DE6918690U

DE6918690U - Laser-entfernungsmess- und zielgeraet

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Publication number: DE6918690U
Application number: DE6918690U
Authority: DE
Original assignee: Eltro GmbH and Co
Current assignee: Eltro GmbH and Co
Priority date: 1969-05-08
Filing date: 1969-05-08
Publication date: 1969-12-04
Also published as: CH503259A; BE743670A

Description

III-P69/1 " ' 25. April 1969

Cr/be

III-315

ELTRO GMBH & CO., GESELLSCHAFT FÜR STRAHLUNGSTECHNIK
69 HEIDELBERG, SCHLOSSWOLFSBRUNNENWEG 33

Laser-Entfernungsmeß- und Zielgerät

.Gegenstand der Neuerung ist ein Laser-Entfernungsmeß- und
Zielgerät.

Ein derartiges Gerät, das zum visuellen Anpeilen eines Zieles, zur Messung der Entfernung des angepeilten Zieles mittels
Laser-Strahlung und zum genauen Zielen verwendet wird, besitzt bei'einer bekannten Ausführung im wesentlichen die folgenden
Baugruppen und Teile:

Einen Laser-Sender, einen Laser-Empfänger, eine Visiereinrichtung mit Strichmarke, eine für Empfänger und Visiereinrichtunggemeinsame Eingangsoptik und im Strahlengang der Eingangsoptik angeordnete Mittel zur Spektralteilung, d.h. zur wellenlängenabhängigen Aufteilung der einfallenden Strahlung in den Laser-Anteil, der als "Empfangsstrahl" für die Entfernungsmessung
zum Laser-Empfänger hin gelenkt wird, und in den zum Anvisieren des Zieles dienenden Anteil, der als "Peilstrahl" zu einem
Okular der Visiereinrichtung hin gelangt. Weiterhin gehören
zu einem Laser-Entfernungsmeß- und Zielgerät Einrichtungen
zur Energieversorgung sowie ein elektronisches Auswerte- und
Anzeigesysx-em.

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Die vorliesende Neuerung befaßt sich speziell mit dem optischmechanischen Teil eines Laser-Entfernungsmeß- und Zielgeräts. Aufgabe der Neuerung ist es, ein solches Gerät in der Weise auszubilden, daß insbesondere die folgenden Forderungen erfüllt werden:

1. Herabsetzung von Energieverlusten im Gerät in Folge von Luft-Glas-Übergängen auf ein Mindestmaß.

2. Gewährleistung einer sehr hohen Justiergenauigkeit durch geringe Anzahl von mechanischen Halterungen für die optischen Glieder des Geräts.

.3· 'Ein insgesamt mechanisch sehr stabiler, äußerst kompakter und raumsparender Gesamtaufbau des Geräts.

Die vorstehend erwähnten Forderungen werden bei einem Laser-Entf ernungsraeß- 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 gemäß der Neuerung dadurch erfüllt, daß im periskopischen Strah lengang des Geräts ein der Einga^soptik im Abstand folgendes Umkehrprisma angeordnet ist, dessen eine seiner reflektierenden Flächen mit einer spektralteilenden, für die Laser-Strahlung durchlässigen Schicht versehen ist und dessen einem Okular zugewendete Austrittsfläche die Strichmarke trägt.

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Beim neuerungsgemäßen Gerät sind somit die Mittel zur Bildaufrichtung im VisLerstrahlengang, zur Spektralteilung und die für die Visiereinrichtung erforderliche Strichmarke praktisch in einem Glied miteinander vereinigt, wordurch auch nur eine Halterung benötigt wird. Das Glied weist lediglich einen einzigen Luft-Glas-Übergang auf, nämlich die Eintrittsfläche für die von der Eingangsoptik herkommende Gesamtstrahlung.

Der periskopische Aufbau des Geräts kann außerdem in Folge des geringen Aufwands an optischen Teilen sekr kurz und einfach gehalten werden, was einen weiteren Vorteil darstellt.

