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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Vermessungsinstrument, und insbesondere ein Zielpunkt-Anzeigeinstrument,
das in einem Vermessungsinstrument vorgesehen ist, um einen Zielpunkt anzuzeigen,
so daß die
Richtung einer Visierlinie visuell von der Seite des Zieles aus
erkannt werden kann.
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3 zeigt
eine diagramatische Darstellung eines herkömmlichen Zielpunkt-Anzeigeinstruments (eines
ersten Zielpunkt-Anzeigeinstruments) zum Anzeigen eines Zielpunkts.
Dieses Zielpunkt-Anzeigeinstrument hat eine durchscheinende Platte 27 mit verschiedenen
Farben, die auf der optischen Achse einer Kollimatorlinse 25 an
deren Brennpunkt angeordnet ist. Eine Lichtquelle 23 ist
hinter der durchscheinenden Platte 27 angeordnet. Primäre Lichtstrahlen,
die von der Lichtquelle 23 ausgesandt werden, werden als
sekundäre
Lichtstrahlen an der durchscheinenden Platte 27 gestreut,
werden nachfolgend durch die Kollimatorlinse 25 kollimiert
und erreichen schließlich
einen Zielpunkt.
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Wenn bei solch einem herkömmlichen
Zielpunkt-Anzeigeinstrument die kollimierten Lichtstrahlen, die
sich in Richtung auf das Ziel ausbreiten, von der Zielseite her
betrachtet werden, wobei eine Hälfte der
durchscheinenden Platte 27 oberhalb der optischen Achse
der Kollimatorlinse 25 grün gefärbt ist und die andere Hälfte der
durchscheinenden Platte 27 unterhalb der optischen Achse
der Kollimatorlinse 25 rot gefärbt ist, wird in der Nähe der optischen
Achse der Kollimator linse eine Mischung von roter und grüner Farbe
beobachtet, da die kollimierten Lichtstrahlen rot auf der rechten
und grün
auf der linken Seite der optischen Achse der Kollimatorlinse sind. Es
wird nämlich
rotes Licht auf der linken Seite der optischen Achse des Zielpunkt-Anzeigeinstruments gesehen,
grünes
Licht auf der rechten Seite der optischen Achse des Zielpunkt-Anzeigeinstruments
gesehen und eine Mischung von rotem und grünem Licht in der Nähe der optischen
Achse des Zielpunkt-Anzeigeinstruments gesehen.
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Bei diesem herkömmlichen Zielpunkt-Anzeigeinstrument
kann das Licht, das von der Lichtquelle 23 in Richtung
auf das Ziel emmitiert wird, leicht visuell wahrgenommen, weil die
Lichtquelle 23 als Lichtquelle mit einer gewissen Breite
gesehen werden kann.
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Jedoch werden bei dem ersten herkömmlichen
Zielpunkt-Anzeigeinstrument keine von der Lichtquelle 23 emmitierten
Lichtstrahlen direkt gesehen, sondern es werden nur sekundäre Lichtstrahlen von
einem Beobachter gesehen, die durch die durchscheinende Platte 27 dringen.
Entsprechend muß eine
intensive Lichtquelle als Lichtquelle 23 verwendet werden,
wenn das davon emmitierte Licht von großer Entfernung betrachtet wird,
was unvermeidlicherweise den Energieverbrauch erhöht.
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4 zeigt
eine diagramatische Darstellung eines anderen herkömmlichen
Zielpunkt-Anzeigeinstruments (eines zweiten herkömmlich Zielpunkt-Anzeigeinstruments)
zum Anzeigen eines Zielpunktes, welches in dem offengelegten japanischen
Gebrauchsmuster Nr. 62-10615 offenbart ist. In diesem herkömmlich Zielpunkt-Anzeigeinstrument
werden zwei Bündel
von Lichtstrahlen, die von zwei LEDs 33 emmitiert werden,
von zwei reflektierenden Flächen eines
Prismas 37 reflektiert, um über eine Kollimatorlinse 35 auf
ein Ziel projeziert zu werden. Das Prisma 37 ist auf der
optischen Achse der Kollimatorlinse 35 angeordnet. Bei
dem zweiten herkömmlichen
Zielpunkt-Anzeigeinstrument kann ein Zielpunkt durch primäre Lichtstrahlen,
nicht durch sekundäre
Lichtstrahlen angezeigt werden, da das Zielpunkt-Anzeigeinstrument
keine durchscheinende Platte wie die in 3 gezeigte durchscheinende Platte 27 verwendet.
