DE20023610U1

DE20023610U1 - Optical distance measuring apparatus uses a laser to generate invisible light beam which travels through the same path as a visible light beam

Info

Publication number: DE20023610U1
Application number: DE20023610U
Authority: DE
Original assignee: Asia Optical Co Inc
Current assignee: Asia Optical Co Inc
Priority date: 1999-07-16
Filing date: 2000-07-12
Publication date: 2005-02-17
Anticipated expiration: 2010-07-13

Abstract

The apparatus provides a light beam path which comprises a front section between the measured object and the prism set, and a refraction portion entering the prism and advancing inside the prism set, with the first and second rear sections from outside of prism set corresponding to the front portion. The front portion provides the advancing path for both visible and invisible light beams, where the visible light beam comes from the surface of object to be measured, and the invisible light beam is derived from a laser generator which may travel through the same path as visible light and reach the surface of the object. A long portion of the light path travelled by both the visible and invisible lights overlaps each other and points at a specific area of the object surface, so achieving down sizing of the optical apparatus.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ganz allgemein eine Abstandsmeßvorrichtung, und betrifft insbesondere eine Technik, bei der der Lichtstrahl zum Messen des Abstands eines Zielobjekts entlang der gleichen optischen Achse verläuft wie der Zielblick eines Beobachters.The The present invention relates generally to a distance measuring device. and more particularly relates to a technique in which the light beam for measuring the distance of a target object along the same optical Axis runs like the sight of an observer.

Es existieren zwei wichtige Techniken, die jeweils einen Lichtstrahl einsetzen, der eine vorbestimmte Wellenlänge zum Messen eines Abstands zwischen einem Ziel (objekt) und einem Beobachter hat. Die eine Technik setzt mehrere unsichtbare Lichtstrahlen ein, die jeweils einen anderen Übertragungswinkel haben, um den Abstand zwischen dem Ziel und dem Meßpunkt (Meßvorrichtung) zu berechnen, und zwar in Übereinstimmung mit dem eingeschlossenen Winkel oder dem Abstand zwischen den Transmittern (Sendern). Bei der anderen Technik wird der unsichtbare Lichtstrahl von dem Transmitter auf das Ziel übertragen und zurück reflektiert, zu einem Aufnehmer bzw. Empfänger, der sich neben dem Transmitter bzw. Sender befindet. Der Abstand zwischen der Meßvorrichtung und dem Ziel wird aus der Zeitdifferenz berechnet, die zwischen dem Übertragen und dem Empfangen des Lichtstrahls verstreicht.It There are two important techniques, each one a ray of light insert a predetermined wavelength for measuring a distance between a target (object) and an observer. Which sets a technique several invisible beams of light, each with a different transmission angle have the distance between the target and the measuring point (measuring device) to calculate, in agreement with the included angle or the distance between the transmitters (Transmitters). The other technique becomes the invisible beam of light transmitted from the transmitter to the target and reflected back, to a receiver or receiver, which is located next to the transmitter or transmitter. The distance between the measuring device and the destination is calculated from the time difference between the transferring and the reception of the light beam elapses.

In der Praxis wird die zweite Meßtechnik bei einer Laserabstandsmeßvorrichtung eingesetzt. Eine solche Laserabstandsmeßvorrichtung umfaßt einen Sender für einen nicht sichtbaren Lichtstrahl, einen Empfänger für einen nicht sichtbaren Lichtstrahl, und ein Teleskop, mit dem der Beobachter das Ziel anvisiert und das Ziel und dessen Meßabschnitt identifiziert.In In practice, the second measuring technique in a laser distance measuring device used. Such a laser distance measuring device comprises a transmitter for one invisible light beam, a receiver for a non-visible light beam, and a telescope with which the observer aims at the target and the target and its measuring section identified.

Im allgemeinen ist bei einer Laserabstandsmeßvorrichtung ein nicht-linearer Ausbreitungsweg des nicht sichtbaren Lichtstrahls zwischen dem Sender und dem Empfänger ausgebildet, während das Teleskop einen weiteren Beobachtungsweg zwischen dem Auge eines Beobachters und dem Zielobjekt aufweist (d.h. einen Ausbreitungsweg des sichtbaren Lichtstrahls). Der sichtbare und der nicht sichtbare Ausbreitungsweg der Lichtstrahlen verläuft entlang unterschiedlicher Wege. Deshalb weist eine Laserabstandsmeßvorrichtung nach dieser Technik zwei Nachteile auf:

1. Der erforderliche Bauraum ist groß. Der Lasersender, der Laserempfänger und das Teleskop haben eine beträchtliche Länge und einen beträchtlichen Durchmesser. Darüber hinaus müssen mehrere Linsen jeweils vorgesehen werden. Im Ergebnis führt die Kombination dieser drei Komponenten zu einem großen Bauvolumen der Laserabstandsmeßvorrichtung.
2. Die Präzision ist relativ gering. Beim Einsatz der Laserabstandsmeßvorrichtung liegt jeweils ein Hinweg und ein Rückweg des nicht sichtbaren Lichtstrahls zwischen dem Lasersender, dem Laserempfänger und dem Zielobjekt vor. Ebenso gibt es einen Hinweg für den sichtbaren Lichtstrahl, der zwischen dem Teleskop und dem Zielobjekt vorliegt. Die jeweiligen Wege sind voneinander um einen bestimmten Abstand beabstandet und die Winkel dazwischen variieren mit der Differenz in den Abständen zu den Zielen. Obwohl man elektronische Schaltkreise gemeinsam mit der Laserabstandsmeßvorrichtung benutzt, um den Abstand in Übereinstimmung mit sehr komplexen Rechenfor meln zu messen bzw. berechnen, ist diese Messung nach wie vor nicht sehr genau.

