Vergrößerungsoptik zur Darstellung der entfernten Szene mit optischer Vergrößerung bereit zu stellen, können zwei Varianten vorgesehen sein:
Entweder i) ist die erste bildgebende Optik des optischen Geräts selbst bereits eine Vergrößerungsoptik zur Darstellung der entfernten Szene mit optischer Vergrößerung, wie z.B. bei einem Fernglas oder einem Zielfernrohr, oder ii) die erste bildgebende Optik wird von dem Laserentfernungsmessmodul zu einer Vergrößerungsoptik aufgerüstet. Für die zweite Variante ii) umfasst das Laserentfernungsmessmodul einen Televorsatz für die erste bildgebende Optik des optischen Geräts, welcher beim Koppeln des Laserentfernungsmessmoduls an das optische Gerät automatisch vor die erste bildgebende Optik des optischen Geräts gesetzt wird und gemeinsam mit der ersten bildgebenden Optik des optischen Geräts die Vergrößerungsoptik bildet. In diesem Fall kann der Televorsatz starr an dem Gehäuse des Laserentfernungsmessmoduls befestigt sein und ist werksseitig relativ zu dem Entfernungsmesslaserstrahl justiert. Mit dieser zweiten Variante ii) können optische Geräte mit Weitwinkel- oder Normalobjektiven gleichzeitig mit einer Vergrößerungsoptik und der Laserentfernungsmessung nachgerüstet werden, und trotzdem kann die insbesondere bei einer Vergrößerungsoptik sensible Justierung des Entfernungsmesslaserstrahls und der Zieleinrichtung gewährleistet werden. In order to provide the imaging optics for the optical device in the state in which the laser range finding module is coupled to the optical device as magnifying optics for displaying the removed scene with optical magnification, two variants can be provided:
Either i) the first imaging optics of the optical device itself is already a magnifying optic for displaying the removed scene with optical magnification, such as a pair of binoculars or a telescopic sight, or ii) the first imaging optics is upgraded by the laser range finding module to a magnifying optic. For the second variant ii), the laser distance measuring module comprises a tele-set for the first imaging optical system of the optical device, which is automatically placed in front of the first imaging optical system of the optical device when coupling the laser distance measuring module to the optical device and together with the first imaging optical system of the optical device the magnifying optic forms. In this case, the tele-attachment may be rigidly secured to the housing of the laser range finding module and is factory-adjusted relative to the range-finder laser beam. With this second variant ii) optical devices with wide-angle or normal lenses can be retrofitted simultaneously with a magnifying optics and the laser distance measurement, and still can be guaranteed especially in a magnifying optic sensitive adjustment of the rangefinder laser beam and the target device.
Vorzugsweise bewirkt bei der Variante i) die erste bildgebende Optik des optischen Geräts selbst bereits eine optische Vergrößerung, welche von der entfernten Szene bei einer Entfernung von 100 Metern ein Feld von 30 Metern oder weniger bei einem subjektiven Sehfeldwinkel von ca. 22° abbildet. Bei der Variante ii) bewirkt der Televorsatz gemeinsam mit der ersten bildgebenden Optik des optischen Geräts eine optische Vergrößerung, welche von der entfernten Szene bei einer Entfernung von 100 Metern ein Feld von 30 Metern oder weniger bei einem subjektiven Sehfeldwinkel von ca. 22° abbildet. Ein optisches Gerät mit einer solchen optischen Vergrößerung mit einem Laserentfernungsmessmodul nachzurüsten, erscheint mit bekannten LRF-Nachrüstkonzepten bei vertretbarem Aufwand nicht mit hinreichender Präzision möglich. Preferably, in the variant i), the first imaging optics of the optical device itself already have an optical magnification, which images a field of 30 meters or less at a subjective field angle of about 22 ° from the distant scene at a distance of 100 meters. In variant ii), the tele-supplement together with the first imaging optics of the optical device causes an optical magnification, which images a field of 30 meters or less at a subjective field-of-view angle of about 22 ° from the distant scene at a distance of 100 meters. To retrofit an optical device with such an optical magnification with a laser rangefinding module does not seem possible with sufficient precision with known LRF retrofit concepts at a reasonable cost.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Laserentfernungsmessmodul eine eigene zweite bildgebende Optik zur Abbildung der entfernten Szene. Die zweite bildgebende Optik des Laserentfernungsmessmoduls ist somit unabhängig von der ersten bildgebenden Optik des optischen Geräts, welches mit dem Laserentfernungsmessmodul nachgerüstet wird. Mit anderen Worten weist das Laserentfernungsmessmodul einen eigenen Sichtkanal auf. According to a preferred embodiment of the invention, the laser distance measuring module comprises a separate second imaging optics for imaging the removed scene. The second imaging optics of the laser rangefinding module is thus independent of the first imaging optics of the optical device, which is retrofitted with the laser rangefinder module. In other words, the laser distance measuring module has its own viewing channel.
