DE4407093A1 - Laser-Reflektor-Einrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Laser-Reflektor-Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Solche Laser-Reflektor-Einrichtungen werden insbesondere in Verbindung mit Laser- Entfernungsmessern verwendet, welche vor allem im Vermessungswesen, in der Satellitentechnik sowie bei der optischen Zielverfolgung, z. B. beim Übungsschießen auf fliegende Zielkörper, eingesetzt werden.

Aus der Praxis ist eine Laser-Reflektor-Einrichtung in Form von makroskopischen Tripelspiegeln, d. h. einer Winkelecke aus drei Spiegeln, welche zueinander jeweils einen Winkel von 90° einschließen, bekannt. Eine solche Laser-Reflektor-Einrichtung arbeitet beispielsweise auf der Basis der Totalreflexion oder auf der Basis der metallischen Reflexion und liefert eine äußerst schmalwinklige Rückstrahlcharakteristik. Auf Grund der hohen Winkelpräzision und der erforderlichen Steifigkeit sind derartige Laser-Reflektor- Einrichtungen verhältnismäßig schwer und teuer.

Aus der Praxis sind ferner Laser-Reflektor-Einrichtungen mit flexiblen, meist selbstklebenden Reflektorfolien bekannt, deren Rückstrahlcharakteristik einen größeren Öffnungswinkel als im Fall der in Form von makroskopischen Tripelspiegeln aufgebauten Laser-Reflektor-Einrichtungen aufweist. Die Reflexionswirkung der Reflektorfolien beruht auf einer metallischen Reflexion oder einer Totalreflexion der Laserwellen an einer flächigen Anordnung mikroskopischer Tripelspiegel (wie beispielsweise bei den mit sogenannten "Katzenaugen" versehenen Leitpfosten am Fahrbahnrand) oder auf der Reflexion an einer weißen Fläche in Verbindung mit vorgelagerten mikroskopischen Glaskugeln (wie beispielsweise bei im Bereich der Fahrrad- oder Motorradbekleidung verwendeten rückstrahlenden Folien), wobei letztere als Sammellinsen wirken. Der größere Öffnungswinkel der Reflektorfolien im Vergleich zu den aus makroskopischen Tripelspie­ geln bestehenden Laser-Reflektor-Einrichtungen ergibt sich aus optischen Beugungseffekten.

Eine Laser-Reflektor-Einrichtung der eingangs erwähnten Art ist ebenfalls aus der Praxis bekannt. Bei dieser Laser-Reflektor-Einrichtung ist ein Ausgleich der beugungsbedingten Richtungsdispersion durch die Sammellinse ermöglicht. Die Sammellinse ist bikonvex oder plankonvex ausgebildet und verschließt das offene Ende des als metallischer Becher geformten Trägerkörpers. Theoretisch ergibt sich für die letztgenannte Laser-Reflektor- Einrichtung eine Rückstrahlcharakteristik, welche etwa einer in Form von makroskopischen Tripelspiegeln ausgebildeten Laser-Reflektor-Einrichtung entspricht. In der Praxis weist die obengenannte Laser-Reflektor-Einrichtung mit Sammellinse jedoch einen infolge von Lin­ senfehlern vergrößerten Öffnungswinkel auf insbesondere in Verbindung mit Mikrowellen- Reflektoren, wie z. B. Radar-Reflektoren, weist die obengenannte Laser-Reflektor- Einrichtung mit Sammellinse den Nachteil auf; daß letztere die Reflexionsquerschnitte der Mikrowellen-Reflektoren auf Grund einer Abschattung des wirksamen Reflexionsquerschnitts des Mikrowellen-Reflektors beispielsweise durch den metallischen Trägerkörper verschlechtert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Laser-Reflektor-Einrichtung zu schaffen, die mikrowellenneutral ausgebildet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Laser-Reflektor-Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die Ausbildung von Sammellinse, Reflektor und Trägerkörper aus einem elektrisch nichtleitenden, mikrowellenneutralen Material ist sichergestellt, daß die Reflexionsquer­ schnitte der Mikrowellen-Reflektoren weitgehend unbeeinflußt von der Laser-Reflektor- Einrichtung bleiben, so daß die Laser-Reflektor-Einrichtung mikrowellenneutral wirkt und gleichzeitig in der Lage ist, die beugungsbedingten Richtungsdispersionen der vom Reflektor zurückgeworfenen Laserwellen auszugleichen. Insofern ist eine solche Laser- Reflektor-Einrichtung vorzugsweise aber nicht ausschließlich bei der Zielverfolgung einsetzbar. Der wirksame Reflexionsquerschnitt des Mikrowellen-Reflektors bleibt erhalten.

Vorteilhaft ist ferner, die Sammellinse und den Reflektor aus Kunststoff und/oder Glas und den Trägerkörper aus Kunststoffe Glas, Keramik oder Papier herzustellen. Diese Materalien verbinden den Vorteil einer Mikrowellenneutralität mit dem Vorteil eines geringen Gewichts und damit letztlich geringeren Herstellungskosten einer solche Komponenten aufweisenden Laser-Reflektor-Einrichtung.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Sammellinse in Form einer flachen Stufen- Sammellinse (Fresnel-Linse) ausgebildet. Eine solche Sammellinse zeigt auf Grund ihrer ge­ ringen Materialstärke und ihrer weitgehend planparallelen Linsenform keine relevanten Bre­ chungseigenschaften in bezug auf das Mikrowellenfeld, so daß durch diese Weiterbildung die Mikrowellenneutralität der Laser-Reflektor-Einrichtung weiter verbessert wird.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend an Hand der Zeich­ nung näher erläutert, deren einzige Figur zeigt
einen schematischen Längsschnitt durch eine Laser-Reflektor-Einrichtung.

