DE6918690U - LASER DISTANCE MEASURING AND AIMING DEVICE - Google Patents
LASER DISTANCE MEASURING AND AIMING DEVICEInfo
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Description
III-P69/1 " ' 25. April 1969III-P69 / 1 "'April 25, 1969
Cr/beCr / be
III-315III-315
ELTRO GMBH & CO., GESELLSCHAFT FÜR STRAHLUNGSTECHNIK
69 HEIDELBERG, SCHLOSSWOLFSBRUNNENWEG 33ELTRO GMBH & CO., COMPANY FOR RADIATION TECHNOLOGY
69 HEIDELBERG, SCHLOSSWOLFSBRUNNENWEG 33
Laser-Entfernungsmeß- und ZielgerätLaser distance measuring and aiming device
.Gegenstand der Neuerung ist ein Laser-Entfernungsmeß- und
Zielgerät.The subject of the innovation is a laser distance measuring and
Target device.
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:Such a device, which is used for visual sighting of a target, for measuring the distance of the targeted target by means of
Laser radiation and used for precise aiming essentially has the following in a known embodiment
Assemblies and parts:
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.A laser transmitter, a laser receiver, a sighting device with line mark, input optics common to the receiver and sighting device and means for spectral splitting arranged in the beam path of the input optics, ie for the wavelength-dependent division of the incident radiation into the laser component, which is called the "receiving beam" for the distance measurement
is directed to the laser receiver, and in the portion serving to aim at the target, which is called the "bearing beam" to a
The eyepiece of the sighting device arrives. Continue to include
to a laser range finder and aiming device
for energy supply as well as an electronic evaluation and
Display sysx-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: The present innovation deals specifically with the optical-mechanical part of a laser distance measuring and aiming device. The task of the innovation is to design such a device in such a way that the following requirements in particular are met:
1. Herabsetzung von Energieverlusten im Gerät in Folge von Luft-Glas-Übergängen auf ein Mindestmaß. 1st Reduction of energy losses in the device as a result of air-glass transitions to a minimum.
2. Gewährleistung einer sehr hohen Justiergenauigkeit durch geringe Anzahl von mechanischen Halterungen für die optischen Glieder des Geräts.2. Ensuring a very high level of adjustment accuracy due to the small number of mechanical holders for the optical Members of the device.
.3· 'Ein insgesamt mechanisch sehr stabiler, äußerst kompakter und raumsparender Gesamtaufbau des Geräts..3 · 'An overall mechanically very stable, extremely compact and space-saving overall design of the device.
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. The above-mentioned requirements are met in a laser distance tracking and targeting device with laser transmitter, laser receiver, sighting device with line mark, input optics common to the receiver and sighting device and with means for spectral division arranged in the beam path of the input optics according to the innovation, that in the periscopic beam path of the device an inverting prism following the input optics is arranged at a distance, one of its reflecting surfaces being provided with a spectrally splitting layer permeable to the laser radiation and whose exit surface facing an eyepiece bears the line mark.
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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.In the device according to the innovation, the means for erecting the image in the visor beam path, for spectral division and the line mark required for the sighting device are practically combined in one member, which means that only one holder is required. The element has only a single air-glass transition, namely the entrance surface for the total radiation coming from the entrance optics.
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.The periscopic structure of the device can also be very short and simple as a result of the low cost of optical parts which is another advantage.
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.According to one embodiment of the device according to the invention, the spectrally splitting layer can be applied to that surface in a simple manner of the erecting prism, which converges as the first reflection surface in the coming from the entrance optics Beam path is located. In this case, the received laser beam that has passed through the spectrally splitting layer arrives on the following laser receiver. The erecting prism, which is e.g. a pentagon prism with a roof edge, throws the rest of the penalty reflected on the first reflective surface of the prism » part, for the Mie spectral splitting layer undurc * llÄsei # is, and which serves as a "bearing beam", after further reflection on the prism roof edge into the eyepiece of the sighting device.
Gemäß einer weiteren, im Rahmen der Neuerung liegenden Ausftihrtulge- According to a further lying within the scope of the innovation 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-■ '' ■ '''Ϊ · "' ■ shape of the device can on the spektralteilenden Schifli ^. * ■ prism surface provided a lens wedge be cemented on immediately, a deflecting prism follows a result, the possibility
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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.It is advisable to deflect the received laser beam in a different direction, for example when using a trapezoidal deflecting prism in a direction that is parallel and opposite to the optical axis of the input optics. With the latter device version? Then the erecting prism with lens wedge, the deflecting prism and an Erapfangsblende upstream of the laser receiver are preferably mounted on a common carrier. arranges. This makes the entire prism system insensitive to possibly minor displacements, since the same deviations occur in the laser receiver axis as in the axis of the sighting device. The device can also be extremely compact due to the possibility of accommodating the laser transmitter in the same carrier as the input optics and arranging them parallel to them.