Entsprechend können
die von den beiden LEDs 33 in Richtung auf das Ziel ausgesandten
Lichtstrahlen visuell selbst von großer Entfernung wahrgenommen
werden. Darüber
hinaus kann anders als bei dem ersten herkömmlichen Zielpunkt-Anzeigeinstrument
von 3 nicht nur ein
Zielpunkt durch primäre Lichtstrahlen
angezeigt werden, sondern muß beim zweiten
herkömmlichen
Zielpunkt-Anzeigeinstrument auch nicht für jede Lichtquelle eine Kollimatorlinse
bereit gestellt werden.
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Es ist jedoch notwendig, das zweite
herkömmliche
Zielpunkt-Anzeigeinstrument mit einem Prisma (dem Prisma 37)
auszustatten, das zwei reflektierende Flächen hat. Dies erhöht die Produktionskosten.
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5 zeigt
eine diagramtische Darstellung eines anderen herkömmlichen
Zielpunkt-Anzeigeinstruments (eines dritten herkömmliche Zielpunkt-Anzeigeinstruments)
zum Anzeigen eines Zielpunkts, das im japanischen Patent Nr. 30
96 140 offenbart ist. Dieses herkömmliche Zielpunkt-Anzeigeinstrument ist
mit zwei Kollimatorlinsen 45, zwei Lichtquellen 43 und
zwei Lichtabschirmungsplatten 47 versehen. Die optischen
Achsen der beiden Kollimatorlinsen 45 erstrecken sich parallel
zueinander. Die beiden Lichtquellen 43 sind auf jeweils
einer der optischen Achsen der beiden Kollimatorlinsen 45 angeordnet,
und jede Lichtquelle 43 emmitiert sichtbare Lichtstrahlen. Eine
jede der beiden Lichtabschirmplatten 47 ist an dem hinteren
Brennpunkt (dem Brennpunkt auf der Seite der Lichtquelle 43)
der zugehörigen
Kollimatorlinse 45 angeordnet, um Lichtstrahlen abzuschneiden,
die von der zugehörigen
Lichtquelle 43 ausgesandt werden, um zu verhindern, daß sich Lichtstrahlen
außerhalb
des Bereiches zwischen den parallelen optischen Achsen der beiden
Kollimatorlinsen 45 ausbreiten. Aufgrund dieser optischen
Anordnung erreicht, obwohl die Lichtstrahlen, die von einer jeden Lichtquelle 43 emmitiert
werden, um sich in Richtung auf die zugehörige Kollimatorlinse 45 auszubreiten, zur
Hälfte
durch die zugehörige
Lichtabschirmplatte 47 abgeschnitten werden, die verbleibende
Hälfte der
Lichtstrahlen die zugehörigen
Kollimatorlinse 45 ohne, anders als bei dem ersten herkömmliche
Zielpunkt-Anzeigeinstrument,
gestreut zu werden. Entsprechend kann das von einer jeden Lichtquelle 43 in Richtung
auf das Ziel emmitierte Licht selbst von großer Entfer nung leicht visuell
wahrgenommen werden. Darüber
hinaus besteht anders als bei dem zweiten herkömmliche Zielpunkt-Anzeigeinstrument von 4 keine Notwendigkeit, das
Zielpunkt-Anzeigeinstrument mit einem Prisma (dem Prisma 37)
mit zwei reflektierenden Flächen
auszustatten.
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Jedoch muß das dritte herkömmliche
Zielpunkt-Anzeigeinstrument von 5 mit
zwei Zielpunkt-Anzeigeinstrument-Linsen (den Zielpunkt-Anzeigeinstrument-Linsen 45)
ausgestattet werden, obwohl ein Zielpunkt direkt durch primäre Lichtstrahlen, die
von einer jeden Lichtquelle 43 emmitiert werden, angezeigt
werden kann. Dieses verursacht erhöhte Produktionskosten.