Die zweite bildgebende Optik des Laserentfernungsmessmoduls ist insbesondere eine Vergrößerungsoptik zur Darstellung der entfernten Szene mit optischer Vergrößerung, die bevorzugt eine optische Vergrößerung bewirkt, welche von der entfernten Szene bei einer Entfernung von 100 Metern ein Feld von 30 Metern oder weniger bei einem subjektiven Sehfeldwinkel von ca. 22° abbildet. The second imaging optic of the laser rangefinding module is in particular a magnifying optic for displaying the remote scene with optical magnification, preferably causing an optical magnification, which from the distant scene at a distance of 100 meters a field of 30 meters or less at a subjective field of view angle of approx 22 °.
Diese Ausführungsform ist besonders geeignet für digitale optische Geräte, d.h. optische Geräte mit einem ersten zweidimensional auflösenden Bildsensor, z.B. einem CCD- oder CMOS-Chip, auf welchen die erste bildgebende Optik abbildet und einem zweidimensional auflösenden Display, welches das Bildsignal des ersten zweidimensional auflösenden Bildsensors für den Benutzer darstellt. Dies können digitale Ferngläser, digitale Spektive, digitale Zielfernrohre, Smartphones, Notebooks, Tablet-Computer, Digitalkameras oder Camcorder sein. Das Laserentfernungsmessmodul ist hierbei selbst ein vollständiges digitales optisches Gerät (mit oder ohne eigenes Display) und umfasst neben der zweiten bildgebenden Optik einen zweiten zweidimensional auflösenden Bildsensor, z.B. einen CCD- oder CMOS-Chip, auf welchen die zweite bildgebende Optik abbildet. Dies hat den Vorteil, dass die Zieleinrichtung eine elektronische Zielmarke für den Entfernungsmesslaser, kurz elektronische Laserzielmarke, z.B. einen Zielkreis umfassen bzw. erzeugen kann, welcher digital in das von dem zweiten zweidimensional auflösenden Bildsensor aufgenommene Bild eingefügt wird und dabei die elektronische Laserzielmarke in dem Bild bereits werksseitig relativ zu dem Entfernungsmesslaserstrahl justiert ist. Mit anderen Worten stellt das Laserentfernungsmessmodul ein digitales Bild mit einer elektronisch überlagerten Laserzielmarke bereit, und der Benutzer kann sich darauf verlassen, dass die elektronische Laserzielmarke mit dem Auftreffpunkt des Entfernungsmesslaserstrahls auf dem entfernten, aber optisch vergrößerten Objekt mit hinreichender Präzision übereinstimmt. This embodiment is particularly suitable for digital optical devices, i. optical devices having a first two-dimensional resolution image sensor, e.g. a CCD or CMOS chip on which the first imaging optics images and a two-dimensional resolution display representing the image signal of the first two-dimensionally resolving image sensor to the user. These can be digital binoculars, digital spotting scopes, digital riflescopes, smartphones, notebooks, tablet computers, digital cameras or camcorders. In this case, the laser distance measuring module itself is a complete digital optical device (with or without its own display) and, in addition to the second imaging optics, comprises a second two-dimensionally resolving image sensor, e.g. a CCD or CMOS chip on which the second imaging optics are imaged. This has the advantage that the target device has an electronic target for the rangefinder laser, in short, an electronic target laser, e.g. may include a target circle which is digitally inserted into the image captured by the second two-dimensionally resolving image sensor, and wherein the electronic laser aiming mark in the image is already factory-adjusted relative to the ranging laser beam. In other words, the laser ranging module provides a digital image with an electronically superimposed laser target, and the user can rely on the electronic laser target to coincide with the point of impact of the rangefinder laser beam on the removed but optically magnified object with sufficient precision.
