DE2457761C3

DE2457761C3 - Laser rangefinder

Info

Publication number: DE2457761C3
Application number: DE2457761A
Authority: DE
Inventors: Gerhard 6900 Heidelberg Raubinger
Original assignee: Eltro Gesellschaft fur Strahlentechnik 6900 Heidelberg De GmbH
Current assignee: Eltro Gesellschaft fur Strahlentechnik 6900 Heidelberg De GmbH
Priority date: 1974-11-16
Filing date: 1974-12-06
Publication date: 1981-04-09
Also published as: IT1050644B; NO753831L; DE2457761A1; DE2457761B2; NO140390B; SE7512175L; NO140390C; SE410233B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Laserentfernungsmesser entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a laser range finder according to the preamble of the patent claim 1.

Aufgabe der Erfindung ist es, diesen durchaus brauchbaren Laserentfernungsmesser dahingehend zu verbessern, daß mit ihm trotz Einsparung an Bauelementen ein noch größerer Raumwinkel erfaßt werden kann. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.The object of the invention is to provide this very useful laser rangefinder improve that with it an even larger solid angle can be detected despite savings in components can. This object is achieved by the characterizing features of claim 1.

Auf diese Weise läßt sich der geknickte Strahlengang praktisch mit nunmehr einem einzigen optischen Glied, nämlich einem Umlenkspiegel, realisieren, so daß die einfallende Energie ohne nennenswerte Verluste dem Detektor zugeführt werden kann. Auch mechanische Glieder, wie z. B. das aus der Hauptanmeldung bekannte relativ aufwendige Synchrongelenk des Kopfteiles werden überflüssig, so daß ingesamt gesehen die Herstellung vereinfacht, die Reparaturanfälligkeit vermindert und die erzielten optischen Werte verbessert werden. Hinsichtlich der räumlichen Anordnung ist es hierbei von Vorteil, wenn der Spiegel einmal zwischen Eingangsoptik und Lasersender geschaltet als ein deren 5 optische Achsen vereinigendes Element und zum anderen zwischen Eingangsoptik und Detektor geschaltet als ein diesen Strahlengang knickendes Element ausgebildet ist. Ein weiteres Merkmal der Erfindung sieht vor, daß die Eingangsoptik ein zentrischIn this way, the bent beam path can be practically now with a single optical element, namely a deflection mirror, so that the incident energy without significant losses Detector can be fed. Mechanical links such as B. that known from the main application relatively complex synchromesh of the head part are superfluous, so that seen overall Production is simplified, the need for repairs is reduced and the optical values achieved are improved will. With regard to the spatial arrangement, it is advantageous here if the mirror is once between Input optics and laser transmitter connected as an element combining their 5 optical axes and to the others connected between the input optics and the detector as an element kinking this beam path is trained. Another feature of the invention provides that the input optics are centric

ίο angeordnetes Laserfenster aufweist.ίο has arranged laser window.

Eine insbesondere hinsichtlich des geringen Energieverlustes vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Spiegel mit einem der Aufnahme eines Umlenkprismas dienenden, zentrisch angeordneten Durchbruch versehen ist. Ein auf diese Weise ausgebildeter Umlenkspiegel ermöglich im Durchstoßpunkt der optischen Achse der Eingangsoptik auf der Umlenkspiegelfläche die Vereinigung mit der optischen Achse des Lasersenders, so daß der Laserentfernungsmesser für Lasersender und Empfangsoptik eigentlich nur eine einzige gemeinsame optische Achse aufweist. Dabei werden von dem im Durchbruch beispielsweise eingekitteten Umlenkprisma alle Bewegungen des Spiegels mitgemacht.A further development of the invention which is advantageous in particular with regard to the low energy loss provides before that the mirror is arranged centrally with one serving to accommodate a deflecting prism Breakthrough is provided. A deflecting mirror designed in this way enables the optical axis of the input optics on the deflecting mirror surface the union with the optical axis of the Laser transmitter, so that the laser rangefinder for laser transmitter and receiving optics is actually only one has only common optical axis. In this case, for example, the one in the breakthrough cemented deflecting prism participated in all movements of the mirror.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Spiegel in einer Ebene um 90° verschwenkbar ausgebildet. Dieser konstruktiven Ausgestaltung ist es zu verdanken, daß der von dem erfindungsgemäßen Laserentfernungsmesser umfaßte Raumwinkel 180°According to a further feature of the invention, the mirror can be pivoted through 90 ° in one plane educated. It is thanks to this structural design that the of the invention Laser rangefinder covered 180 ° solid angles

