NO153824B - Juster- og kontrollinnretning for et laser-avstandsmaalersystem. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en innretning som tjener til justering

og kontroll av et laser-avstandsmålestystem, særlig for paral-

lell orientering av senderens og mottagerens optiske akser i forhold til hverandre og til en optisk referanseakse, og omfatter en kollimator bestående av en kollimatorlinse, en stråledelerterning med strekplate, en lyskilde til å belyse strekplaten, en innretning til iakttagelse av den belyste strekplate, samt minst ett optisk koblingsledd som er bevegelig anordnet foran laser-avstandsmålesystemets relevante optiske akser og dirigerer mottagerens optiske akse mot kollimatoraksen.

For forskjellige, f.eks. militære anvendelser anvender

man allerede i stor utstrekning laser-avstandsmålere for nøyak-

tig og rask bestemmelse av et objekts avstand, f.eks. avstanden mellom et måleobjekt og et våpen. På grunn av den intense bun-

ting av laserstrålen behøves ved disse apparater en nøyaktig parallellitet mellom 1aser-senderens og laser-mottagerens op-

tiske akser i forhold til hverandre og til en optisk referanseakse, f.eks. siktelinjen for et våpen eller et retteapparat.

Der må derpå f.eks. etter montasjen av hele apparatet foretas

en kontroll og nøyaktig justering av laser-avstandsmåleren.

Fra DE-OS 25 36 878 er der kjent et optronisk system,

særlig en laser-avstandsmåler, som gjør bruk av en justerhjelp,

og som oppviser en optisk sender med en sendeoptikk, en optro-

nisk mottager med en mottagningsoptikk og en sikteinnretning med en sikteoptikk som eventuelt er kombinert med mottagnings-optikken. Som justerhjelp er der anordnet en trippelstrimmel som kan påsettes en apparatbærer foran de forskjellige optikker og overspenner avstanden mellom sendeoptikken og mottagnings-optikken, og som kan forskyves i sin lengderetning. Dessuten er der på apparatbæreren fast anordnet et referansespeil i form av et trippelspeil via hvilket der i forbindelse med trippelstrim-melen kan skaffes en optisk bro mellom mottagnings- resp. sikte-optikken og en måleoptikk, f.eks. en kollimatorkikkert, som fastlegger systemets optiske referanseakse.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å gi en innretning som tjener til justering og kontroll av et laser-avstandsmålesystem, og som fremfor alt muliggjør eksakt oppmåling og justering av de relevante optiske akser, dvs. nøyaktig orientering av laser-se.nderens og laser-mottagerens optiske akse i forhold til hverandre og til en optisk referanseakse, en slik utformning at innretningen i forbindelse med en mest mulig kompakt og modulær oppbygning også ved store avstander mellom de relevante optiske akser lar seg anvende både ved innbygde og ved utbygde apparater uten at der behøves målninger i fritt rom med de derved betingede risikoer med hensyn til sikkerheten og til usikkerhet av målingene.

Ved en juster- og kontrollinnretning av den innlednings-vis angitte art blir denne oppgave ifølge oppfinnelsen løst ved at kollimatoren er anordnet i et måleapparat utformet som selvstendig enhet med egen kapsel, og kollimatorens optiske akse kan orienteres til referanseaksen ved hjelp av en innstillingsinnretning anordnet i måleapparatet, at der til optisk kobling av måleapparatet til laseravstandsmålesystemet er anordnet en optisk adapter som fortrinnsvis er utformet sem selvstendig enhet med egen kapsel, og som inneholder det optiske koblingsledd, at dette koblingsledd består av et parallell-epiped og er slik bevegelig anordnet foran de relevante optiske akser at det foruten mottageraksen også dirigerer senderak sen og referanseaksen til kollimatoraksen, og at der til mekanisk kobling av måleapparatet til 1aser-avstandsmålesystemet er anordnet en mekar.;'.sk adapter som bærer måleapparatet og kan festes på laser-avstandsmålesystemet eller dets bærekonstruksjon.