Das digitale Bild wird vorzugsweise gemeinsam mit der elektronischen Laserzielmarke und/oder dem gemessenen Entfernungswert digital an das optische Gerät übertragen und ggf. mit dem eingeblendeten gemessenen Entfernungswert auf dem Display des optischen Geräts für den Benutzer dargestellt. Dabei ist die Überlagerung der Laserzielmarke mit dem mittels der zweiten bildgebenden Optik des Laserentfernungsmessmoduls aufgenommenen Bildes bereits werksseitig zu dem Entfernungsmesslaserstrahl justiert, um den Entfernungsmesslaserstrahl präzise justiert auf das mit dem optischen Gerät anvisierte Objekt zu richten. Da diese Justierung unabhängig von der ersten bildgebenden Optik des optischen Geräts ist, hängt somit in vorteilhafter Weise die Justierung der elektronischen Laserzielmarke in dem Bild relativ zu dem Entfernungsmesslaserstrahl nicht von der ersten bildgebenden Optik des optischen Geräts ab. The digital image is preferably transmitted digitally together with the electronic laser target mark and / or the measured distance value to the optical device and optionally displayed with the displayed measured distance value on the display of the optical device for the user. In this case, the superimposition of the laser target mark with the image recorded by means of the second imaging optics of the laser rangefinding module is already factory-adjusted to the rangefinder laser beam in order to precisely align the rangefinder laser beam with the object targeted by the optical device. Thus, since this adjustment is independent of the first imaging optics of the optical device, the adjustment of the electronic laser target in the image relative to the ranging laser beam does not depend on the first imaging optic of the optical device.
Die Vorzüge der Erfindung kommen insbesondere bei Verwendung einer Vergrößerungsoptik zum Tragen. Würde man z.B. mit der Weitwinkel-Kamera eines Mobiltelefons ein weit entferntes Objekt anvisieren, würde dieses ggf. lediglich auf einige wenige Pixel des Bildsensors abgebildet, so dass eine Entfernungsmessung möglicherweise ungenau wäre. Wenn die bildgebende Optik für das optische Gerät in dem Zustand, in dem das Laserentfernungsmessmodul an das optische Gerät gekoppelt ist, eine Vergrößerungsoptik zur Darstellung der entfernten Szene mit optischer Vergrößerung ist, kann auch die Entfernungsmessung auf große Entfernungen präziser sein. Hierzu umfasst gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das Laserentfernungsmessmodul einen Televorsatz für die erste bildgebende Optik des optischen Geräts. Der Televorsatz wird durch das Koppeln des Laserentfernungsmessmoduls an das optische Gerät vor die erste bildgebende Optik des optischen Geräts gesetzt und bildet gemeinsam mit der ersten bildgebenden Optik des optischen Geräts die Vergrößerungsoptik. Bei dieser Ausführungsform ist der Televorsatz zusammen mit der Zieleinrichtung werksseitig relativ zu dem Entfernungsmesslaserstrahl justiert, und die Zieleinrichtung des Laserentfernungsmessmoduls blendet oder spiegelt eine Laserzielmarke in den Televorsatz ein, derart, dass die eingeblendete oder eingespiegelte Laserzielmarke von der ersten bildgebenden Optik des optischen Geräts gemeinsam mit der entfernten Szene abgebildet wird. Auch hierdurch kann eine hinreichend genaue Justierung der Laserzielmarke zu dem tatsächlichen Entfernungsmesslaserstrahl erzielt werden. The advantages of the invention are particularly noticeable when using a magnifying optics. If, for example, one would aim a far-away object with the wide-angle camera of a mobile phone, this would possibly only be imaged on a few pixels of the image sensor, so that