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Die vorliegende Erfindung gibt ein
Zielpunkt-Anzeigeinstrument mit niedrigen Herstellungs-Kosten und
geringem Energieverbrauch an, das in einem Vermessungsinstrument
vorgesehen ist, um einen Zielpunkt anzuzeigen, so daß die Richtung
einer Visierlinie von der Seite des Ziels aus selbst aus weiter
Entfernung leicht visuell wahrgenommen werden kann.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung wird ein Zielpunkt-Anzeigeinstrument
zum visuellen Wahrnehmen einer Kollimationsrichtung angegeben, wobei
das Zielpunkt-Anzeigeinstrument eine Kollimatorlinse beinhaltet,
zwei Lichtquellen, die so angeordnet sind, daß die optischen Achsen der beiden
Lichtquellen einander auf einer optischen Achse der Kollimatorlinse
am Brennpunkt der Kollimatorlinse schneiden, einen Antriebsstromkreis
zum Steuern von Lichtemmissionen der beiden Lichtquellen unabhängig von
einander und eine Lichtabschirmungsplatte, die einen Schlitz hat
und zwischen dem Brennpunkt und den beiden Lichtquellen derart angeordnet
ist, daß es
Lichtstrahlen, die von einer jeden der beiden Lichtquellen ausgesandt
werden, um sich in einem Bereich zwischen den optischen Achsen auszubreiten,
gestattet ist, den Schlitz zu passieren, während andere Lichtstrahlen,
die von einer jeden der beiden Lichtquellen ausgesandt werden, von
der Lichtabschirmungsplatte abgeschnitten werden, um zu verhindern,
daß sich
die anderen Lichtstrahlen außerhalb
des Bereiches zwischen den optischen Achsen fortbewegen.
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Vorzugsweise steuert der Antriebsstromkreis die
Lichtemmissionen der beiden Lichtquellen derart, daß die beiden
Lichtquellen periodisch mit unterschiedlichen Frequenzen blinken.
Vorzugsweise emmitieren die beiden Lichtquellen Licht unterschiedlicher
Farbe. Vorzugsweise emmitieren die beiden Lichtquellen rotes Licht
bzw. grünes
Licht.
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Von den Lichtstrahlen, die durch
den Schlitz passieren, um sich im Brennpunkt zu schneiden, werden
vorzugsweise die Lichtstrahlen, die auf einem Mittelabschnitt der
Kollimatorlinse auftreffen, durch diese derart kollimiert, daß sie sich
nach dem Durchdringen der Kollimatorlinse parallel ausbreiten, während andere
dieser Lichtstrahlen, die auf einem äußeren Abschnitt der Kollimatorlinse
auftreffen, nach dem Passieren der Kollimatorlinse zunächst konvergieren
und nachfolgend divergieren.
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Vorzugsweise wird eine jede der beiden Lichtquellen
durch eine LED gebildet.
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Gemäß einer anderen Ausführungform
wird ein Zielpunkt-Anzeigeinstrument angegeben, das eine Kollimatorlinse
beinhaltet; zwei Lichtquellen, die hinter der Kollimatorlinse so
angeordnet sind, daß die optischen
Achsen der beiden Lichtquellen einander auf einer optischen Achse
der Kollimatorlinse an einem hinteren Brennpunkt der Kollimatorlinse
schneiden; eine Lichtabschirmvorrichtung, die zwischen der Kollimatorlinse
und den beiden Lichtquellen angeordnet ist, um Lichtstrahlen abzuschneiden,
die von einer jeden der beiden Lichtquellen emmitiert werden, um
zu verhindern, daß sich
Lichtstrahlen außerhalb eines
Bereichs zwischen den optischen Achsen ausbreiten, und um zu gestatten,
daß Lichtstrahlen,
die von einer jeden der beiden Lichtquellen ausgesandt werden, um
sich innerhalb dieses Bereiches auszubreiten, sie zu durchqueren;
und einen Antriebsstromkreis zum Steuern von Lichtemmissionen der beiden
Lichtquellen unabhängig
voneinander.
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Vorzugsweise beinhaltet die Lichtabschirmvorrichtung
eine Lichtabschirmplatte, die zwischen dem hinteren Brennpunkt der
Kollimatorlinse und den beiden Lichtquellen angeordnet ist.
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Die vorliegende Erfindung wird im
folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail
beschrieben, von denen:
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1 eine
diagramatische Darstellung einer Draufsicht auf eine Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Zielpunkt-Anzeigegeräts zum Anzeigen
eines Zielpunkts ist;
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2 eine
vergrößerte Darstellung
eines wesentlichen Abschnittes des in 1 gezeigten Zielpunkt-Anzeigeinstruments
ist, der in 1 von einer
gestrichelten Linie II umgeben ist;
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3 eine
diagrammatische Darstellung einer Draufsicht auf ein erstes herkömmliches
Zielpunkt-Anzeigeinstruments zum Anzeigen eines Zielpunktes ist;
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4 eine
diagramatische Darstellung einer Draufsicht auf ein zweites herkömmliches
Zielpunkt-Anzeigeinstrument zum Anzeigen eines Zielpunkts ist; und
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5 eine
diagramatische Darstellung einer Draufsicht auf ein drittes herkömmliches
Zielpunkt-Anzeigeinstrument zum Anzeigen eines Zielpunkts ist.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, ist ein Zielpunkt-Anzeigeinstrument 1 zum
Anzeigen eines Zielpunktes mit zwei LEDs (Lichtquellen) 3 und 4,
einer Kollimatorlinse 5, einer Lichtabschirmplatte 7 und
einem Antriebsstromkreis 9 versehen.
