DE2536910A1

DE2536910A1 - Optronisches geraet, insbesondere laserentfernungsmesser

Info

Publication number: DE2536910A1
Application number: DE19752536910
Authority: DE
Inventors: Viktor Ing Grad Baumgartner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-08-19
Filing date: 1975-08-19
Publication date: 1977-02-24
Also published as: DE2536910C3; DE2536910B2

Description

Optronisches Gerät, insbesondere Laserentfernungsmesser Die Erfindung bezieht sich auf ein optronisches Gerät, insbesondere Laserentfernungsmesser, bestehend wenigstens aus einem optischen Sender hoher Sendeleistung mit einer Sendeoptik, einem optronischen Empfänger mit einer Empfangsoptik und einer Visiereinrichtung mit einer Visieroptik, die gegebenenfalls mit der Empfangsoptik kombiniert ist.
Optronische Geräte dieser Art, und zwar ein Laserentfernungsmesser, sind beispielsweise durch die DT-AS 1 548 482 und DT-AS 1 623 515 bekannt. Im Hinblick auf einen möglichst kompakten Aufbau und ein möglichst geringes Gewicht, wie es für solche Laserentfernungsmesser im mobilen Einsatz wichtig ist, kann dadurch auf eine besondere Visieroptik verzichtet werden, daß die Empfangsoptik als Kollimatoroptik gestaltet ist und einen Strahlteiler aufweist, über den der eigentliche optronische Empfänger und das Okular der Visiereinrichtung gleichzeitig mit dem Objektiv der Empfangsoptik zusammenwirken.
Der Einsatz solcher Geräte bei rauhen Umweltbedingungen erfordert einen besonderen Schutz der Sende-, Empfangs- und Visieroptik. Der vorliegendtn Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine geeignete Lösung hierfür anzugeben, die sämtliche an sie zu stellenden Anforderungen in ausreichendem Maß erfüllt.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die gehäuseseitigen Öffnungen für die verschiedenen Optiken zum Schutz gegen schädigende Umwelteinflüsse als Fensteröffnungen gestaltet sind, daß ferner die Fensteröffnungen zum Vermeiden von Kondenswasserbildung oder Vereisung mit einer elektrischen Heizung ausgerüstet sind und daß wenigstens die Fensteröffnung für die Sendeoptik eine für die Sende strahlung transparente Kristallplatte hoher Wärmeleitfähigkeit und hoher Belastbarkeit mit heizbarer Fassung und die Fensteröffnung für eine der übrigen Optiken eine mit Heizdrähten durchzogene Glasplatte hoher Festigkeit ist.
Bei der Erfindung wird von der Überlegung ausgegangen, daß der Schutz sämtlicher Optiken durch eine gemeinsame ihnen vorgesetzte Fensteröffnung aus einem geeigneten Glas hoher Festigkeit keine brauchbare Lösung darstellt, da ihre ungleichmäßige Strahlungsbelastung über der Fläche durch den lediglich einen Bruchteil der Fensterscheibe ausleuchtenden Sendestrahl des optischen Senders eine hohe Bruchgefahr durch innere Spannungen im Glas bedingt. Das weitere Erfordernis einer möglichst einfachen Beheizung mittels Heizdrähten, die zwischen zwei miteinander verkitteten Teil scheiben angeordnet sind, bringt im Hinblick auf die hohe Energie des Sendestrahls insofern weitere Schwierigkeiten mit sich, als bei seiner hohen Energiedichte an den Heizdrähten und der Kittschicht einer solchen beheizbaren Scheibe unerwünschte Strahlungsverluste auftreten. Die letzgenannte Schwierigkeit tritt auch dann auf, wenn die Fensteröffnungen für die Sende- und die Empfangs-bzw. Visieroptik getrennte Glasscheiben haben.
Durch die erfindungsgemäße Trennung der Fensteröffnungen für die verschiedenen Optiken einerseits und die spezielle Ausgestaltung der Fensteröffnung für die Sendeoptik werden die genannten Schwierigkeiten in außerordentlich vorteilhafter Weise bei relativ geringem technischen Aufwand überwunden.
Die im Verhältnis zur Empfangsoptik in ihrem Durchmesser wesentlich kleinere Sendeoptik kommt der Ausbildung ihrer Fensteröffnung als gut wärmeleitende transparente Kristallplatte mit heizbarer Fassung insofern entgegen, als der geringe Durchmesser in der Größenordnung von 30 bis 40 mm auch bei einer lediglich über die Plattenfassung wirksamen Heizung eine rasche und über die Plattenfläche hinweg gleichmäßige bzw. kreissymmetrische Aufheizung gewährleistet. Bei der wesentlich größeren Fensteröffnung für die Empfangsoptik, beispielsweise mit einem Durchmesser von 80 bis 100 mm, kann wegen der hier nur geringen und vor allem über der Fläche gleichmäßigen Strahlbelastung von einer mit Heizdrähten durchzogenen Glasplatte Gebrauch gemacht werden, so daß auch für diese, einen relativ großen Durchmesser aufweisende Fensteröffnung eine rasche und über die Fläche gleichmäßige Aufheizung gewährleistet ist.
Für Laserentfernungsmesser kommt im allgemeinen ein YAG-Laser als optischer Sender in Frage, der bei geringen Abmessungen die für größere Entfernungsbereiche erforderliche hohe Strahlleistung erzeugen kann. Die stimulierte Strahlung eines solchen YAG-Lasers liegt bei einer wellenlänge von 1,06/um. Eine für diese Wellenlänge geeignete transparente Kristallplatte ist eine Saphirplatte, die auch die erforderliche hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist und somit als Fensteröffnung für einen solchen optischen Sender besonders geeignet ist.
Im Hinblick auf optimale transparente Eigenschaften einer solchen Saphirplatte ist es zweckmäßig, wenn ihre kristalline Hauptachse senkrecht zur Plattenebene ausgerichtet ist.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung im folgenden noch näher erläutert werden.
In der einzigen Figur. ist in schematischer Darstellung ein Laserentfernungsmesser angegeben, dessen durch eine unterbrochene Linie angedeutetes Gehäuse mit 1 bezeichnet ist. Innerhalb des Gehäuses sind in zueinander paralleler Anordnung ein optischer Sender 2 mit einer Sendeoptik 3 und ein optronischer Empfänger 4 mit einer Empfangsoptik 5 angeordnet. Die als Kollimator ausgebildete Empfangsoptik 5 ist mit der Visiereinrichtung dadurch kombiniert, daß im Strahlengang ihres Objektivs 5' ein Strahlteilerwürfel 6 angeordnet ist, über den sowohl der optronische Empfänger 4 als auch das Okular 7 der Visiereinrichtung mit dem Objektiv 5' zusammenwirken. Das Gehäuse 1 weist im Bereich der Sendeoptik 3 und der Empfangsoptik 5 zwei kreisförmige Öffnungen 8 und 8' auf, deren Durchmesser jeweils dem Durchmesser der ihnen zugeordneten Optik angepaßt sind. Die Öffnung 8' ist mit einer Saphirplatte 9 verschlossen, deren Kristallhauptachse senkrecht zur Plattenebene ausgerichtet ist und die somit für den Sendestrahl'des optischen Senders 2 in optimaler Weise transparent ist. Die Fassung 10 der Saphirplatte weist auf der Innenseite eine elektrische Widerstandsheizung auf, die in gut wärmeleitendem Kontakt mit der Fassung 10 steht und deren Anschlüsse b1 und b2 an die Betriebsspannungsversorgung des optischen Senders angeschlossen sind. Die Öffnung 8 ist ihrerseits mit einer Glasplatte 12 verschlossen, die von Heizdrähten 13 durchzogen ist. Die Heizdrähte 13 vereinigen sich auf beiden Seiten zu je einem Anschluß a1 und a2. Die Anschlüsse a1 und a2 sind ebenfalls an die Betrlebsspannungsversorgung des optischen Senders angeschlossen und können wahlweise nach Bedarf mit Strom versorgt werden.
3 Patentansprüche 1 Figur