a distance measurement would possibly be inaccurate. When the imaging optics for the optical device in the state in which the laser range finding module is coupled to the optical device is a magnification optical system for displaying the remote scene with optical magnification, also the distance measurement at long distances can be more accurate. For this purpose, according to a preferred embodiment of the invention, the laser range finding module comprises a tele-set for the first imaging optic of the optical device. The telephoto set is placed in front of the first imaging optics of the optical device by coupling the laser range finding module to the optical device and, together with the first imaging optics of the optical device, forms the magnification optics. In this embodiment, the telephoto set together with the aiming device is factory-adjusted relative to the range finding laser beam, and the aiming device of the laser rangefinding module fades or mirrors a laser aiming mark into the teleshoot, such that the displayed or mirrored laser target is imaged by the first imaging optics of the optical device together with the remote scene. This also allows a sufficiently accurate adjustment of the laser target to the actual rangefinder laser beam can be achieved.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das optische Gerät eine eigene weitere Zieleinrichtung zum Anvisieren des Objekts auf. Diese weitere Zieleinrichtung des optischen Geräts kann z.B. ein Absehen sein, wie es in analogen Zielfernrohren, analogen Spektiven, und analogen Ferngläsern ohnehin vorhanden sein kann. Somit braucht der Benutzer lediglich noch den Entfernungsmesslaserstrahl relativ zu der weiteren Zieleinrichtung, z.B. dem Absehen des Zielfernrohrs, Spektivs oder Fernglases auszurichten. Hierzu weisen das optische Gerät und das Laserentfernungsmessmodul richtungsjustierbare Verbindungsmittel auf, mittels welchen eine mechanische Justierung der optischen Achse des Entfernungsmesslaserstrahl zu der optischen Achse der ersten bildgebenden Optik des optischen Geräts durch den Benutzer ermöglicht ist, um die zu dem Laserentfernungsmessmodul gehörige und werksseitig relativ zu dem Entfernungsmesslaserstrahl justierte Zieleinrichtung gemeinsam mit dem Entfernungsmesslaserstrahl relativ zu der weiteren Zieleinrichtung des optischen Geräts auszurichten. Nach dieser Ausrichtung benötigt der Benutzer die Zieleinrichtung des Laserentfernungsmessmoduls nicht mehr und kann zum Anvisieren des Objekts die weitere Zieleinrichtung des optischen Geräts verwenden. Am Beispiel eines Zielfernrohres, Spektivs oder Fernglases bedeutet dies, dass der Benutzer das Laserentfernungsmessmodul mechanisch mit dem Zielfernrohr, Spektiv oder Fernglas verbindet. Dann kann der Benutzer das Gewehr mit dem Zielfernrohr, das Spektiv oder Fernglas einspannen, z.B. in ein Stativ oder einen Anschussbock. Dann visiert der Benutzer ein ortsfestes weit entferntes Objekt an, z.B. eine Kirchturmspitze oder ein anderes markantes Objekt. Anschließend verstellt der Benutzer die Verstelleinrichtungen der Verbindungsmechanik zwischen dem Laserentfernungsmessmodul und dem Fernglas oder Zielfernrohr so lange, bis die mit dem Entfernungsmesslaserstrahl werksseitig justierte Zieleinrichtung des Laserentfernungsmessmoduls und das Absehen des Zielfernrohrs, Spektivs oder Fernglases in Übereinstimmung gebracht sind, so dass sie dieselbe Stelle des entfernten Objektes anvisieren. Anschließend ist gewährleistet, dass der Entfernungsmesslaserstrahl auch tatsächlich dasjenige Objekt trifft, welches der Benutzer mit dem Absehen des Zielfernrohrs, Spektivs oder Fernglases