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Die LED 3 ist ein rote LED
und die LED 4 ist eine grüne LED. Die LEDs 3 und 4 sind
in einer gemeinsamen horizontalen Ebene angeordnet, die eine optische
Achse 5a der Kollimatorlinse 5 beinhaltet, und
sind achsensymmetrisch bezüglich
der optischen Achse 5a. Die Kollimatorlinse 5 und
die beiden LEDs 3 und 4 sind einander gegenüberliegend
angeordnet, während
die optischen Achsen 3a und 4a der beiden LEDs 3 und 4 einander
auf der optischen Achse 5a am hinteren Brennpunkt 5f der
Kollimatorlinse 5 schneiden.
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Die Kollimatorlinse 5 wird
für die
beiden LEDs 3 und 4 gemeinsam benutzt. Lichtstrahlen,
die von den beiden LEDs 3 und 4 emmittiert werden,
um auf einem Mittelabschnitt 5b der Kollimatorlinse 5 aufzutreffen,
werden nämlich
durch diese kollimiert, um sich nach dem Durchdringen der Kollimatorlinse 5 als
paralleles Lichtbündel
auszubreiten, während andere
Lichtstrahlen, die von den beiden LEDs 3 und 4 emmitiert
werden, um in einem äußeren Bereich der
Kollimatorlinse 5 aufzutreffen, nach dem Durchdringen der
Kollimatorlinse 5 konvergieren. Die Lichtabschirmplatte 7 ist
in ihrer Mitte mit einem Schlitz 7a versehen. Die Lichtabschirmplatte 7 ist
zwischen dem hinteren Brennpunkt 5f der Kollimatorlinse 5 und den
beiden LEDs 3 und 4 angeordnet, sodaß die optischen
Achsen 3a und 4a der beiden LEDs 3 und 4 sich
durch den Schlitz 7a erstrecken, um sich auf der optischen
Achse 5a am hinteren Brennpunkt 5f der Kollimatorlinse 5 zu
schneiden. Daher ist es Lichtstrahlen, die von einer jeden der beiden
LEDs 3 und 4 emmitiert werden, um sich in dem
Bereich zwischen den optischen Achsen 3a und 4a der
beiden LEDs 3 und 4 auszubreiten, gestattet, den
Schlitz 7a zu passieren, während die übrigen von den beiden LEDs 3 und 4 emmitierten
Lichtstrahlen von der Lichtabschirmplatte 7a abgeschnitten
werden, um zu verhindern, daß sich
Lichtstrahlen außerhalb
des Bereiches zwischen den optischen Achsen 3a und 4a der
beiden LEDs 3 und 4 ausbreiten.
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Bei dem oben beschriebenen Aufbau
des Zielpunkt-Anzeigeinstruments 1 werden von den Lichtstrahlen,
die den Schlitz 7a passieren, um sich am Brennpunkt 5f zu
schneiden, solche Lichtstrahlen, die auf einem Mittelabschnitt der
Kollimatorlinse 5 auftreffen, durch diese so kollimiert,
daß sie
sich nach dem Durchdringen der Kollimatorlinse 5 als paralleles
Lichtbündel
ausbreiten. Andere Lichtstrahlen, die auf einem äußeren Abschnitt der Kollimatorlinse 5 auftreffen,
konvergieren nach dem Druchdringen der Kollimatorlinse 5 zunächst und
divergieren nachfolgend (siehe 1).
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Die Lichtemmissionen der beiden LEDs 3 und 4 werden
unabhängig
voneinander durch den Antriebsstromkreis 9 gesteuert. Bei
der vorliegenden Ausführungsform des
Zielpunkt-Anzeigeinstruments 1 werden die LEDs 3 und 4 so
angetrieben, daß sie periodisch
mit unterschiedlichen Frequenzen blinken. Insbesondere wird die
rote LED 3, die auf der vom Ziel aus betrachtet linken
Seite (der in der Darstellung von 1 oberen
Seite) angeordnet ist, angetrieben, um mit einer konstanten Frequenz
von 2 Hertz (2 Hz) zu blinken, während
die grüne
LED 4, die von der Seite des Ziels aus betrachtet auf der rechten
Seite angeordnet ist, angetrieben wird, um mit einer konstanten
Frequenz von 1 Hertz (1 Hz) zu blinken.