In general, in a laser distance measuring apparatus, a nonlinear propagation path of the non-visible light beam is formed between the transmitter and the receiver, while the telescope has another observation path between an observer's eye and the target object (ie, a visible light beam propagation path). The visible and the invisible propagation path of the light rays runs along different paths. Therefore, a laser distance measuring device according to this technique has two disadvantages:

1. The required space is large. The laser transmitter, the laser receiver and the telescope have a considerable length and a considerable diameter. In addition, several lenses must be provided each. As a result, the combination of these three components results in a large volume of the laser distance measuring device.
2. The precision is relatively low. When using the Laserabstandsmeßvorrichtung there is a way and a return path of the non-visible light beam between the laser transmitter, the laser receiver and the target object before each. Similarly, there is a way for the visible light beam, which is present between the telescope and the target object. The respective paths are spaced from each other by a certain distance and the angles therebetween vary with the difference in distances to the targets. Although electronic circuits are used together with the laser distance measuring device to measure the distance in accordance with very complex calculation formulas, this measurement is still not very accurate.

Obwohl man die oben beschriebenen drei unabhängigen Lichtstrahlenpfade bis zu einem bestimmten Ausmaß kombinieren kann, um die oben erläuterten Nachteile zu überwinden, soweit man dies mit dem vorhandenen Wissen überhaupt ausführen kann, wird, sobald man zwei dieser drei Wege bzw. Pfade miteinander kombiniert, sofort der Weg des nicht sichtbaren Lichtstrahls zum Messen oder der Weg des sichtbaren Lichtstrahls zum Beobachten blockiert. Unter solchen Umständen verliert man damit die Funktion der Messung des Abstandes oder die Beobachtung kann nicht mehr stattfinden.Even though the three independent light paths described above to a certain extent can to the above explained To overcome disadvantages as far as one can do with the existing knowledge at all, when you combine two of these three paths or paths, Immediately the path of the invisible light beam for measuring or the Path of visible light beam to watch blocked. Under such circumstances you lose the function of measuring the distance or the Observation can no longer take place.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Meßvorrichtung zu schaffen, die ein geringes Bauvolumen einnimmt.It It is therefore an object of the present invention to provide a measuring device to create, which occupies a small volume of construction.

Es ist dabei ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Meßvorrichtung zu schaffen, die eine höhere Präzision beim Messen zeigt.It is an object of the present invention, a measuring device to create a higher one precision when measuring shows.

Es ist ein weiteres Ziel nach der vorliegenden Erfindung, eine Meßvorrichtung zu schaffen, bei denen sich die Ausbreitungswege der Lichtstrahlen zum Messen und des Lichtstrahls zum Beobachten bzw. Anvisieren entlang eines gemeinsamen geraden Weges erstrecken, ohne dabei die Messung und das Anvisieren durch einen Benutzer zu beeinträchtigen.It Another object of the present invention is a measuring device to create, in which the propagation paths of the light rays for Measuring and the light beam for observing or sighting along extend a common straight path, without losing the measurement and affect the sighting by a user.

Die Erfindung weist zur Lösung dieser Aufgabe die im Schutzanspruch 1 angegebenen Merkmale auf. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.The Invention points to the solution this object to the specified in the protection claim 1 features. Advantageous embodiments thereof are specified in the further claims.

Demnach dient die Meßvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung dazu, einen Ausbreitungsweg für den Lichtstrahl zu schaffen. Dieser Ausbreitungsweg umfaßt einen vorderen Abschnitt zwischen einem Ziel und einer Prismeneinheit, einen Brechungsabschnitt, der in die Prismeneinheit eintritt und sich innerhalb der Prismeneinheit ausbreitet, und einen ersten und zweiten hinteren Abschnitt, die außerhalb der Prismeneinheit angeordnet sind und die mit dem vorderen Abschnitt korrespondieren. Ein sichtbarer Lichtstrahl und ein nicht sichtbarer Lichtstrahl verlaufen zur gleichen Zeit (simultan) entlang des vorderen Abschnitts. Der sichtbare Lichtstrahl tritt in die Prismeneinheit ein und wird reflektiert und tritt dann aus der Prismeneinheit aus. Danach breitet sich der sichtbare Lichtstrahl entlang des ersten hinteren Abschnitts aus, der auf der gleichen Linie positioniert ist wie der vordere Abschnitt. Der nicht sichtbare Lichtstrahl tritt in die Prismeneinheit ein, und zwar unter einer vorbestimmten Richtung und wird reflektiert und tritt dann aus der Prismeneinheit aus. Danach breitet sich der nicht sichtbare Lichtstrahl entlang des vorderen Abschnitts oder des zweiten hinteren Abschnitts aus. Der zweite hintere Abschnitt umfaßt einen vorbestimmten Winkel jeweils mit dem vorderen Abschnitt und mit dem ersten hinteren Abschnitt. Deshalb fallen sehr lange Teile bzw. Abschnitte der Ausbreitungswege des sichtbaren Lichtstrahls und des nicht sichtbaren Lichtstrahls zusammen, und diese werden gemeinsam auf einen bestimmten Abschnitt des Ziels gelenkt. Dementsprechend kann eine verbesserte Präzision bei der Messung erreicht werden und das Bauvolumen der Vorrichtung kann reduziert werden, ohne dabei die Meßfunktion zu beeinträchtigen.Thus, the measuring device according to the present invention serves to provide a propagation path for the light beam. This propagation path includes a front portion between a target and a prism unit, a refraction portion entering the prism unit and propagating inside the prism unit, and first and second rear portions disposed outside the prism unit, and correspond with the front section. A visible light beam and a non-visible light beam travel at the same time (simultaneously) along the front portion. The visible light beam enters the prism unit and is reflected and then exits the prism unit. Thereafter, the visible light beam propagates along the first rear portion positioned on the same line as the front portion. The invisible light beam enters the prism unit, under a predetermined direction, and is reflected and then exits the prism unit. Thereafter, the invisible light beam propagates along the front portion or the second rear portion. The second rear portion includes a predetermined angle respectively with the front portion and the first rear portion. Therefore, very long portions of the propagation paths of the visible light beam and the invisible light beam coincide, and these are directed together to a certain portion of the target. Accordingly, an improved precision in the measurement can be achieved and the construction volume of the device can be reduced without impairing the measurement function.