JO beträgt.JO is.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand einer Zeichnung näher erläutert, wobei die in den beiden dargestellten Figuren einander entsprechenden Teile dieselben Bezugszeichen aufweisen. Es zeigtIn the following an embodiment of the invention is explained in more detail with reference to a drawing, the parts corresponding to one another in the two figures shown have the same reference numerals. It shows

F i g. 1 ein Prinzipschema des Laserentfernungsmessers einschließlich des Verlaufs der ausgestrahlten und der nach Reflexion wieder empfangenen Energie und
F i g. 2 eine Seitenansicht des Prinzipschemas, in dem die von den verschiedenen Bauelementen ausgeführten Rotationsbewegungen bzw. Rotations- und Schwenkbewegungen dargestellt sind.F i g. 1 a schematic diagram of the laser rangefinder including the course of the emitted energy and the energy received again after reflection and
F i g. 2 shows a side view of the basic diagram in which the rotational movements or rotational and pivoting movements carried out by the various components are shown.

Der Lasersender 1 ist in einem zeichnerisch nicht näher dargestellten Gehäuse befestigt und strahlt in Pfeilrichtung 31 über die Ablenkeinheit 21 zur Veränderung der Divergenz des Laserstrahls Laserimpulse aus. Dieselben werden über drei Umlenkprismen 2', 2, 3" in den Spiegel W geleitet. In einem anderen, zeichnerisch nicht dargestellten AusführungsbeispielThe laser transmitter 1 is fastened in a housing not shown in detail in the drawing and emits laser pulses in the direction of arrow 31 via the deflection unit 21 to change the divergence of the laser beam. These are guided into the mirror W via three deflecting prisms 2 ', 2, 3 ". In another exemplary embodiment, not shown in the drawing

w können anstelle dieser Umlenkprismen auch Umlenkspiegel Verwendung finden. Der Spiegel 11' ist mit einem zentralen Durchbruch 28 versehen, in dem ein weiteres Umlenkprisma 29 eingekittet ist, das die Impulse in die Richtung auf ein in der Eingangsopitk 10 eingelassenes Laserfenster 30 umlenkt, von wo aus sie auf das zu vermessende Objekt abgestrahlt werden.Instead of these deflecting prisms, deflecting mirrors can also be used Find use. The mirror 11 'is provided with a central opening 28 in which a Another deflection prism 29 is cemented in, which the pulses in the direction of a in the input optic 10 Recessed laser window 30 deflects, from where they are radiated onto the object to be measured.

Die vorstehend aufgezählten Elemente sind so ausgelegt, daß die optische Achse Γ des Lasersenders 1 mit der optischen Achse 1" der Eingangsoptik 10 zusammenfällt, und zwar im Durchstoßpunkt der Achse Γ auf der Umlenkspiegelfläche.The elements listed above are designed so that the optical axis Γ of the laser transmitter 1 coincides with the optical axis 1 ″ of the input optics 10, specifically at the point of intersection of the axis Γ on the deflecting mirror surface.