anvisiert, so dass die Entfernungsmessung auch auf große Entfernungen bzw. mit starker optischer Vergrößerung zuverlässig und präzise ist. According to a preferred embodiment of the invention, the optical device has its own further target device for sighting the object. This further target device of the optical device may be e.g. a retardation, as it can be present in analog riflescopes, analogue spotting scopes, and analog binoculars anyway. Thus, the user only needs the rangefinder laser beam relative to the further target device, e.g. to align the sight of the riflescope, spotting scope or binoculars. For this purpose, the optical device and the laser distance measuring module have directionally adjustable connecting means, by means of which a mechanical adjustment of the optical axis of the distance measuring laser beam to the optical axis of the first imaging optics of the optical device by the user is made possible to those belonging to the laser range measuring module and the factory relative to the Aligning rangefinder laser beam aligned target device together with the rangefinder laser beam relative to the other target device of the optical device. After this alignment, the user no longer needs the aiming device of the laser range finding module and can use the further aiming device of the optical device to sight the object. Using the example of a riflescope, spotting scope or binoculars, this means that the user mechanically connects the laser distance measuring module to the riflescope, spotting scope or binoculars. Then the user can clamp the rifle with the riflescope, spotting scope or binoculars, e.g. in a tripod or a jack. Then the user targets a stationary, far-away object, e.g. a steeple or another striking object. Subsequently, the user adjusts the adjustment mechanisms of the linkage mechanism between the laser range finder module and the binocular or riflescope until the rangefinder laser beam factory-adjusted aiming device of the laser range finding module and sight of the rifle scope, spotting scope or binoculars are matched to be the same location of the remote Target the object. Subsequently, it is ensured that the rangefinder laser beam actually hits the object which the user is aiming with the sight of the riflescope, spotting scope or binoculars, so that the distance measurement is reliable and precise even at long distances or with strong optical magnification.
Vorzugsweise ist das optische Gerät ein analoges optisches Gerät, z.B. ein analoges Zielfernrohr, Spektiv oder Fernglas mit zumindest einem Okular. Ferner beispielhaft kann die Zieleinrichtung des Laserentfernungsmessmoduls eine Kimme-und-Korn-Visierung, insbesondere eine offene Visierung oder Dioptervisierung, eine ggf. einfache refraktive optische Visierung, z.B. ein einfaches Hilfszielfernrohr oder einen Ziellaser umfassen. Hiermit kann das erfindungsgemäße Laserentfernungsmessmodul flexibel an das jeweilige optische Gerät und die entsprechenden Anforderungen an Präzision und/oder Kosten angepasst werden. Preferably, the optical device is an analog optical device, e.g. an analog rifle scope, spotting scope or binoculars with at least one eyepiece. Furthermore, by way of example, the aiming device of the laser distance measuring module can be a sight-and-sight sighting, in particular an open sighting or sighting, possibly a simple refractive optical sighting, e.g. include a simple auxiliary riflescope or a targeting laser. Hereby, the laser distance measuring module according to the invention can be flexibly adapted to the respective optical device and the corresponding requirements for precision and / or cost.