Die vorstehende Aufgabe, die Ziele, die Merkmale und die Vorteile nach der vorliegenden Erfindung können unter Berücksichtigung der folgenden, detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen besser verstanden werden.The task above, objectives, characteristics and benefits of the present invention considering the following detailed description of the preferred embodiments of the present invention and with reference to the accompanying drawings be understood.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen in:The Invention will be explained in more detail below with reference to the drawings. These show in:

1 eine Querschnittansicht der vorliegenden Erfindung, angewendet bei einer Laserabstandsmeßvorrichtung; 1 a cross-sectional view of the present invention, applied to a laser distance measuring device;

2 die relativen Positionen der jeweiligen Komponenten und die Lichtstrahlen nach der vorliegenden Erfindung; und 2 the relative positions of the respective components and the light beams according to the present invention; and

3 die Ausbreitungswege der Lichtstrahlen nach der vorliegenden Erfindung. 3 the propagation paths of the light beams according to the present invention.

Unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 wird im folgenden die vorliegende Erfindung erläutert. Die Laserabstandsmeßvorrichtung 10 nach der vorliegenden Erfindung setzt sich aus einem Grundkörper 11, aus einem Laserempfänger 12, aus einem Lasersender 13 und aus einem Teleskop 14 zusammen, die alle in dem Grundkörper 11 untergebracht sind. Das Teleskop 14 umfaßt ein Paar von Objektiven 40, ein Okular 50 und eine Prismeneinheit 60, die zwischen den Objektiven 40 und dem Okular 50 angeordnet ist.With reference to the 1 to 3 In the following, the present invention will be explained. The laser distance measuring device 10 according to the present invention is composed of a main body 11 , from a laser receiver 12 , from a laser transmitter 13 and from a telescope 14 together, all in the main body 11 are housed. The telescope 14 includes a pair of lenses 40 , an eyepiece 50 and a prism unit 60 between the lenses 40 and the eyepiece 50 is arranged.

Der Lasersender 13 dient dazu, einen Laserstrahl (oder auch einen anderen nutzbaren, nicht sichtbaren Lichtstrahl mit geeigneter Wellenlänge) in Richtung eines Ziels zu senden. Dieser Lichtstrahl kehrt nach dem Erreichen der Oberfläche des Ziels wieder zurück. Der Laserempfänger 12 dient dazu, den zurück kehrenden Laserstrahl zu empfangen und er ist daher mit einem elektronischen Schaltkreis (in den Zeichnungen nicht dargestellt) verbunden, um den Abstand zwischen dem Ziel und der Laserabstandsmeßvorrichtung 10 zu berechnen. Mit dem Teleskop 14 kann mit dem Auge eines Benutzers das sichtbare Licht (d.h. farbiges Licht, welches von einem menschlichen Auge aufgenommen werden kann), welches von dem Ziel stammt, empfangen werden, um dadurch auf das Ziel zu zielen und den Meßabschnitt zu identifizieren.The laser transmitter 13 serves to send a laser beam (or other usable, non-visible light beam of appropriate wavelength) towards a target. This ray of light returns after reaching the surface of the target. The laser receiver 12 serves to receive the returning laser beam and is therefore connected to an electronic circuit (not shown in the drawings) to adjust the distance between the target and the laser distance measuring device 10 to calculate. With the telescope 14 For example, with the eye of a user, the visible light (ie, colored light that can be picked up by a human eye) originating from the target can be received to thereby aim at the target and identify the measuring section.

Bei der Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung, wie sie in den Zeichnungen dargestellt ist, ist das Bauvolumen der Laserabstandsmeßvorrichtung 10 reduziert, so daß ein Lichtpfad mit einer Mischung aus dem sichtbaren Lichtstrahl 181 und aus dem Laserstrahl 182 vor der Prismeneinheit 60 ausgebildet ist. Dieser Lichtpfad umfaßt einen vorderen Abschnitt 90, der zwischen dem Ziel und der Prismeneinheit 60 positioniert ist, einen Brechungsabschnitt 91, der sich entlang eines nicht-linearen Wegs innerhalb der Prismeneinheit 60 ausbreitet, und einen ersten und zweiten hinteren Abschnitt 92 und 93, der jeweils zwischen der Prismeneinheit 60 und dem Okular 50 bzw. zwischen der Prismeneinheit 60 und dem Lasersender 13 positioniert ist.In the embodiment of the present invention as shown in the drawings, the volume of construction of the laser distance measuring apparatus is 10 reduced so that a light path with a mixture of the visible light beam 181 and from the laser beam 182 in front of the prism unit 60 is trained. This light path includes a front portion 90 that is between the target and the prism unit 60 is positioned, a refraction section 91 moving along a non-linear path within the prism unit 60 spreads, and a first and second rear portion 92 and 93 , the one between the prism unit 60 and the eyepiece 50 or between the prism unit 60 and the laser transmitter 13 is positioned.