Nach einer Ausführungsform des neuerungsgemäßen Geräts kann die spektralteilende Schicht in einfacher Weise auf diejenige Fläche des Umkehrprismas aufgebracht sein, die sich als erste Reflexionsfläche im von der Eingangsoptik herkommenden, konvergierenden Strahlengang befindet. In diesem Falle gelangt der durch die spektralteilende Schicht hindurchgelassene Laser-Empfangsstrahl auf den nachfolgenden Laser-Empfänger. Das Umkehrprisma, das z.B. ein Pentagonprisma mit Dachkante ist, wirft den restlichan, an der ersten Reflexionsfläche des Prismas reflektierten Strafe» lenteil, für den also Mie spektralteilende Schicht undurc*llÄsei# ist, und der als "Peilstrahl" dient, nach weiterer Reflexion an der Prismen-Dachkante in das Okular der Visiereinrichtung.

Gemäß einer weiteren, im Rahmen der Neuerung liegenden Ausftihrtulge-

■ ' ' ■ ' '' Ϊ ·"' ■ form des Geräts kann auf die mit der spektralteilenden Schifli^ .■* versehene Prismenfläche ein Linsenkeil aufgekittet sein, auf unmittelbar, ein Umlenkprisma folgt, Hierdurch wird die Möglich-

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kedt geboten, den Laser-Empfangsstrahl in eine andere Richtung umzulenken j, beispielsweise bei Verwendung eines trapezförmigen Umlenkprismas in eine zur optischen Achse der Eingangsoptik parallele und entgegengesetzt verlaufende Richtung. Bei letzterer Geräteausführun? sind dann das Umkehrprisma mit Linsenkeil, das Umlenkprisma sowie eine dem Laserempfänger vorgeschaltete Erapfangsblende vorzugsweise auf einem gemeinsamen Träger ange- .ordnet. Hierdurch wird das gesamte Prismensystem unempfindlich gegen evtl. geringe Verlagerungen, da hierbei in der Laser- Empfänger-Achse dieselben Abweichungen auftreten wie in der Achse der Visiereinrichtung. Das Gerät kann weiterhin in Folge der Möglichkeit, den Laser-Sender im gleichen Träger unterzubringen wie die Eingangsoptik und ihn parallel zu dieser anzuordnen, äußerst kompakt aufgebaut werden.

Gemäß einer anderen im Rahmen der Neuerung liegenden Ausführungs form kann die spektralteilende Schicht auf diejenige Fläche des Umkehrprismas aufgebracht sein, die sich als zweite Reflexionsfläche im vom Objektiv (Eingangsoptik) herkommenden, konvergierenden und an der Prismendachkante als erster Reflexionsfläche umgelenkten Strahlengang befindet. Hierbei erweist es sich als zweckmäßig, das Umkehrprisma in der Weise auszubilden und seinen Brechungskoeffizienten derart zu wählen, daß der durch die zweite Reflexionsfläche des Prismas hindurchtretende Laser-Empfangsstrahl gebrochen wird und in eine zum Objektivstrahlengang entgegengesetzte, beispielsweise parallele oder mit diesem einen kleinen Winkel bildende Richtung verläuft, ie nach Öffnungswinkel des Objektivs. Der Laser-Empfänger mit vor-

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geschalteter Bildfeldbegrenzungsblende kann somit in einer dem Strahlengang des Laser-Empfangsstrahl.s entsprechenden Lage in Umgebung der Objektivachse angeordnet sein.

Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn die zweite Reflexionsfläche des Umkehrprismas lediglich in einem dem Laserstrahiquerschnitt entsprechend begrenzten, mittleren Bereich mit · einer«spektralteilenden Schicht versehen ist, während der restliche Teil dieser Prismenfläche total reflektiert ist. Dann ist es nämlich möglich, auch den Rotanteil der normalen sichtbaren Strahlung für den zum Okular hin gelenkten Peilstrahl beizubehalten, wodurch die Qualität des durch das Okular zu betrachtenden Zieluildes verbessert wird. Der sehr kleine mittlere Bereich, in welchem die Prismenfläche für rotes Licht durchlässig ist, fällt hierbei kaum ins Gewicht. Vorzugsweise ist der mittlere, mit der spektralteilenden Schicht versehene Bereich der zweiten Reflexionsfläche des Prismas ellipsenförmig ausgebildet.