Claims

Patentansprüche Optronisches Gerät, insbesondere Laserentfernungsmesser, bestehend wenigstens aus einem optischen Sender hoher Sendeleistung mit einer Sendeoptik, einem optronischen Empfänger mit einer Empfangsoptik und einer Visiereinrichtung mit einer Visieroptik, die gegebenenfalls mit der Empfangsoptik kombiniert ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die gehäuseseitigen Öffnungen (8, 8') für die verschiedenen Optiken zum Schutz gegen schädigende Umwelteinflüsse als Fensteröffnungen gestaltet sind, daß ferner die Fensteröffnungen zum-Vermeiden von Kondenswasserbildung oder Vereisung mit einer elektrischen Heizung (11, 13) ausgerüstet sind, und daß wenigstens die Fensteröffnung für die Sendeoptik (3) eine für die Sendestrahlung transparente Kristallplatte (9) hoher Wärmeleitfähigkeit und hoher Belastbarkeit mit heizbarer Fassung (10) und die Fensteröffnung für eine der übrigen Optiken eine mit Heizdrähten (13) durchzogene Glasplatte (12) hoher Festigkeit ist.
2. Optronisches Gerät nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t k daß die Kristallplatte (9) eine Saphirplatte ist.
3. Optronisches Gerät nach Anspruch 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die kristalline Hauptachse der Sahpirplatte senkrecht zur Plattenebene ausgerichtet ist.

L e e r s e i t e