Der vordere Abschnitt 90 ist ein Lichtpfad, der gemeinsam durch das nicht sichtbare Licht des Laserstrahls, der von dem Lasersender 13 kommt, und durch das sichtbare Licht des Lichtstrahls, der von dem Ziel kommt, benutzt wird. Der Brechungsabschnitt 91 erstreckt sich innerhalb der Prismeneinheit 60 und wird durch eine optische Beschichtung an einer Prismenfläche in einen ersten und einen zweiten hinteren Abschnitt 92, 93 aufgeteilt, und zwar in unterschiedlichen Richtungen. Der sichtbare Lichtstrahl 181 verläuft entlang des vorderen Abschnitts 90 und wird in die Prismeneinheit 60 hinein projiziert. Der Lichtweg des Laserstrahls 182 erstreckt sich entlang des zweiten hinteren Abschnitts 93 in die Prismeneinheit 60 hinein.The front section 90 is a light path shared by the invisible light of the laser beam coming from the laser transmitter 13 comes and is used by the visible light of the light beam coming from the target. The refraction section 91 extends within the prism unit 60 and becomes a first and a second rear portion by an optical coating on a prism surface 92 . 93 divided, in different directions. The visible light beam 181 runs along the front section 90 and gets into the prism unit 60 projected into it. The light path of the laser beam 182 extends along the second rear portion 93 into the prism unit 60 into it.

Die Prismeneinheit 60 weist einen Aufbau auf, der eine ähnliche Struktur hat wie eine sogenannte „Roofed pechan" – Prismeneinheit und setzt sich aus einem vorderen Prisma 61, aus einem hinteren Prisma 62 und insbesondere aus einem Hilfsprisma 63 zusammen. Das vordere Prisma 61 hat eine Vorderseitenfläche 610, die normal zu der Längsachse des Teleskops 14 verläuft, eine Rückseitenfläche 612, die einen Winkel von 48° zu der Vorderseitenfläche 610 einnimmt und die sich nach oben erstreckt, nämlich von einer unteren Kante davon (in Übereinstimmung mit der Orientierung in der Zeichnung), sowie eine Oberseitenfläche 614, die einen Winkel von 108° mit der Vorderseitenfläche 610 einnimmt. Das hintere Prisma 62 weist eine Vorderseitenfläche 620 auf, die sehr eng an der Rückseitenfläche 612 des vorderen Prismas 61 anliegt, und weist eine Unterseitenfläche 622 auf, die einen Winkel von 66° mit der Vorderseitenfläche 620 einnimmt und die sich von einer unteren Kante daran weiter nach unten erstreckt, sowie eine Rückseitenfläche 624, die sich von einem oberen Ende der Vorderseitenfläche 620 aus nach unten erstreckt und die normal zu der Längsachse des Teleskops 14 und dem ersten hinteren Abschnitt verläuft. Das Hilfsprisma 63 weist eine Vorderseitenfläche 630 auf, die an der Oberseite 614 des vorderen Prismas angebracht ist und eine Rückseitenfläche 632, die normal zu dem zweiten hinteren Abschnitt verläuft. Eine optische Beschichtung 64 ist zwischen der Vorderseitenfläche 630 und der Oberseite 614 des vorderen Prismas vorgesehen. Ein Laserstrahl mit einer Wellenlänge von über 905 nm kann durch diese optische Beschichtung 64 hindurch treten. Diese optische Beschichtung 64 wird jedoch das sichtbare Licht bzw. den sichtbaren Lichtstrahl, der eine Wellenlänge zwischen 400 und 700 nm aufweist, nahezu vollständig reflektieren. Darüber hinaus nehmen die Vorderseitenfläche 630 und die Rückseitenfläche 632 des Hilfsprismas 63 einen Winkel von 24° zueinander ein sowie die Rückseitenfläche 612 und die Oberseitenfläche 614 des vorderen Prismas 61 ebenso einen Winkel von 24° zueinander einnehmen.The prism unit 60 has a structure which has a similar structure as a so-called "Roofed pechan" prism unit and is composed of a front prism 61 , from a rear prism 62 and especially from an auxiliary prism 63 together. The front prism 61 has a front surface 610 that is normal to the longitudinal axis of the telescope 14 runs, a back surface 612 at an angle of 48 ° to the front surface 610 occupies and extends upwards, namely, a lower edge thereof (in accordance with the orientation in the drawing), and a top surface 614 which makes an angle of 108 ° with the front surface 610 occupies. The rear prism 62 has a front surface 620 on, very close to the back surface 612 of the front prism 61 abuts, and has a bottom surface 622 at an angle of 66 ° with the front surface 620 occupies and extending from a lower edge of it further down, and a back surface 624 extending from an upper end of the front surface 620 extends downwards and normal to the longitudinal axis of the telescope 14 and the first rear section. The auxiliary prism 63 has a front surface 630 on top of that 614 the front prism is attached and a back surface 632 which is normal to the second rear portion. An optical coating 64 is between the front surface 630 and the top 614 provided the front prism. A laser beam with a wavelength of over 905 nm can be due to this optical coating 64 pass through. This optical coating 64 However, the visible light or the visible light beam having a wavelength between 400 and 700 nm, almost completely reflect. In addition, take the front surface 630 and the back surface 632 of the auxiliary prism 63 an angle of 24 ° to each other and the back surface 612 and the top surface 614 of the front prism 61 also occupy an angle of 24 ° to each other.