Gemäß weiterer Ausgestaltung der Neuerung kann auf die dem Okular zugewendete Prisraenflache des Umkehrprismas entweder eine Strichmarke eingebt oder eine Strichplatte mit zur Prisraenflache hinweisender Strichmarke aufgekittet sein. Weiterhin besteht die Möglichkeit, daß die Strichplatte als Plankonvex- oder Plankonkav-Linse ausgebildet ist und hierdurch die Wirkung einer Feldlinse besitzt.

Die Neuerung wird nun anhand der Zeichnungen, die lediglich Ausführungirbeispiele beinhalten, näher erläutert.

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Die Fig. 1 bu.s 3 zeigen jeweils eine Schnittansicht durch das periskopische System eines Laser-Entfernungsmeß-·und Zielgerats, wobei drei verschiedene Ausführungsmöglichkeiten dargestellt sind.

Gemäß Fig. 1 besteht das periskopische System des Laser-Entfernungs meß- und Zielgeräts aus einem Eintrittsspi^gel 1, einem für einen Laser-Empfänger 13 und die Visiereinrichtung des Geräts gemein-■ samen Empfangsobjektiv 2 mit optischer Achse 10, einem nachfolgenden Pentagonprisma 3 und einem Okular 7· Das Pentagonprisma 3; besitzt auf derjenigen seiner Flächen, die sich als erste Reflexionsfläche im vom Objektiv 2 herkommenden, konvergierenden Strahlengang befindet, eine spektralteilende Schicht 6, die lediglich für die Laserwellenlänge durchlässig ist, den restliehen Teil der eintreffenden Strahlung aber als "Peilstrahl¹¹

*zura Okular 7 hin umlenkt, wobei gleichzeitig eine Bildaufrichtung bewirkt wird. Die Dachkante 4 des Pentagonprismas 3 befindet sich hierbei als zweite Reflexionsfläche im Visierstrahlengang. Auf die dem Okular 7 zugewendete Austrittsfläche des Prismas 3 ist eine Strichplatte 9 mit zur Prismenfläche hinweisender Strichmarke 8 aufgekittet. Die Strichplatte 9 ist als Plankonvexlinse ausgebildet. Auf die spektralteilende Schicht 6 des Umkehrprismas ist ein Prismenkeil i5 aufgekittet, welcher ein ungebrochenes Austreten des Laser-Empfangsstrahls aus dem Umkehrprisma 3 gewährleistet. Im ungebrochenen Strahlengang 17 befindet sich weiterhin in der Bildebene des Laser-Empfängers 13 eine zur Strichmarke 8 justierbare Blende 11. Eine vor dem Laser-Empfänger 13 angeordnete Kollimatorlinse ist mit 12 bezeichnet.

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Die in Fig. 2 gezeigte Ausfuhrunflsform βί*.ι·β raeß- und Zielger«⁵ ta unterscheidet sich gegenüber aus der ersichtlichen Anordnung lediglich dadurch, daß ^n zusätzliches Umlenkprisma 14 vorgesehen ist, durch welchem der Laser-Emp*. angsstrahl 17 mehrmals umgelenkt und wieder parallel zur optischen Achse 10 der Eingangsoptik 2 gerichtet wird. Das als Trapezprisma ausgebildete Umlenkprisma 14 folg⁴* hierbei unmittelbar auf den Prismenkeil 15' ι der auf die i/.it der spektralteil enden Schicht 6 versehenen Prismenflache dee Peetafcwipj*!;«»* 3 aufgekittet ist. Das Pentagonprisma 3 mit Priemenkeil IS¹« *·· Umlenkprisma 14 und die Blende 11 des Laser-Empffingers 13 sind auf einem gemeinsamen Träger 16 angeordnet.