Die Erfindung betrifft ferner das Laserentfernungsmessmodul, welches benutzerseitig nachträglich modular an ein optisches Gerät zur Darstellung eines Bildes einer entfernten Szene koppelbar ist. Das erfindungsgemäße Laserentfernungsmessmodul umfasst einen Lasersender mit Lasersendeoptik zum Aussenden eines Entfernungsmesslaserstrahls, einen Laserempfänger mit Laserempfangsoptik zum Empfangen des von dem Objekt der entfernten Szene reflektierten Entfernungsmesslaserstrahls und eine Auswerteeinrichtung, welche in Ansprechen auf den ausgesendeten Entfernungsmesslaserstrahl und den von dem Objekt reflektierten empfangenen Entfernungsmesslaserstrahl die Entfernung zu dem Objekt bestimmt und ggf. darstellt oder zur Übertragung bereitstellt, um ein optisches Gerät modular mit einer Laserentfernungsmessung für ein Objekt aus der entfernten Szene nachzurüsten. The invention further relates to the laser distance measuring module, which can later be connected in a modular manner to an optical device for displaying an image of a remote scene on the user side. The laser range finding module of the present invention includes a laser transmitter with laser transmit optics for emitting a range finder laser beam, a laser receiver with laser receive optics for receiving the range finder laser beam reflected from the subject of the remote scene, and an evaluator which determines the distance to the receiver in response to the transmitted rangefinder laser beam and the received rangefinder laser beam reflected from the subject determines and, if necessary, displays or provides for transmission to retrofit an optical device with a laser distance measurement for an object from the remote scene.
Das Laserentfernungsmessmodul weist eine Zieleinrichtung zum Anvisieren des Objekts für die Entfernungsmessung auf. Die Zieleinrichtung erzeugt insbesondere eine elektronische Laserzielmarke, z.B. einen Laserzielkreis oder umfasst einen Ziellaser. The laser distance measuring module has a target device for sighting the object for the distance measurement. The aiming device in particular generates an electronic laser aiming mark, e.g. a laser target circle or comprises a target laser.
Die Zieleinrichtung des Laserentfernungsmessmoduls ist werksseitig relativ zu dem Entfernungsmesslaserstrahl justiert, so dass der Nutzer nach dem Koppeln des Laserentfernungsmessmoduls an das optische Gerät die Zieleinrichtung des Laserentfernungsmessmoduls nicht relativ zu dem Entfernungsmesslaserstrahl zu justieren braucht. The aiming device of the laser distance measuring module is factory-adjusted relative to the range finding laser beam so that after coupling the laser rangefinding module to the optical device, the user need not adjust the aiming device of the laser rangefinding module relative to the rangefinder laser beam.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert, wobei gleiche und ähnliche Elemente teilweise mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und die Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele ausgetauscht und/oder miteinander kombiniert werden können. In the following the invention will be explained in more detail by means of embodiments and with reference to the figures, wherein the same and similar elements are partially provided with the same reference numerals and the features of the various embodiments can be exchanged and / or combined with each other.
Kurzbeschreibung der Figuren Brief description of the figures
Es zeigen: Show it:
Detaillierte Beschreibung der Erfindung Detailed description of the invention
Das Laserentfernungsmessmodul
Die von dem Laserentfernungsmessmodul
Die Einblendung der Laserzielmarke
Das Laserentfernungsmessmodul
Zusammenfassend werden von dem Laserentfernungsmessmodul
Bezug nehmend auf
Bezugnehmend auf die
Bezug nehmend auf
Das Smartphone
In diesem Beispiel erzeugt die Zieleinrichtung
Bezug nehmend auf
Die werksseitige Justierung der von der Zieleinrichtung
Bezug nehmend auf die
Das Laserentfernungsmessmodul
Der Benutzer kann das Laserentfernungsmessmodul
Das Laserentfernungsmessmodul
Wenn das fernoptische Gerät
Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beispielhaft zu verstehen sind, und die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist, sondern in vielfältiger Weise variiert werden kann, ohne den Schutzbereich der Ansprüche zu verlassen. Ferner ist ersichtlich, dass die Merkmale unabhängig davon, ob sie in der Beschreibung, den Ansprüchen, den Figuren oder anderweitig offenbart sind, auch einzeln wesentliche Bestandteile der Erfindung definieren, selbst wenn sie zusammen mit anderen Merkmalen gemeinsam beschrieben sind. Weiter können Merkmale der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen untereinander ausgetauscht und kombiniert werden, und die Ausführungsformen, die im Zusammenhang mit Smartphones, Digitalkameras, Zielfernrohren, Spektiven, Ferngläsern etc. beschrieben sind, können auch bei anderen optischen Geräten Anwendung finden.It will be apparent to those skilled in the art that the above-described embodiments are to be read by way of example, and that the invention is not limited thereto, but that it can be varied in many ways without departing from the scope of the claims. It is also to be understood that the features, independently as they are disclosed in the specification, claims, figures, or otherwise, also individually define essential components of the invention, even if described together with other features. Further, features of the embodiments described above may be interchanged and combined, and the embodiments described in the context of smart phones, digital cameras, riflescopes, spotting scopes, binoculars, etc. may also be applied to other optical devices.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 12 12
- Laserentfernungsmessmodul Laser Distance Measurement Module
- 14 14
- Smartphone Smartphone
- 16 16
- Lasersender laser transmitter
- 18 18
- Lasersendeoptik Laser transmitter optics
- 20 20
- Entfernungsmesslaserstrahl Distance measurement laser beam
- 21 21
- Szene scene
- 22 22
- Objekt object
- 24 24
- Laserempfangsoptik Laser receiving optics
- 26 26
- Laserempfänger laser receiver
- 28 28
- Steuer- und Auswerteeinrichtung Control and evaluation device
- 30 30
- bildgebende Optik des Laserentfernungsmessmoduls Imaging optics of the laser rangefinding module
- 32 32
- Bildsensor des Laserentfernungsmessmoduls Image sensor of the laser distance measuring module
- 33 33
- Kamera des Laserentfernungsmessmoduls Camera of the laser distance measuring module
- 34 34
- Laserzielmarke Laser target
- 36 36
- Sichtkanal des Laserentfernungsmessmoduls Visual channel of the laser distance measuring module
- 38 38
- Bild image
- 40 40
- Datenverbindung Data Connection
- 42 42
- bildgebende Optik des optischen Geräts Imaging optics of the optical device
- 44 44
- Display des Smartphones Display of the smartphone
- 46 46
- Steuerverbindung control connection
- 47 47
- Sensor(en) Sensor (s)
- 48 48
- App app
- 49 49
- Auslösetaste release button
- 50 50
- Entfernungsmesswert Distance measurement
- 51 51
- Stromversorgung des Laserentfernungsmessmoduls Power supply of the laser distance measuring module
- 52 52
- mechanische Befestigungseinrichtung mechanical fastening device
- 54 54
- Televorsatz Televorsatz
- 56 56
- Bildsensor des Smartphones Image sensor of the smartphone
- 58 58
- bildgebende Optik mit optischer Vergrößerung Imaging optics with optical magnification
- 62 62
- Lichtquelle light source
- 64 64
- Blende cover
- 66 66
- Optik zum Einblenden der Laserzielmarke Optics for fading in the laser target
- 68 68
- Strahlteiler beamsplitter
- 70 70
- Strahlengang beam path
- 72 72
- Glasplatte glass plate
- 74 74
- fernoptisches Gerät, z.B. Zielfernrohr remote optical device, e.g. Scope
- 76 76
- Verstelleinrichtung adjustment
- 78 78
- Verstelleinrichtung adjustment
- 79 79
- optische Achse des optischen Geräts optical axis of the optical device
- 80 80
- Zieleinrichtung des Laserentfernungsmessmoduls Target device of the laser rangefinding module
- 82 82
- Kimme-und-Korn-Visierung Rear sight and grain sight
- 84 84
- Hilfszielfernrohr Auxiliary Scope
- 86 86
- Gewehr gun
- 88 88
- Anschussbock Anschussbock
- 90 90
- Absehen foresee
- 91 91
- Benutzerauge user eye
- 92 92
- Gehäuse des Laserentfernungsmessmoduls Housing of the laser distance measuring module
- 98 98
- Anzeige display
- 100 100
- Bedientasten Control buttons
- 102 102
- externes Anzeigeelement external display element
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2012/081995 A1 [0005] WO 2012/081995 A1 [0005]
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