Wenn ein sichtbarer Lichtstrahl 181 von der Oberfläche des Ziels die Vorderseite des vorderen Prismas 61 (wie es durch den durchgezogenen Pfeil in der 3 gezeigt ist) erreicht und damit in das vordere Prisma 61 in einer normalen Richtung zu der Vorderseitenfläche 610 einfällt, erreicht der sichtbare Lichtstrahl sofort die Rückseitenfläche 612 und wird nach oben reflektiert, auf die Oberseitenfläche 614. Infolge des hohen Reflexionsvermögens der Beschichtung 64 wird der Lichtstrahl wieder senkrecht zurück reflektiert, auf die Rückseitenfläche 612 und er tritt in das hintere Prisma 62 ein. Der Ausbreitungsweg des sichtbaren Lichtstrahls 181 in dem hinteren Prisma 62 ist derart, daß dieser Weg zuerst die Rückseitenfläche 624 von der Vorderseitenfläche 620 aus erreicht und dann auf die Unterseitenfläche 622 reflektiert wird und anschließend zu der Vorderseitenfläche 620 reflektiert wird. Sehr wichtig ist in diesem Zusammenhang, daß der Ausbreitungsweg des sichtbaren Lichtstrahls 182, der wieder von der Vorderseitenfläche 620 zu der Rückseitenfläche 624 reflektiert wird, nicht normal zu der Rückseitenfläche 624 ist, sondern sich auf der gleichen geraden Linie erstreckt bzw. in der Richtung verläuft, wie der vordere Abschnitt 90 des Ausbreitungswegs des sichtbaren Lichtstrahls 181 im inneren des Teleskops 14. Nachdem der sichtbare Lichtstrahl 181 aus der Rückseitenfläche 624 des hinteren Prismas austritt, tritt der sichtbare Lichtstrahl 181 entlang des ersten hinteren Abschnitts 92 in das Okular 50 ein, so daß ein Benutzer das Ziel beobachten und anvisieren kann.If a visible beam of light 181 from the surface of the target, the front of the front prism 61 (as indicated by the solid arrow in the 3 is shown) and thus in the front prism 61 in a normal direction to the front surface 610 the visible light beam immediately reaches the rear surface 612 and is reflected upwards, on the top surface 614 , Due to the high reflectivity of the coating 64 The light beam is reflected back vertically, on the back surface 612 and he enters the back prism 62 one. The propagation path of the visible light beam 181 in the back prism 62 is such that this way first the back surface 624 from the front side surface 620 reached out and then on the bottom surface 622 is reflected and then to the front surface 620 is reflected. Very important in this context is that the propagation path of the visible light beam 182 , the back of the front surface 620 to the back surface 624 is reflected, not normal to the back surface 624 is, but extends on the same straight line or runs in the direction as the front section 90 the propagation path of the visible light beam 181 inside the telescope 14 , After the visible light beam 181 from the backside surface 624 the rear prism exits, the visible light beam occurs 181 along the first rear section 92 into the eyepiece 50 so that a user can observe and target the target.

Der Laserstrahl 182, der von dem Lasertransmitter bzw. -sender 13 abgegeben wird, fällt senkrecht auf das Hilfsprisma 63 von der Rückseitenfläche 632 her ein (wie es durch den gestrichelten Pfeil in der 3 gezeigt ist). Der Laserstrahl 182 tritt dann durch die optische Beschichtung 64 hindurch und tritt in das vordere Prisma 61 ein.The laser beam 182 from the laser transmitter 13 is dropped, falls perpendicular to the auxiliary prism 63 from the back surface 632 forth (as indicated by the dashed arrow in the 3 is shown). The laser beam 182 then passes through the optical coating 64 through and enters the front prism 61 one.

Dann wird der Laserstrahl reflektiert, nämlich durch die Rückseitenfläche 612 des vorderen Prismas und tritt dort in einer Richtung aus, die normal zu der Vorderseitenfläche 610 des vorderen Prismas verläuft. Bei dieser Betrachtung ist es sehr wichtig zu erkennen, daß der Ausbreitungsweg des Laserstrahls 182, der die Prismeneinheit 60 verläßt, vollständig mit dem Weg des sichtbaren Lichtstrahls 181 zusammenfällt, und zwar innerhalb des vorderen Abschnitts 90 des Teleskops 14.Then the laser beam is reflected, namely through the back surface 612 of the front prism and exits there in a direction normal to the front surface 610 the front prism runs. In this consideration, it is very important to realize that the propagation path of the laser beam 182 who is the prism unit 60 leaves completely with the path of visible light beam 181 coincides, within the front section 90 of the telescope 14 ,