En slik innretning består vesentlig av tre enheter,

nemlig et måleapparat med en målekollimator, samt en optisk og en mekanisk adapter til å koble måleapparatet til laser-avstandsmålesystemet. Målekollimatoren kan ved hjelp av innstillingsinnretningen uten videre orienteres etter en referanseakse,

som eventuelt også kan falle sammen med mottageraksen. Etter denne innstilling er det som følge av måleapparatets optiske kobling med laser-avstandsmålesystemet via den optiske adapter mulig å orientere laser-avstandsmålesystemets sender- og mottagerakse parallelt til hverandre og til referanseaksen.

I den forbindelse gjør innretningen ifølge oppfinnelsen pga.

sin gunstige oppbygning med tre kompakte homogene enheter det mulig å gjennomføre disse måle- og justeroperasjoner både ved innbygde og ved avmonterte apparater uten at der behøves målinger i fritt rom. Innretningen ifølge oppfinnelsen kan som følge av sin gunstige oppbygning utformes slik at der ved laser-drift ikke kan opptre noen skadelig laser-stråling. Kontroll og justering av et laser-avstandsmålesystem kan derfor også skje uten bruk av laser-beskyttelsesbriller selv i lukkede rom.

Laser-avstandsmålere har i regelen to optiske akser, nemlig mottageraksen og senderaksen. Som allerede omtalt må disse to akser orienteres nøyaktig parallelt i forhold til hverandre og til en referanseakse. Da akseavstandene ved forskjellig lasertyper er forskjellig store, blir stråleveiene hos de respektive akser hos laser-avstandsmålesystemet som skal.oppmåles, ved innretningen ifølge oppfinnelsen på gunstig måte bragt til å dekke seg med kollimatorens strålevei, noe som skjer via bevegelige optiske koblingsledd, f.eks. i form av Z-av-bøyningsspeil. Denne metode har betraktelige fordeler fremfor en kollimator som har stor apertur og gjør det mulig å få med alle optiske akser som skal oppmåles, samtidig. En fordel ligger i at målekollimatoren kan holdes liten med hensyn til dimensjoner. Dessuten blir målenøyaktigheten meget stor, siden der bare måles med stråler i nærheten av aksen (lavt åpningsforhold). En annen fordel ligger i at innflytelsen av målekollimatorens temperatur-avhengige karakteristikk på målenøyaktigheten er praktisk talt eliminert, siden der måles med aksesymmetriske stråler.

Antallet av koblingsledd som overspenner de optiske akser, avhenger ved en innretning ifølge oppfinnelsen av det respektive laser-avstandsmålesystems oppbygning. Ved et system hvor mottageraksen og referanseaksen faller sammen, behøves minst ett optisk koblingsledd som overspenner avstanden mellom senderakse og kollimatorakse. For tilfellet av at referanseaksen avviker fra mottageraksen, benyttes minst to optiske koblingsledd, hvorav det ene overspenner avstanden mellom senderakse og kollimatorakse og det annet avstanden mellom kollimatorakse og referanseakse. Sluttelig vil der også kunne behøves et ytterligere optisk koblingsledd dersom kollimatoraksen avviker fra mottågerakseri. Dette ytterligere koblingsiedd overspenner da avstanden mellom kollimatorakse og mottagerakse.

Fordelaktig er kdliimatorén ved en innretning iføigé oppfinhéisen utformet som infrarødt-koilimator med én infrarødt-lyskilde, et filter anordnet i infrårødtlyskildens strålevéi, én infrarødt-biiiedoitiformer og et okular som er ihnspeilét i infrarødt-billedomformerens stråleyei og tjener som iakttagelsés-innretning. På dénrié måte er dét muiig å arbeide med et eneste apparat ved visueii iakttagelse i det synlige spektralområde, mens den aktivt målende kollimator ligger i det ikké syhiige område og arbeider med lasér-avstandsmålérens driftsbøigeléhgdé, f.eks. med A = i, 064 uiii ved anvendelse av en YAG-Nd-iåser. -

Ved en kollimator utført kom inf rarødt-koilimator eir dét imidlertid også mulig istedenfor en infrarødt-biiledomformer ihed okular til betraktning av den infrårødt-belysté strekplate å anvende et fjernsynkaméra med fraskilt monitor.

