DE2536910C3 - Elektrooptisches (insbes. Laser-) EntfernungsmeBsystem mit elektrisch geheizten Fensteröffnungen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrooptisohes Entfernungsmeßsystem, insbesondere einen Laserentfernungsmesser, bestehend wenigstens aus eirem optischen Sender hoher Sendeleistung mit einer Sendeoptik, einem Empfänger mit einer Empfangsopti!' und einer Visiereinrichtung mit einer Visieroptik, die gegebenenfalls mit der Empfangsoptik kombiniert ist, bei dem die gehäuseseitigen Öffnungen für die verschiedenen Optiken zum Schutz gegen schädigende Umwelteinflüsse als Fensteröffnungen gestaltet ;,ind und bei dem die als Kristall- bzw. Glasplatte ausgebildeten Fensteröffnungen zum Vermeiden von Kondenswasserbildung oder Vereisung mit einer elektrischen Heizung ausgerüstet sind.

Laselentfernungsmesser mit einem optischen Sender mit Sendeoptik, einem Empfänger mit Empfangsoptik und einer Visiereinrichtung mit einer Visieroptik sind beispielsweise durch die DE-AS 15 48 482 oder die DE-AS 16 23 515 bekannt. Im Hinblick auf einen v> möglichst kompakten Aufbau und ein möglichst geringes Gewicht, wie es für solche Laserentfernurgsmesser im mobilen Einsatz wichtig ist, kann dadurch auf eine besondere Visiemptik verzichtet werden, daß die Empfangsoptik als Kollimatoroptik gestaltet ist und mi einen Strahlteiler aufweist, über den der eigentliche Empfänger und das Okular der Visiereinricht jng gleichzeitig mit dem Objektiv der Empfangsoptik zusammenwirken.

Der Einsatz solcher Geräte bei rauhen Umweltbedin- >· · gungen erfordert einen besonderen Schutz der Sen Je-, Empfangs- und Visieroptik. Es ist hierzu aus der DE-OS !5 726¹JI bekannt, die gehäuseseitigen Öffnungen optischer Geräte zum Schutz gegen schädigende Umwelteinflüsse als Fensteröffnungen zu gestalten und diese zur Vermeidung von Kondenswasserbildung oder Vereisung mit einer elektrischen Heizung auszurüsten. Diese besteht dabei aus einer dünnen, auf den Glas- oder Quarzträger aufgebrachten ringförmigen Metallschicht als Heizleiter. Eine derartige elektrische Heizung ist jedoch für Entfernungsmeßsysteme der eingangs genannten Art nicht geeignet

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine geeignete Beheizung für Fensteröffnungen bei Entfernungsmeßsystemen der eingangs genannten Art anzugeben, die sämtliche an sie zu stellenden Anforderungen in ausreichendem Maß erfüllt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß bei Ausbildung wenigstens der Fensteröffnung für die Sendeoptik als für die Sendesü'ahlung transparente Kristallplatte hoher Wärmleitfähigkeit und hoher Belastbarkeit, deren Heizung durch eine heizbare Fassung realisiert ist und bei Ausbildung der Fensteröffnung für eine der übrigen Optiken als Glasplatte hoher Festigkeit diese in an sich bekannter Weise mit Heizdrähten durchzogen 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 Teilscheiben angeordnet sind, bringt im Hinblick auf die hohe Energie des Sendestrahls insofern weitere Schwierigkeiten mit sich, als bei seiner hohen Energiedichte an den Heizdrahten t:\d der Kittschicht einer solchen beheizbaren Scheibe unerwünschte Strahlungsverluste auftreten. Die letztgenannte 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 übermäßige Aufheizung gewährleistet ist.

Die crfindiingsgcniäße heizbare Fassung der als

Austrittsfenster für die Sendestrahlung vorgesehenen transparenten Kristallplatte hat gegenüber der bekannten eingangs geschilderten Anordnung den großen Vorteil, daß ihr Durchmesser nicht größer gewählt werden muß, als dies für den Durchtritt der Sendestrahlung unbedingt erforderlich ist, und darüber hinaus auch Strahlungsverluste aufgrund der metallischen Heizschicht vermieden werden. Außerdem hat die Ausbildung der übrigen Austrittsfenster in Form von mit Heizdrähten durchzogenen Glasplatten gegenüber der bekannten Heizung den Vorteil, daß die Beheizung der Austrittsfenster wesentlich gleichmäßiger erfolgen kann, ohne daß hierdurch die optischen Eigenschaften des Systems beeinträchtigt werden.

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 !,06 μην. Eine für diese Wellenlänge geeignete transparente Kristal'^latte 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 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

ίο den sowohl der 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' bzw. 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 >r optimaler Weise

2Q transparent ist. Die Fassung 10 der Saphirplatte weist auf der Innenseite eine elektrische WidetStandsheizung 11 auf, die in gut wärmeleitendem Kontakt mit der Fassung 10 steht und deren Anschlüsse b 1 und h 2 an die Betriebsspannungsversorgung des optischen Sen-

ders 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 al und al. Die Anschlüsse a 1 und a 2 sind ebenfalls an die Betriebs-

JO spannungsversorgung des optischen Senders angeschlossen und können wahlweise nach Bedarf mit Strom versorgt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 Patentansprüche:

1. Elektrooptisches Entfernungsmeßsystem, intibesondere Laserentfernungsmesser, bestehend wenigstens aus einem optischen Sender hoher Sendelei- stung mit einer Sendeoptik, einem Empfänger mit einer Empfangsoptik und einer Visiereinrichtung mit einer Visieroptik, die gegebenenfalls mit der Empfangsoptik kombiniert ist, bei dem die gehäuseseitigen öffnungen für die verschiedenen Optiken zum Schutz gegen schädigende Umwelteinflüsse als Fensteröffnungen gestaltet sind und bei dem die als Kristall- bzw. Glasplatte ausgebildeten Fensteröffnungen zum Vermeiden von Kondenswasserbildung oder Vereisung mit einer elektrischen Heizung ausgerüstet sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung wenigstens der Fensteröffnung für die Sendeoptik (3) als für die Sendestrahlung transparente Kristallplatte (9) hoher Wärmeleitfähigkeit und höher Belastbarkeit, deren Heizung durch eine heizbare Fassung (10) realisiert ist, und bei Ausbildung der Fensteröffnung für eine der übrigen Optiken als Glasplatte (12) hoher Festigkeit diese in an sich bekannter Weise mit Heizdrähten (13) durchzogen ist.

2. Elektrooptisches Entfernungsmeßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kristallplatte (9) eine Saphirplatte ist.

3. Elektrooptisches Entfernungsmeßsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kristalline Hauptachse der Ssnhirplatte senkrecht zur Plattenebene ausgerichtet ist.