Aus* der Fig. 3 kann noch eine weitere mögliche Anordnungsweise eines Umkehrprismas 3¹ im periskopischen Strahlengang eines Laser-Entfernungsmeß- und Zielgeräts entnommen werden. Bei dieser Anordnung ist eine spektralteilende Schicht 6¹ auf diejenige Fläche des Umkehrprismas 3¹ aufgebracht, die sich als zweite Ref lexi onsf lache 5 im vom Objektiv 7. herkommenden, konvergierenden und an der Prismendachkante als erster Reflexionsfläche 4 umgelenkten Strahlengang befindet. Der von der Schicht 6> hindurchgelassene Laser-Empfangsstrahl 17 wird an de.' schief zur optischen Achse stehenden Prismenfläche 5 gebrochen und bei entsprechender Wahl des Brechur.gskoeffizienten des Prismas 3' genau parallel zur Objektivachse ΐϋ gerichtet. Im nachfolgenden Strahlengang tritt der Laser-Empfangsstrahl 17 durch die zur Strichmarke 8 justierte Empfangsblende 11 hindurch und gelangt anschließend über die Kollimatorlinse 12 zum Laser-Empf ängei 13· Im Falle, daß der Laser-Sender, welcher der Ein-

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fachheit halber nicht dargestellt ist, beispielsweise nur bei der Wellenlänge X= 0,69 /um arbeitet, tritt keine Dispersion auf, so daß ein zusätzliches Korrelcturglied zwischen Umkehrprisma und Laser-Empfänger entbehrlich ist.

- Schutzansprüche -

Claims

Schutzansprüche

1. 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, dadurch gekennzeichnet, daß im periskopischen Strahlengang des Geräts ein der Eingangs- :,■ optik (2) im Abstand folgendes Umkehrprisma angeordnet ist, dessen eine seiner reflektierenden Flächen mit einer spektralteilenden, für die Laser-Strahlung durchlässigen Schicht versehen ist und dessen einem Okular (7) zugewendete Austrittsflache die Strichmarke (8) trägt.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die spektralteilende Schicht (6) auf diejenige "lache des Umkehrprismas (3) aufgebracht ist, die sich als erste Reflexionsfläche im vom objektiv (2) herkommenden, konvergierenden Strahlengang befindet.

3. Gerät nach Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die mit der spektralteilenden Schient (6) versehene Prismenfläche ein Linsenkeil (15') aufgekittet ist, auf den ein Umlenkprisma (14) folgt.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Umkehrprisma (3) mit Linsenkeil (l5')j das Umlenkprisma (14) sowie eine dem Laser-Empfänger (l3) vorgeschaltete Empfangsblende (ll) auf einem gemeinsamen Träger (l6.) angeordnet sind.

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Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daft die spektraltellende Schicht (6») auf diejenige Fläche dt β Umkehrprismas (3¹) aufgebracht ist, die sieh ale zweite Reflexionsfläche (S) im vom Objektiv (2) herkommenden, ki οvergierenden und an der Prismendachkan^e als erster Reflexionsfläche (4) umgelenkten Strahlengprs befindet.

6. Gerät nach den Ansprüchen I und 5» gekennzeichnet durch

: eine derartige Ausbildung des Umkehrprismas (3¹) und . ,·

... jS'.T,'<' «f\. Wahl seines Brechungskoeffizienten» daß der durch dl^ Fläche (5) hindurchtretenae Laser-Empfangsstrahl gebrochen wird und in eine zum Objektivstrahlengang entgegengesetzte, beispielsweise parallele oder mit diesea - 'einen kleinen Winkel bildende Richtung verläuft.

7. Gerät nach den Ansprüchen 1 und 5 oder nach Anspruch 6» dadurch gekennzeichnet, daß d'e Prisraenflache (5) lediglich in einem dem Laserstrahlquerschnitt entsprechend begrenzten, mittleren Bereich mit einer spektralteilenden Schicht versehen ist, während der restliche Teil der Prismenfläche (S) total reflektierend ist.

8. G.. "!t nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere, mit einer spektralteilenden Schicht versehene Bereich der Prismenfläche (5) ellipsenförmig ausgebildet i< .

9. Gerät nach Anspruch 1 oder einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Okular (7) zugewendete Prismenfläche entweder eine Strichmarke (S) eingeätzt oder

eine Strichplatte (9) mit zur Prismenfläche hinweisender Strichmarke (8) auf gekittet ist. . ·. .

10. Gerät nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, daß die Strichplatte (9) als Plankonvex- oder Plankonkav-Linse ausgebildet ist.