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-According to another embodiment lying within the scope of the innovation, the spectrally splitting layer can be applied to that surface of the erecting prism which is located as the second reflection surface in the beam path coming from the objective (input optics), converging and deflected at the prism roof edge as the first reflection surface. It proves to be expedient to design the erecting prism in such a way and to choose its refractive index in such a way that the received laser beam passing through the second reflective surface of the prism is refracted and into an opposite, for example parallel, or small angle with the optical path of the lens Direction runs, ie according to the opening angle of the lens. The laser receiver with
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geschalteter Bildfeldbegrenzungsblende kann somit in einer dem Strahlengang des Laser-Empfangsstrahl.s entsprechenden Lage in Umgebung der Objektivachse angeordnet sein.switched image field limiting diaphragm can thus in a corresponding to the beam path of the laser receiving beam Be arranged in the vicinity of the lens axis.
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.Furthermore, it can be advantageous if the second reflection surface of the erecting prism is only in one of the laser beam cross-sections correspondingly limited, central area is provided with a «spectrally splitting layer, during the remaining part of this prism surface is totally reflected. Then it is possible to use the red part of the normal to maintain visible radiation for the beam directed towards the eyepiece, thereby reducing the quality of the beam passing through the eyepiece Objective to be viewed is improved. The very small middle area in which the prism surface for red light is permeable, is of little importance here. The middle one is preferably provided with the spectrally splitting layer The area of the second reflective surface of the prism is elliptical educated.
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.According to a further embodiment of the innovation, either the prism surface of the erecting prism facing the eyepiece can Enter a line mark or a graticule with Prisraenflache indicative line mark to be cemented. Furthermore, there is the possibility that the reticle is designed as a plano-convex or plano-concave lens and thereby has the effect of a field lens.
Die Neuerung wird nun anhand der Zeichnungen, die lediglich Ausführungirbeispiele beinhalten, näher erläutert.The innovation will now be based on the drawings, which are only exemplary embodiments include, explained in more detail.
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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. 1 and 3 each show a sectional view through the periscopic system of a laser distance measuring and targeting device, with three different possible embodiments being shown.
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 According to FIG. 1, the periscopic system of the laser distance measuring and targeting device consists of an entrance mirror 1, a receiving lens 2 with an optical axis 10, a subsequent pentagon prism 3, which is common to a laser receiver 13 and the sighting device of the device and an eyepiece 7 · The pentagon prism 3; has a spectrally splitting layer 6 on that of its surfaces which is the first reflection surface in the converging beam path coming from objective 2, which is only permeable to the laser wavelength, but the remaining part of the incident radiation as "bearing beam 11"
*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.* deflects towards the eyepiece 7, at the same time erecting the image is effected. The roof edge 4 of the pentagon prism 3 is located here as a second reflection surface in the sighting beam path. On the exit surface of the prism 3 facing the eyepiece 7 is a reticle 9 with the prism surface indicative line mark 8 puttied on. The reticle 9 is designed as a planoconvex lens. A prism wedge i5 is cemented onto the spectrally splitting layer 6 of the erecting prism, which ensures an unbroken exit of the received laser beam guaranteed from the erecting prism 3. In the unbroken beam path 17 is still in the image plane of the laser receiver 13 a diaphragm 11 which can be adjusted to the line mark 8. A collimator lens arranged in front of the laser receiver 13 is denoted by 12.
- 7 —- 7 -
» Jl» I »HI»Jl» I »HI
j 3 J J » » J »»;j 3 J J »» J »»;
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.The embodiment shown in Fig. 2 βί * .ι · β raeß- und Zielger « 5 ta differs from the arrangement shown only in that ^ n additional deflecting prism 14 is provided through which the laser receiver *. angsstrahl 17 is deflected several times and directed again parallel to the optical axis 10 of the input optics 2. The formed as a trapezoidal prism deflecting prism 14 4 * success here directly on the prism wedge 15 ι 'of the i / spectral portion of the layer 6 .it prism surface provided dee Peetafcwipj * is !; "" cemented. * 3 The pentagon prism 3 with prism wedge IS 1 * ·· deflection prism 14 and the diaphragm 11 of the laser receiver 13 are arranged on a common carrier 16.
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-Another possible way of arranging an erecting prism 3 1 in the periscopic beam path of a laser distance measuring and targeting device can be seen from * in FIG. 3. In this arrangement, a spectral splitting layer 6 1 is applied to that surface of the erecting prism 3 1 , which is located as a second reflection surface 5 in the converging beam path coming from the lens 7 and deflected at the prism roof edge as the first reflection surface 4. The received laser beam 17 passed through by the layer 6 is at de. ' The prism surface 5 standing obliquely to the optical axis is broken and, with the appropriate choice of the refraction coefficient of the prism 3 ', is directed exactly parallel to the objective axis ΐϋ. In the subsequent beam path, the laser reception beam 17 passes through the reception aperture 11 adjusted to the line mark 8 and then reaches the laser receiver 13 via the collimator lens 12.
, r, r
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.For the sake of simplicity, it is not shown, for example only works at the wavelength X = 0.69 / μm, no dispersion occurs, so that an additional correlation element between the erecting prism and the laser receiver is unnecessary.
- Schutzansprüche -- Protection claims -
Claims (1)
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