DE2536956B2

DE2536956B2 - Optoelektronisches (insbesondere Laser-) Entfernungsmeßsystem mit Empfangs-Strahlteiler und Blende

Info

Publication number: DE2536956B2
Application number: DE19752536956
Authority: DE
Inventors: Viktor Ing.(Grad.) 8021 Taufkirchen Baumgartner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-08-19
Filing date: 1975-08-19
Publication date: 1978-06-22
Also published as: DE2536956A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein optoelektronisches Entfernungsmeßsystem, insbesondere einen Laserentfernungsmesser, bestehend aus einem optischen Sender mit einer Sendeoptik, einer Visiereinrichtung und einem optoelektronischen Empfänger mit einer zugleich mit der Visiereinrichtung zusammenwirkendes Empfangsoptik, bei dem sich die Empfangsoptik aus einem Kollimator mit einem aus prismatischen Körpern gestalteten Strahlteiler zusammensetzt, und bei dem in der einen Brennebene der Empfangsoptik eine den Empfängereingang bildende Blende und in deren anderer Brennebene, die mit einer äußeren Begrenzungsfläche des Strahlteilers zusammenfällt, eine Meßbzw. Registriermarkierung angeordnet ist.

Optoelektronische Geräte dieser Art, und zwar Laserentfernungsmesser, sind beispielsweisie durch die DE-AS 15 48 482 und DE-AS 16 23 515 bekannt. Die mit der Empfangsoptik kombinierte Visiereinirichtung ermöglicht einen kompakten und stabilen Aufbau eines solchen Gerätes.

Neben einem kompakten und stabilen Aufbau kommt es insbesondere im mobilen Einsatz eines solchen Gerätes auf seine ausreichende Schockunempfindlichkeit, einfache Justierbedingungen und geringe Temperaturabhängigkeit der Justierung an. Diese drei Eigenschaften stehen insofern in einem inneren Zusammenhang, als die Justierung um so aufwendiger ist, je mehr optische Bauteile im Strahlengang des Empfängers und der Visiereinrichtung vorhanden sind. Da jedes Bauteil einen eigenen Temperaturgang hat, wird auch die Temperaturabhängigkeit um so größer, je größer die Anzahl der genannten Bauteile ist. Entsprechendes gilt für die Schockempfindlichkeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein optoelektronisches Entfernungsmeßsystem der einleitend beschriebenen Art eine weitere Lösung anzugeben, bei der die Kombination der Visiereinrichtung mit der Empfangsoptik mit einem Minimum von für die Justierung wesentlichen Bauelementen auskommt

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die die Blende aufweisende Brennebene der Empfangsoptik ebenfalls mit einer äußeren Begrenzungsfläche des Strahlteilers zusammenfällt, so daß der Strahlteiler Träger sowohl für die Empfängerblende als auch für die Meß- bzw. Registriermarkierung ist

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß durch geeignete Bemessung der aus dem Kollimator und dem aus prismatischen Körpern gestalteten Strahlteiler bestehenden Empfangsoptik sowohl die Meß- bzw. Registriermarkierung als auch die den Empfängereingang darstellende Blende unmittelbar am Strahlteiler fest angeordnet werden können, so daß die Justierung und die Justiertoleranzen sowohl der eigentlichen Empfangsoptik als auch der Visiereinrichtung ausschließlich vom Strahlteiler und dem Kollimator abhängen. Die Justierung der kombinierten Empfängervisieroptik ist damit auf die genaue Ausrichtung

des Sti ahlteilers in der optischen Achse des Kollimators praktisch beschränkt.

Durch die DE-Gebrauchsmusterschrift 6918 690 ist ein Laser-Entfernungsmeß- und Zielgerät mit Laser-Sender, Laser-Empfänger, Visiereinrichtung mit Strichmarke, einer für Empfänger und Visiereinrichtung gemeinsamen Eingangsoptik und mit im Strahlengang der Eingangsoptik angeordneten Mitteln zur Spektralteilung bekannt. Dieses Gerät weist hierzu einen aus prismatischen Körpern zusammengesetzten Strahlteiler

auf, wobei in der einen Brennebene der Empfangsoptik eine den Empfängereingang bildende Blende und in der anderen Brennebene die Strichmarke als Meßvorrichtung angeordnet ist. Hierbei fällt die Brennebene der Empfangsoptik für die Strichmarke mit einer äußeren Begrenzungsfläche des Strahlteilerprismas zusammen. Auf dieser Fläche kann entweder die Strichmarke eingeätzt sein oder eine Strichplatte mit zur Prismenfläche hinweisender Strichmarke aufgekittet sein. Bei einer Ausführungsform des bekannten Gerätes sind der aus Prismenkörpern zusammengesetzte Strahlteiler, ein Umlenkprisma und die Blende für die Empfangseinrichtung auf einem gemeinsamen Träger angeordnet. Bei einer solchen Anordnung ist zumindest die Temperaturabhängigkeit der Justierung nicht vernachlässigbar klein. Der Träger, auf dem die Blende angeordnet ist, bildet keine Grenzfläche des Umlenkprismas. Somit ist auch bei einer Justierung der Gesamtanordnung aus Prismenträger und Blende hinsichtlich der Visieroptik nicht ohne weiteres die Justierung der Empfangseinrichtung mit der Empfangsoptik gegeben.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Entfernungsmeßsystems besteht der Strahlteiler aus zwei in ihren Grundflächen zu einen Würfel zusammengefügten Prismen. Hierbei ist der Strahlteiler im Bereich der gemeinsamen Verbindungsfläche der Prismen zu einem frequenzselektiven dichroitischen Filter erweitert.