Hensiktsmessig blir der ved en innretning ifølge opp-, finnelseh anordnet dempningsfiltre melibm sender og kollimatori

Ved en innretning ifølge oppfinnelsen er det mulig foruten

å måle parallellitet av de optiske akser for sender og mottager tii hverandre og til en reféranseakse> samtidig også å kontrollere fjernfeltet og laserstrålens divergens såvel s6in å oppmåié mottagér-syrisfeltet uten åt der behøves innretninger i tillegg. Ved laseravstahdsmålere kan det imidlertid være påkrevet fra tid til annen og/eller ved bestemte anvendelser å kontrollere ytterligere viktige karakteristiske verdier fbr systemet. Det viilé derfor være gunstig å ha til rådighet en juster- bg koritroiiinnretnihg som foruten oppmåling av de optiske akser også muliggjør éh kontroll av de viktigste systemkaraktéristika. Det ér derfor én oppgåve f dir forskjellige videre utformninger

av oppfihnéiséh å skaffe en siik juster- og kbhtrollihnréthing.

Ved eh fordelaktig videre utformning av oppfinnelsen ér der derfor i et eget lukket rom i måleapparatet anordnet en sprederenhét med en spredérskivé som spirer séndéstråiens laserlys diffust/, og i sprederskivéns spredningsbmråde anordnet ét fotoélement som står i forbindelse med en effektmåle-éiék-tronikk. Med en slik sprederenhet er der skaffet en effekt-målekomponent ved hvis hjelp det er mulig å gjennomføre en kontroll av lasersenderens utgangseffekt.

En særlig gunstig utførelsesform for en slik innretning

i henhold til oppfinnelsen er utviklet videre ved at der i sprederskivens spredningsområde er innkoblet en ende av minst én lys-bølgeledning av bestemt lengde, mens lysbølgeledningens annen ende er innkoblet i kollimatoren. I den forbindelse blir laser-avstandsmålerens gangtid som er bestemt ved lengden av lysbølge-ledningen som virker som optisk forsinkelsesledd, utnyttet som måleverdi. Med en slik innretning er det derfor mulig samtidig

•også å gjennomføre en kontroll av avstandsmålingens nøyaktighet. En ytterligere gunstig utførelsesform for en innretning

i henhold til oppfinnelsen med to lysbølgeledere er karakterisert ved at den ekstra lysbølgeledning har slik lengde at der takket være den ekstra lysbølgeledning oppstår en differanselengde svarende til en bestemt målestrekning. Ved omledning av en del av lyset fra sendestrålen via den ekstra optiske forsinkelsesledning, som danner en shunt, er det mulig å gjennomføre en funksjonskontroll av dobbeltekko-tydningen resp. en kontroll av dybdeoppløsningen.

Ved hjelp av sprederenheten i måleapparatet er det

enn videre mulig i forbindelse med de benyttede dempningsfiltre samtidig også å måle systemfølsomheten via en bestemmelse av ekstinksjonsverdien. For å gjøre det mulig å foreta disse til-leggsmålinger med de forhåndenværende optiske koblingsledd er det hensiktsmessig om det koblingsledd hos den optiske adapter som overspenner avstanden mellom kollimatorakse og senderakse, også overspenner avstanden mellom sprederenhet og senderakse og kan svinges foran sprederenheten, og om kollimatorens utgang og sprederenheten er plassert på en sirkelbue.

Ytterlige gunstige utformninger av hovedkravets gjenstand

er angitt i de øvrige underkrav. Således fås en særlig enkel håndtering når det gjelder innstilling av kollimatoraksen etter referanseaksen ved en innretning ifølge oppfinnelsen, ved at kollimatoren er anordnet på en bæreinnretning som ved hjelp av

ihhstillingsihnretningen kan beveges i X- og Y-retningen i eti koordinatsystem.

En ehkél/ kompakt utførelsesform for en mekanisk adapter

som kan.anvendes ved innretningen ifølge oppfinnelsen, er på fordelaktig måté karakterisert ved at den mekaniske adapter består av minst to bæreplatér som er anordnet på tvers av hvérahdré, og hvorav den ene tjener tii béfestigelse av måleapparatet ved skiruning og den annen, som ligger på tvers av den første, tjener tii béfestigelse av den mekaniske adapter på laser-avstands-måiesystémét eller dets bærekonstruksjon.

Av hensyn til sikkerheten når det gjelder betjening av innretningen ifølge oppfinnelsen, er det hensiktsmessig oiti den optiske adapter på den utside som vender mot lasersenderen, ér utformet med et utad lukkét beskyttelsesrør som overspenner av-^ standen mellom optisk adapter og senderoptikk.