Die von dem interessierenden Objekt auf die Eingangsoptik 10 reflektierte Energie wird durch die Pfeile 32 symbolisiert. Sie gelangt über den Spiegel 11' und ein sich aus einer Negativlinse, einem Interferenzfilter und einer Sammellinse zusammensetzendes Linsensystem 23 auf den Detektor 22, der im Einsatz zusammen mit dem Linsensystem und den Umlenkpris-The energy reflected from the object of interest onto the input optics 10 is through the Arrows 32 symbolized. It comes through the mirror 11 ' and a lens system composed of a negative lens, an interference filter and a converging lens 23 to the detector 22, which in use together with the lens system and the deflecting prism

men 2,2' und 3" um die mit den optischen Achsen Γ und 1" zusammenfallende Längsachse des Gerätes rotieren, wie dies durch den in F i g. 2 eingezeichneten Pfeil 33 angedeutet ist Die Eingangsoptik 10, der Spiegel W und das Umlenkprisma 29 dagegen führen neben dieser Rotationsbewegung noch eine Schwenkbewegung um den gleichfalls aus F i g. 2 ersichtlichen Winkel « = 90^c bzw. in Richtung des Doppelpfeiles 34 von F i g. 1 aus, so daß die Eingangsoptik 10 und der Spiegel 11' dann in ihrer anderen Extremstellung die mit strichpunktierten Linien (Fig. 1) angedeuteten Lagen einnehmen. Der Antrieb für die Schwenkbewegung erfolgt mit Hilfe eines Torque-Motors, der zusammen mit einem Tacho- und einem Synchrongenerator sowie einem Schleifringsatz zur Spannungsversorgung und Signalübermitt-men 2, 2 'and 3 "rotate about the longitudinal axis of the device which coincides with the optical axes Γ and 1", as indicated by the in FIG. The input optics 10, the mirror W and the deflecting prism 29, on the other hand, not only perform this rotational movement, but also a pivoting movement about the direction shown in FIG. 2 visible angle = 90 ^c or in the direction of the double arrow 34 of FIG. 1 off, so that the input optics 10 and the mirror 11 'then assume the positions indicated by dash-dotted lines (FIG. 1) in their other extreme position. The swivel movement is driven by a torque motor which, together with a tachometer and a synchronous generator, as well as a slip ring set for power supply and signal transmission

lung in zeichnerisch nicht dargestellter Weise auf der Schwenkachse befestigt ist. Schließlich ist vor der Eingangsoptik 10 im rotierenden Teil auch noch eine in Schwenkrichtung mit einem Radius versehene und rechtwinklig zur Schwenkrichtung parallele Scheibe 9'ment is attached in a manner not shown in the drawing on the pivot axis. Finally, before the Input optics 10 in the rotating part also have a radius provided in the pivoting direction and disc 9 'parallel to the pivoting direction

ίο aus beispielsweise Kalzium-Aluminat-Glas als Abdekkung vorgesehen.ίο made of, for example, calcium aluminate glass as a cover intended.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Laser rangefinder, which essentially consists of a transmitter emitting a laser pulse, one detector receiving the energy reflected from the object of interest, one the distance to the object according to the pulse transit time method determining electronics and all Structural units common housing consists, the laser transmitter stationary in the housing, the Detector around the longitudinal axis of the housing, which coincides with that of the laser end, rotating and the associated optical axes - consisting of rotating lenses and deflecting prisms for the Transmission beam as well as from a rotating and pivotable input optics with one as well rotating and swiveling mirror - arranged to track the object of interest are, according to patent 24 54 461, characterized in that the last deflecting prism (3 ") for the transmission beam firmly connected to the mirror (H ') and to another upstream of it Deflection prism (29) and designed together with the input optics (10) as an optical joint is.

2. Laser rangefinder according to claim 1, characterized in that the mirror (H ') switched once between the input optics (10) and the laser transmitter (1) as one of their optical axes (Γ, 1 ") unifying element and on the other hand between input optics (10) and detector (22) connected as an element kinking this beam path.

3. Laser distance measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that the input optics (10) have a centrally arranged laser window (30) having.

4. Laser rangefinder according to one of the preceding claims, dadur-jh characterized in that the mirror (1Γ) with one of the reception of a deflecting prism (29) serving, centrally arranged Breakthrough (28) is provided.

5. Laser rangefinder according to one of the preceding Claims, characterized in that the mirror (H ') in a plane through 90 ° is designed to be pivotable.