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 1 sind in zueinander paralleler Anordnung ein optischer Sender 2 mit Sendeoptik 3 und ein optoelektronischer Empfänger 4 mit einer Empfangsoptik 5 angeordnet. Die Empfangsoptik 5 besteht aus einer Kollimatorlinse 6 und dem in ihrer optischen Achse angeordneten Strahlteiler 7. Der Strahlteiler 7 besteht seinerseits aus zwei zu einem Strahlteilerwürfel zusammengefügten 90°-Prismen 8 und 9, deren Grundflächen die gemeinsame Verbindungsfläche darstellen. Im Bereich dieser gemeinsamen in Verbindungsfläche ist ein dichroitisches Filter 10 vorgesehen, dessen frequenzselektive Eigenschaften so bemessen sind, daß die auf die Grenzfläche zwischen den beiden 90°-Prismen 8 und 9 auffallende, am fernen Zielort reflektierte Strahlung des Laserse:nders 2 gegen den optoelektronischen Empfänger 4 reflektiert wird, während die von der Laserstrahlung in ihrer Wellenlänge verschiedene Strahlung durch das dichiroitische Filter 10 hindurch in ein in dieser Strahlrichtung hinter dem Strahlteiler 7 vorgesehenes Okular 11 einstrahlt. Das Gehäuse 1 weist für die Sende- und die Empfangsoptik eine ihrem jeweiligen Durchmesser angepaßte Fensteröffnung 12 und 13 auf. Hierdurch werden die Optiken gegen schädigende Umwelteinflüsse geschützt.

Wie die Figur ferner erkennen läßt, weist der Strahlteiler 7 sowohl auf Seiten des optoelektronischen Empfängers 4 als auch auf seilen des Okulars 11 eine mit der Brennebene der Kollimatorlinse 6 zusammenfallende Fläche 14 und 15 auf, von denen an der Fläche 14 die den optischen Eingang für den optoelektronischen Empfänger darstellende Blende 16 und an der Fläche 15 das Fadenkreuz 17 für die Visiereinrichtung unmittelbar angebracht sind. Die durch die Blende 16 hindurchtretende, im Strahlteiler 7 reflektierte Strahlung trifft nach Durchtritt durch die weitere Optik 18 auf einen Fotoempfänger 19 auf, dem sich, nicht näher dargestellt, ein elektrischer Verstärker mit nachgeschalteter Auswerteeinrichtung anschließt.

Das dichroitische Filter 10 stellt nicht nur einen Laserstrahl-Augenschutz für den den Laser auf ein bestimmtes Meßziel ausrichtenden Beobachter dar, sondern verbessert auch die Empfindlichkeit des optoelektronischen Empfängers 4, da es die der eigentlichen Nutzstrahlung überlagerte Hintergrundstrahlung weitgehend vom Ernpfängereingang abhält.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Optoelektronisches Entfernungssystem, insbesondere Laserentfernungsmesser, bestehend aus einem optischen Sender mit einer Sendeoptik, einer Visiereinrichtung und einem optoelektronischen Empfänger mit einer zugleich mit der Visiereinrichtung zusammenwirkenden Empfangsoptik, bei dem sich die Empfangsoptik aus einem Kollimator mit einem aus prismatischen Körpern gestalteten Strahlteiler zusammensetzt, und bei dem in der einen Bildebene der Empfangsoptik eine den Empfängereingang bildende Blende und in deren anderer Brennebene, die mit einer äußeren Begrenzungsfläche des Strahlteilers zusammenfällt, eine MeB- bzw. Registriermarkierung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die die Blende (16) aufweisende Brennebene der Empfangsoptik (S) ebenfalls mit einer äußeren Begrenzungsfläche (14) des Strahlteilers (7) zusammenfällt, so daß der Strahlteiler Träger~iöwohl für die Empföngerblende

(16) als auch für die Meß- bzw. Registriermarkierung

(17) ist.

2. Optoelektronisches Entfernungsmeßsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlteiler (7) aus zwei mit ihren Grundflächen zu einem Würfel zusammengefügten Prismen (8, 9) besteht und daß der Strahlteiler im Bereich der gemeinsamen Verbindungsfläche der Prismen zu einem frequenzselektiven dichroitischen Filter (10) erweitert ist.