Likeledes ér det med henblikk på sikkerheten når det

gjelder betjening av inhretningén ifølge oppfinnelsén, gunstig om måleapparatet er utformét med en sikringsinrirething og måleoperasjonene kan gjennomføres ved sluttet sikringskréts hos sikrihgsinnretningén. Dérméd forhihdrés utilsiktét uttreden av laserstråling og den dermed forbundne fare for betjeningspérsonalet.

Sluttelig er det fra et konstruktivt og betjeningsteknisk synspunkt gunstig om allé betjenings- og visnihgselémenter hos måleapparatet ved innretningen iføige oppfinnelsen ér sammenfattet til et betjenings- og visningsfelt avtagbart féstét som selvstendig enhet på måleapparatet. Dermed kan måleapparatet også drives fra det fraskilte betjenings- og visningsfelt.

I det følgende vil oppfinnelsen bli nærmere beiyst ved

ét på tegningen vist utførélseseksempel på en juster- og kontrollinnretning for et laser-avstahdsmålésystem. Dét dreiér seg hér om et foretrukkét utførélseseksempel som gjør det mulig å gjénhom-føre alle de ovenfor omtalte målinger og kontroller med én eneste innretning.

Fig. 1 er en skjematisk oveirsiktsfigur som anskueliggjør

oppbygningen av en innretning ifølge oppfinnelsen.

Fig. 2, 3 og 4 viser et måleapparat som kan anvendes ved innretningen ifølge oppfinnelsen, sett henholdsvis forfra, fra siden og ovenfra. Fig. 5-11 viser mer detaljert oppbygningen av innretningen ifølge oppfinnelsen med de forskjellige måleprosesser.

Fig 1 gir en oversikt over en innretning som er utført

ifølge oppfinnelsen og er mekanisk og optisk koblet til et laser-avstandsmålesystem 1. Dette laser-avstandsmålesystem er montert på en bærekonstruksjon 2 som også bærer en referanseenhet 3 som tilhører systemet, og hvis optiske akse her er forskutt i forhold til laser-senderens og laser-mottagerens optiske akser. Innretningen på fig. 1 består av tre selvstendige enheter, nemlig et måleapparat 4, en optisk adapter 5 som kan kobles mekanisk til et måleapparat og har et beskyttelsesrør 6, samt en mekanisk adapter 7 som bærer måleapparatet 4 og den optiske adapter 5 og kan festes på laser-avstandsmålesystemet eller dets bærekonstruksjon 2. Den mekaniske adapter 7 består her f.eks. av tre bæreplater 8 resp. 9 og 9b, hvorav bæreplaten 8 tjener til béfestigelse av måleapparatet 4 ved skruning og de to bæreplater 9a og 9b, som står loddrett på den første bæreplate, tjener til béfestigelse av den mekaniske adapter 7 på bærekonstruksjonen 2. Strømkilden til forsyning av måleapparatet er anbragt i en koffert 10 som samtidig tjener som transportkoffert for måleapparatet, forbindelses- og tilslutningskabler 11 og verktøy og kan lukkes sprutvannssikkert med et ikke vist deksel. Den optiske og den mekaniske adapter kan anbringes i en annen transportkoffert som ikke er vist nærmere, og som bl.a. også kan inneholde ytterligere verktøy eller ytterligere forbindelses- og tilkoblingskabler.

På fig. 2, 3 og 4 er måleapparatet 4 vist nærmere. Det

er utformet som selvstendig enhet med egen kapsel og oppviser som vesentlig komponent av innretningen en målekollimator hvis kollimatorlinse er betegnet med 2 på fig. 2. For innstilling av kollimatoraksen etter den optiske akse for referanseenheten 3

er der i måleapparatet 4 anordnet en innstillingsinnretning 25 vesentlig bestående av en innstillingstransmisjon som kan manøvreres utenfra med to dreieknotter 13 og 14. For innstilling er kollimatoren hensiktsmessig anordnet på en bæreinnretning som over innstillingsinnretningen kan beveges i X- og Y-retningen