So wie die Lichtstrahlen sich ausbreiten, können der sichtbare Lichtstrahl 181, der von dem Ziel kommt und der Laserstrahl 182, der von dem Lasersender 13 kommt, gemeinsam durch das Objektiv 40 des Teleskops 14 treten und den Zwischenraum zwischen dem Objektiv 40 und der Prismeneinheit 60 gemeinsam benutzen. Durch den Einsatz der Prismeneinheit 60 können die Ausbreitungswege des Laserstrahls 182 und der sichtbare Lichtstrahl 181 miteinander kombiniert werden: Aus diesem Grund kann das Bauvolumen der Laserabstandsmeßvorrichtung 10 sehr weitgehend reduziert werden. Darüber hinaus überlappen sich die Ausbreitungswege des Laserstrahls 182 und des sichtbaren Lichtstrahls 181 in dem vorderen Abschnitt 80, so daß ein bestimmter Punkt des Ziels, der von dem Beobachter durch das Teleskop 14 hindurch beobachtet wird, im wesentlichen genau der Zielpunkt auf der Oberfläche des Zielobjekts ist, an dem der Laserstrahl 182 zurück geworfen wird, nämlich in den Laserempfänger 12 hinein. D.h., daß mit der Laserabstandsmeßvorrichtung 10 nach der vorliegenden Erfindung der Punkt, der mit dem Auge eines Beobachters betrachtet wird, der Zielpunkt ist, an dem mit dem Laserstrahl die Messung ausgeführt wird. Deshalb kann die vorliegende Erfindung offensichtlich deutlich präziser arbeiten als es mit einer herkömmlichen Technik möglich wäre, da bei der herkömmlichen Technik der Beobachtungspunkt nicht gleich dem Meßpunkt ist.As the light rays spread, the visible light beam can 181 that comes from the target and the laser beam 182 from the laser transmitter 13 comes through the lens together 40 of the telescope 14 Step and the space between the lens 40 and the prism unit 60 use together. By using the prism unit 60 can the propagation paths of the laser beam 182 and the visible light beam 181 For this reason, the construction volume of the laser distance measuring device 10 be greatly reduced. In addition, the propagation paths of the laser beam overlap 182 and the visible light beam 181 in the front section 80 so that a certain point of the target, by the observer through the telescope 14 is substantially exactly the target point on the surface of the target object to which the laser beam 182 thrown back, namely in the laser receiver 12 into it. That is, with the laser distance measuring device 10 According to the present invention, the point viewed with the eye of an observer is the target point at which the measurement is made with the laser beam. Therefore, the present invention can obviously work much more precisely than would be possible with a conventional technique, since in the conventional technique the observation point is not equal to the measuring point.

Wie es in den Zeichnungen dargestellt ist, kann eine Hilfslinseneinheit 17 darüber hinaus zwischen der Prismeneinheit 60 und dem Lasersender 13 angeordnet werden, um einen Abstand zwischen dem Lasersender 13 und der Prismeneinheit 60 einzustellen, sowie um den Fokus zum Empfang des nicht sichtbaren Lichtstrahls zu verändern, wobei auch die Ausgleichsfunktion (leveling function) des Objektives 40 rektifiziert wird.As shown in the drawings, an auxiliary lens unit 17 beyond that between the prism unit 60 and the laser transmitter 13 be arranged to a distance between the laser transmitter 13 and the prism unit 60 one as well as to change the focus to receive the invisible light beam, including the leveling function of the lens 40 is rectified.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform werden zur Messung der nicht sichtbare und der sichtbare Lichtstrahl, die beide von dem Zielobjekt kommen, gemeinsam in das Objektiv 40 des Teleskops eintreten. Bei der praktischen Umsetzung kann die Anordnung des Lasersenders 13 und des Laserempfängers 12 umgeschaltet werden. Dadurch kann auch der Weg des sichtbaren Lichtstrahls zum Beobachten des Ziels mit dem Weg des nicht sichtbaren Lichtstrahls, der von dem Zielpunkt an der Oberfläche des Ziels zurück geworfen wird, in Übereinstimmung gebracht werden, und dadurch kann die oben erläuterte Funktion des präzisen Anvisierens und auch der Reduzierung des Bauraums der Laserabstandsmeßvorrichtung erreicht werden.In the embodiment described above, for measurement, the invisible and the visible light beams, both of which come from the target object, become common in the lens 40 of the telescope. In practical implementation, the arrangement of the laser transmitter 13 and the laser receiver 12 be switched. Thereby, the path of the visible light beam for observing the target can be made to coincide with the path of the invisible light beam thrown back from the target point on the surface of the target, and thereby the above-described precise sighting function can also be achieved the reduction of the installation space of the laser distance measuring device can be achieved.

Bei den oben erläuterten Ausführungsformen wird verhindert, wenn der Einfallswinkel von dem Ausfallswinkel während der wiederholten Brechung oder Reflexion des Lichtstrahls in der Prismeneinheit 60 unterschiedlich ist, daß der optische Wegunterschied zu einer Abberation führt, was ansonsten nur schwer auszugleichen wäre. Deshalb erstrecken sich der vordere Abschnitt 90 und der hintere Abschnitt 92 entlang der gemeinsamen geraden Linie und sie sind jeweils normal zu der Vorderseitenfläche 610 des vorderen Prismas und zu der Hinterseitenfläche 624 des hinteren Prismas ausgerichtet. Darüber hinaus weist insbesondere das Hilfsprisma 63 eine bestimmte Dicke auf und die Rückseitenfläche 632 davon ist normal zu dem zweiten hinteren Abschnitt 93 ausgerichtet, um die Abberation zu verringern.In the embodiments explained above, when the angle of incidence of the angle of reflection during the repeated refraction or reflection of the light beam in the prism unit is prevented 60 different is that the optical path difference leads to an aberration, which would otherwise be difficult to compensate. Therefore, the front portion extend 90 and the back section 92 along the common straight line and they are each normal to the front surface 610 of the front prism and to the rear surface 624 aligned with the rear prism. In addition, in particular, the auxiliary prism 63 a certain thickness on and the back surface 632 of which is normal to the second rear section 93 aligned to reduce the abberation.