In der Figur ist ein Längsschnitt durch eine Laser-Reflektor-Einrichtung 1 schematisch dargestellt, wobei der Einfachheit halber die Schraffur durch die geschnittenen Elemente der Laser-Reflektor-Einrichtung weggelassen wurde.

Die Laser-Reflektor-Einrichtung 1 weist eine für Laserwellen 2 durchlässige optische Sammellinse 3 auf; welche in Form einer flachen Stufen-Sammellinse (Fresnel-Linse) ausgebildet ist. Eine derartige Sammellinse 3 ist als solche bekannt, so daß auf die diesbezügliche Literatur verwiesen werden kann.

In der Fokalfläche, d. h. in der Brennpunktfläche der Sammellinse 3 ist ein für Laserwellen undurchlässiger Reflektor 4 angeordnet. Der Reflektor 4 ist beispielsweise in Form einer Reflektorfolie ausgebildet, welche auf einen Trägerkörper 5 aufgeklebt ist. Dadurch ist der Reflektor 4 sicher an seinem Platz, d. h. im Brennpunkt der Sammellinse gehalten.

Erfindungsgemäß sind die Sammellinse 3 und der Reflektor 4 einschließlich des Trägerkör­ pers 5 aus einem elektrisch nichtleitenden, mikrowellenneutralen Material hergestellt. Dies kann für die Sammellinse 3 und den Reflektor 4 beispielsweise Kunststoff und/oder Glas und für den Trägerkörper 5 beispielsweise Kunststoff, Glas, Keramik oder Papier sein.

Aus der Figur ist ersichtlich, daß die Fokalfläche und damit der Reflektor 4 sowie dessen Trägerkörper 5 in Form eines Rotationsellipsoides um die optische Linsenachse 6 ausgebil­ det ist, so daß ein becherförmiger Reflektor 4 und ein ebensolcher Trägerkörper 5 entste­ hen. Das freie Ende 7 des Trägerkörpers 5 ist nach innen, d. h. zur optischen Linsenachse 6 hin etwa rechtwinklig umgebogen, so daß die Sammellinse 3 sicher an ihrem Platz gehalten und gegen ein Herausrutschen aus dem Trägerkörper 5 wirksam gehindert ist. Infolge der in Form eines Rotationsellipsoids ausgebildeten Trägerkörpers ist die Sammellinse aber auch an einem Verrutschen nach innen, d. h. zum Reflektor 4 hin gehindert. Im übrigen wirkt auch der sich unmittelbar an die äußeren Enden der Sammellinse 3 anschließende Reflektor 4 als wirksame Stütze für die Sammellinse, so daß diese letztlich gegen ein Verrutschen gesichert ist.

Der Trägerkörper 5 kann auch aus einem elastischen, vorgespannten Material bestehen, so daß die freien Enden 7 des Trägerkörpers nach innen, d. h. zur optischen Linsenachse 6 hin vorgespannt sind. In diesem Fall ist es möglich, den Durchmesser des freien Endes des Trä­ gerkörpers 5 geringfügig zu weiten und die Sammellinse 3 an ihrer vorbestimmten Stelle in den Trägerkörper einzusetzen.

Daraus folgt, daß der Trägerkörper 5 letztlich im Sinne einer Doppelwirkung auch als Fas­ sung für die Sammellinse 3 wirkt.

Der Reflektor 4 kann als selbstklebende Reflektorfolie ausgebildet und auf der Innenseite des Trägerkörpers 5 aufgeklebt sein. Es ist aber auch möglich, daß der Reflektor selbst Teil des Trägerkörpers oder umgekehrt ist; in diesem Fall ist der Reflektor mit einem dünnen Trägerkörper verstärkt, oder der Reflektor befindet sich innerhalb des Trägerkörpers 5. Außerdem kann der Reflektor selbst derart stabil ausgebildet sein, daß er selbst als Träger­ körper wirkt, so daß ein vom Reflektor unabhängiger, separater Trägerkörper entfallen kann.

In der Figur sind beispielhaft parallele Laserwellen 2 dargestellt. Der einfallende Strahl 10 wird von der Sammellinse 3 abgelenkt und in den Brenn- oder Fokalpunkt 11 der Sammellinse 3 gerichtet, dort vom Reflektor 4 zur Sammellinse 3 zurückgeworfen, an der Sammellinse 3 wieder derart umgelenkt, daß eintretender und austretender Strahl 10 parallel zueinander ausgerichtet sind.

Mit Hilfe der Erfindung wird eine mikrowellenneutrale Laser-Reflektor-Einrichtung 1 ge­ schaffen, die beispielsweise in Verbindung mit Mikrowellen-Reflektoren deren Reflexions­ querschnitte nicht verringert und die Brechungseigenschaften des Mikrowellenfeldes praktisch unverändert läßt.

Claims (3)

1. Laser-Reflektor-Einrichtung, mit einer für Laserwellen durchlässigen optischen Sammellinse und einem mittels eines Trägerkörpers in der Fokalfläche der Sammellinse gehaltenen, für Laserwellen undurchlässigen Reflektor, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammellinse (3) und der Reflektor (4) einschließlich des Trägerkörpers (5) aus einem elektrisch nichtleitenden, mikrowellenneutralen Material hergestellt sind.

2. Laser-Reflektor-Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sam­ mellinse (3) und der Reflektor (4) aus Kunststoff und/oder Glas und der Trägerkörper (5) aus Kunststoff, Glas, Keramik oder Papier hergestellt sind/ist.

3. Laser-Reflektor-Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammellinse (3) in Form einer flachen Stufen-Sammellinse (Fresnel-Linse) ausgebil­ det ist.