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Wenn die beiden LEDs 3 und 4 auf
solche Weise angetrieben werden, wird die Lichtemmission der roten
LED 3 von der Zielseite aus gesehen als ein unterbrochenes
Licht mit einer schnellen Unterbrechungsrate in einem linken Bereich 11 des
sich ausbreitenden Lichtes gesehen, und die Lichtemmission der grünen LED 4 wird
von der Seite des Ziels aus betrachtet als ein unterbrochenes Licht
mit einer langsamen Unterbrechungsrate in einem rechten Bereich 13 des
sich ausbreitenden Lichtes gesehen.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform
des Zielpunkt-Anzeigeninstruments 1 kann ein zentraler Abschnitt
des projezierten Lichtes, das einen Zielpunkt anzeigt, visuell leicht
von einem äußeren Abschnitt
der selben unterschieden werden, weil die Lichtstrahlen, die von
den LEDs 3 und 4 derart emmitiert werden, daß sie auf
dem Mittelabschnitt 5b der Kollimatorlinse 5 auftreffen,
und von dieser so kollimiert werden, daß sie sich nach dem Passieren
der Kollimatorlinse 5 als paralleles Lichtbündel mit
einer konstanten Breite ausbreiten und weil das parallele Lichtbündel sich
in einem Zustand ausbreitet, in dem es mit divergierenden Lichtstrahlen
gemischt ist, die von den beiden LEDs 3 und 4 und
dem Punkt P der Kollimatorlinse 5 ausgehen.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform
des Zielpunkt-Anzeigeinstruments 1 wird erfolgreich erreicht,
daß der
Mittelabschnitt 12 des projezierten Lichtes, der einen
Zielpunkt zeigt, eine konstante Breite hat, da dafür gesorgt
wurde, daß die
optischen Achsen 3a und 3b der beiden LEDs 3 und 4 einander auf
der optischen Achse 5a in einem hinterem Brennpunkt 5f der
Kollimatorlinse 5 schneiden.
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Obwohl die rote LED 3 und
die grüne
LED 4 als zwei Lichtquellen verwendet werden, die rotes Licht
bzw grünes
Licht emmitieren, kann bei der vorliegenden Ausführungsform des Zielpunkt-Anzeigeinstruments
eine jede der roten LED 3 und der grünen LED 4 durch eine
LED ersetzt werden, die Licht einer beliebigen Farbe emmitiert,
oder es können LEDs
benutzt werden, die Licht gleicher Farbe emmitieren. Darüber hinaus
können
die rote LED 3 und die grüne LED 4 durch eine
beliebige andere Art von Lichtquellen ersetzt werden.
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Obwohl die Lichtemmissionen der beiden Lichtquellen
bei der vorliegenden Ausführungsform des
Zielpunkt-Anzeigeinstruments unabhängig voneinander so gesteuert
werden, daß die
beiden Lichtquellen periodisch mit unterschiedlichen Periodizitäten blinken,
können
die relativen Einschaltdauern oder die Intensitäten der beiden Lichtquellen
unterschiedlich voneinander festgesetzt werden.
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Die Sichtbarkeit des projezierten
Lichtes, das einen Zielpunkt zeigt, wird weiter durch eine geeignete
Kombination eines Lichtemmissionsmusters (Lichtemmissionsfrequenz
/ relative Einschaltdauer), die Lichtfarbe und die Intensität einer
jeden Lichtquelle verbessert.
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Wie dem Vorstehenden zu entnehmen
können
die Produktionskosten verringert werden, da das Zielpunkt-Anzeigeinstrument
nur eine Kollimatorlinse und keinen Reflektor benötigt. Darüber hinaus
kann der Energieverbrauch des Zielpunkt-Anzeigeinstruments reduziert werden,
da ein Zielpunkt durch primäre
Lichtstrahlen angezeigt wird, nicht durch sekundäre Lichtstrahlen, da das Zielpunkt-Anzeigeinstrument
keine durchscheinende Platte wie die durchscheinende Platte 27 von 3 verwendet. Darüber hinaus
kann ein Zielpunkt selbst aus großer Entfernung leicht angezeigt
werden, da das von den beiden Lichtquellen in Richtung auf das Ziel
emmitierte Licht visuell leicht wahrgenommen werden kann, in dem
die Beleuchtungsbedingungen (z.B. das Lichtemmissionsmuster, die
Lichtfarbe und -internsität)
einer jeden Lichtquelle geeignet verändert wird.