Die oben beschriebenen Ausführungsformen sind nur zu rein illustrativen Zwecken erläutert und sollen keinesfalls als beschränkend anzusehen sein. Es sind zahlreiche Änderungen an diesen Ausführungsformen denkbar, ohne dabei den Kerngedanken nach der vorliegenden Erfindung zu verlassen.The Embodiments described above are explained for purely illustrative purposes and should by no means as limiting to be seen. There are many changes to these embodiments conceivable, without losing the core idea of the present invention to leave.

Kurz zusammengefaßt, weist die vorliegende Erfindung für eine Meßvorrichtung 10 einen Ausbreitungsweg für einen Lichtstrahl (oder auch ein Lichtstrahlenbündel) auf. Dieser Ausbreitungsweg umfaßt einen vorderen Abschnitt zwischen einem Ziel und einer Prismeneinheit 60, einen Brechungsabschnitt für den Eintritt in die Prismeneinheit 60, der sich nach innerhalb der Prismeneinheit 60 erstreckt und einen ersten und einen zweiten hinteren Abschnitt, die sich außerhalb der Prismeneinheit 60 befinden und die mit dem vorderen Abschnitt korrespondieren. Ein sichtbarer Lichtstrahl und ein unsichtbarer Lichtstrahl verlaufen dann zur gleichen Zeit entlang des vorderen Abschnitts. Der sichtbare Lichtstrahl kommt von der Oberfläche des Ziels, während der nicht sichtbare Lichtstrahl ein Laserstrahl ist, der von einer Laserquelle bzw. von einem Lasersender 13 stammt. Der Laserstrahl verläuft entlang des gleichen Weges wie der sichtbare Lichtstrahl, um die Oberfläche des Ziels bzw. Zielobjekts zu erreichen. Deshalb fallen sehr lange Wegstrecken der Ausbreitungswege des sichtbaren Lichtstrahls und des nicht sichtbaren Lichtstrahls zusammen, und diese werden gemeinsam auf einen bestimmten Bereich des Ziels gelenkt. Dementsprechend kann eine höhere Meßgenauigkeit erreicht werden, und das Bauvolumen der Vorrichtung 10 kann reduziert werden.Briefly summarized, the present invention relates to a measuring device 10 a propagation path for a light beam (or a light beam). This propagation path includes a front portion between a target and a prism unit 60 , a refraction section for entry into the prism unit 60 that goes inside the prism unit 60 extends and a first and a second rear portion extending outside the prism unit 60 located and correspond to the front section. A visible beam of light and an invisible beam of light then travel along the front portion at the same time. The visible light beam comes from the surface of the target, while the non-visible light beam is a laser beam from a laser source or from a laser transmitter 13 comes. The laser beam travels along the same path as the visible light beam to reach the surface of the target. Therefore, very long paths of the propagation paths of the visible light beam and the non-visible light beam coincide, and these are commonly directed to a certain area of the target. Accordingly, a higher measurement accuracy can be achieved, and the overall volume of the device 10 can be reduced.

Hinsichtlich vorstehend im einzelnen nicht näher erläuterter Merkmale der Erfindung wird in übrigen ausdrücklich auf die Schutzansprüche und die Zeichnungen verwiesen.Regarding not in detail above Illustrated Features of the invention will become apparent expressly to the protection claims and the drawings referenced.

Claims

Optical distance measuring device ( 10 ), with: - a transmitter ( 13 ); - a telescope ( 14 ), with - an objective lens unit ( 40 ); - an eyepiece lens unit ( 50 ); and a prism unit ( 60 ) located between the objective lens unit ( 40 ) and the eyepiece lens unit ( 50 ) is arranged to provide an optical axis for a light beam; the optical axis comprising: - a front section ( 90 ) between a target object, through the objective lens unit ( 40 ), and the prism unit ( 60 ) lies; A refractive section ( 91 ) inside the prism unit ( 60 ) lies; A first rear section ( 92 ) and a second rear section ( 93 ) outside the prism unit ( 60 ) and those with the front section ( 90 ) correspond; where a visible light beam ( 181 ) along the front section ( 90 ) and into the prism unit ( 60 ), then reflected there inside and out of the prism unit ( 60 ) again, after which it moves along the first rear section ( 92 ), and wherein the first rear section ( 92 ) is arranged on the same line as the front section ( 90 ); where a non-visible light beam ( 182 ) transmitted by the transmitter ( 13 ), along the second rear section ( 93 ) and into the prism unit ( 60 ), then reflected there inside and out of the prism unit ( 60 ), after which it moves along the front section ( 90 ) runs; and wherein the second rear section ( 93 ) each with the front section ( 90 ) and the first rear section ( 92 ) includes a predetermined angle.

Optical distance measuring device ( 10 ), With: - a recipient ( 12 ); - a telescope ( 14 ), with - an objective lens unit ( 40 ); - an eyepiece lens unit ( 50 ); and a prism unit ( 60 ) located between the objective lens unit ( 40 ) and the eyepiece lens unit ( 50 ) is arranged to provide an optical axis for a light beam; the optical axis comprising: - a front section ( 90 ) between a target object, through the objective lens unit ( 40 ), and the prism unit ( 60 ) lies; A refractive section ( 91 ) inside the prism unit ( 60 ) lies; A first rear section ( 92 ) and a second rear section ( 93 ) outside the prism unit ( 60 ) and those with the front section ( 90 ) correspond; where a visible light beam ( 181 ) along the front section ( 90 ) and into the prism unit ( 60 ), then reflected there inside and out of the prism unit ( 60 ) again, after which it moves along the first rear section ( 92 ), and wherein the first rear section ( 92 ) is arranged on the same line as the front section ( 90 ); where a non-visible light beam ( 182 ) along the front section ( 90 ) and into the prism unit ( 60 ), then it is reflected inside and out of the prism unit ( 60 ), after which it runs along the second rear section ( 93 ) and to the recipient ( 12 ) meets; and wherein the second rear section ( 93 ) each with the front section ( 90 ) and the first rear section ( 92 ) includes a predetermined angle.

Distance measuring device ( 10 ) according to claim 1, wherein the prism unit ( 60 ) a front prism ( 61 ) and a rear prism ( 62 ), which are connected together at a predetermined portion, wherein the visible light beam ( 181 ) and the invisible light beam ( 182 ), which propagate in different directions, into the front prism ( 61 ) and are reflected there deflected at a predetermined angle and from the front prism ( 61 ) emerge in different directions, and only the visible light beam ( 181 ) coming from the front prism ( 61 ), into the rear prism ( 62 ) is reflected.

Distance measuring device ( 10 ) according to claim 2, wherein the prism unit ( 60 ) a front prism ( 61 ) and a rear prism ( 62 ), which are connected together at a predetermined portion, wherein the visible light beam ( 181 ) and the invisible light beam ( 182 ), which propagate in the same direction, in the front prism ( 61 ) are deflected deflected by a predetermined angle and from the front prism ( 61 ) emerge in different directions, and only the visible light beam ( 181 ) coming from the front prism ( 61 ), into the rear prism ( 62 ) is reflected.

Distance measuring device ( 10 ) according to claim 1, wherein a predetermined portion of the prism unit ( 60 ) with an optical coating ( 64 ) and wherein the invisible light beam ( 182 ) is capable of, by this optical coating ( 64 ) while the visible light beam ( 181 ) of the optical coating ( 64 ) is almost completely reflected.

Distance measuring device ( 10 ) according to claim 5, wherein the prism unit ( 60 ), an auxiliary prism ( 63 ), and wherein the front surface of the auxiliary prism ( 63 ) on the optical coating ( 64 ) is attached.

Distance measuring device ( 10 ) according to claim 6, wherein the auxiliary prism ( 63 ) has a flat back surface that matches the optical coating ( 64 ), and wherein the rear surface is normal to the extension direction of the second rear portion (FIG. 93 ) runs.

Distance measuring device ( 10 ) according to claim 1, wherein the non-visible light beam ( 182 ) is a laser beam extending between the laser transmitter ( 13 ), the target object and the recipient ( 12 ) spreads.

Distance measuring device ( 10 ) according to claim 1, wherein the non-visible light beam ( 182 ) has a wavelength greater than 700 nm.

Distance measuring device ( 10 ) according to claim 8, wherein the second rear section ( 93 ) between the laser receiver ( 12 ) and the prism unit ( 60 ) is arranged.

Distance measuring device ( 10 ) according to claim 8, wherein the second rear section ( 93 ) between the laser transmitter ( 13 ) and the prism unit ( 60 ) is arranged.

Distance measuring device ( 10 ) according to claim 3, wherein the prism unit ( 60 ) further comprises: an optical coating ( 64 ), whereby the invisible light beam ( 182 ) is capable of passing through the optical coating ( 64 ) while the visible light beam ( 181 ) of the optical coating ( 64 ) is almost completely reflected, and wherein the prism unit ( 60 ), an auxiliary prism ( 63 ), which has a front surface which is attached to the optical coating ( 64 ), as well as the front prism ( 61 ) has a front surface which is connected to the front portion ( 90 ) corresponds, an upper side surface on which the optical coating ( 64 ), and having a back surface adjacent to the prism, the top surface and the back surface of the front prism 61 ) at an angle equal to the angle subtended by the front face and the rear face of the auxiliary prism ( 63 ) is taken.

Distance measuring device ( 10 ) according to claim 3, wherein the rear prism ( 62 ) has a front surface which corresponds to the back surface of the front prism ( 61 ) and has a flat rear surface normal to the first rear portion (Fig. 92 ) runs.

Distance measuring device ( 10 ) according to claim 2, wherein a predetermined portion of the prism unit ( 60 ) with an optical coating ( 64 ), wherein the invisible light beam ( 182 ) is capable of, by this optical coating ( 64 ) while the visible light beam ( 181 ) of the optical coating ( 64 ) is reflected to a very high degree.

Distance measuring device ( 10 ) according to claim 14, wherein the prism unit ( 60 ), an auxiliary prism ( 63 ), and wherein a front surface of the auxiliary prism ( 63 ) on the optical coating ( 64 ) is attached.

Distance measuring device ( 10 ) according to claim 15, wherein the auxiliary prism ( 63 ) has a flat back surface which is the optical coating ( 64 ), and wherein the rear surface is normal to the extension direction of the second rear portion (FIG. 93 ) runs.

Distance measuring device ( 10 ) according to claim 2, wherein the non-visible light beam ( 182 ) is a laser beam extending between the laser transmitter ( 13 ), the target and the laser receiver ( 12 ) spreads.

Distance measuring device ( 10 ) according to claim 2, wherein the non-visible light beam ( 182 ) has a wavelength greater than 700 nm.

Distance measuring device ( 10 ) according to claim 17, wherein the second rear section ( 93 ) between the laser receiver ( 12 ) and the prism unit ( 60 ) is arranged.

Distance measuring device ( 10 ) according to claim 17, wherein the second rear section ( 93 ) between the laser transmitter ( 13 ) and the prism unit ( 60 ) is arranged.