i et koordinatsystem. På denne måte blir kollimatoren vippet internt i to akser, slik at kollimatoraksen blir liggende nøyaktig parallelt med referanseaksen. Ved for sterkt forskjøvet kollimatorakse kan eventuelt en forhåndsinnstilling muliggjøres med en mekanisk eller optisk orienteringshjelp. Videre er måleapparatet også utstyrt med et okular 15 som iakttagelsesorgan og en sprederenhet 16 som vil bli beskrevet senere. Som man særlig kan se av fig. 3 og 4, er måleapparatet på sin forside utført med en svale-haleføring 17 og en klemskrue 18 for mekanisk tilkobling til den optiske adapter. Også selve den optiske adapter har på sin motsvarende utside føringer som passer inn i denne svalehale-føring. Sluttelig er der på måleapparatet også festet et betjenings- og visningsfelt 19 hvor alle betjenings- og indikasjons-elementer for gjennomførelsen av målinger, kontroller og koblinger er samlet. Betjenings- og visningsfeltet 19 er utført som selvstendig enhet og festet avtagbart på måleapparatet, så dette også kan drives med fraskilt betjenings- og visningsfelt. Betjenings-og visningsfeltet 19 er f.eks. forsynt med to indikatorer 20, 21 for avstandsmåleverdi, et innkoblingsorgan for sendedrift og digitale sifferindikatorer for de forskjellige måleoperasjoner. Sluttelig er måleapparatet også utformet med en automatisk egen-kontrollinnretning med signalisering av innretningens drifts-beredskap og overvåkning av måleapparatets elektriske funksjoner samt med en sikringsinnretning. slik at måleoperasjonene bare lar seg gjennomføre ved sluttet sikringskrets hos sikrings-innretningen. Som man videre kan se av fig. 2, 3 og 4, er måleapparatet f estet på den mekaniske adapter 7 med tre . skruer 22.

Den mekaniske adapter muliggjør måleteknisk upåklagelig an-bringelse av måleapparatet inklusive optisk adapter på laser-avstandsmålesystemet som skal kontrolleres. Måleapparat og laser-avstandsmålesystem er sammenkoblet slik at kollimatorens ut-

gang med kollimatorlinsen 12 står nøyaktig rett overfor laser-mottageren, dvs. at kollimatorakse og mottagerakse flukter innbyrdes.i

Oppbygningen av innretningen ifølge oppfinnelsen vil nu bli forklart mer detaljert under henvisning til fig. 5, som skjematisk viser juster- og kontrollinnretningen og et laser-avstandsmålesystem samt' koblingen dem imellom. Måleapparatet 4 inneholder som allerede nevnt en innstillingsinnretning med to dreieknotter 13, 14, en sprederenhet 16 og kollimatoren 26.

Denne er her utført som infrarødt-koilimator som er korrigert

til bølgelengder på f.eks. 1064 nm og 633 nm. Infrarødt-kollimatoren 26 består av en kollimatorlinse 12, en stråledelerterning 47 med en strekplate 28 på en terningsside, en infrarødtlys-kilde 29 til belysning av strekplaten med forhåndsstilt filter eller filtersett 30 til smalbåndet filtrering samt en infra-rødtbilledomformer 31 med okulare 15 som er innspeilet i billed-omformerens strålevei og utrustet med et beskyttelsesfilter og tjener som innretning til iakttagelse av den belyste strekplate 28 på stråledelerterningen 27. Dessuten er også tilsvarende linse-systemer innføyet i kollimatorens strålevei. Stråleveien for infrarødt-lyskilden 29 og infrarødt-billedomformeren 31 forløper parallelt seg imellom og loddrett på kollimatorens strålevei, samtidig som infrarødt-lyskildens strålevei ved hjelp av et deler-speil 32 og infrarødt-billedomformerens strålevei ved hjelp av et speil 33 er innspeilet i kollimatorens strålevei. Kollimatoraksen er betegnet med 34.

Laser-avstandsmålesystemet består av en mottager 35 som

er plassert overfor kollimatorens utgang og omfatter en synsfelt-blender 26, en filteranordning 37 og tilsvarende mottageroptikk med mottagerakse 38, samt av en sender 39 med en avbøyningsenhet 40 dannet av to kileskiver og med tilsvarende senderoptikk med senderakse 41. På fig. 5 er dessuten inntegnet referanseenheten 3 med referanseaksen 42, som her er forskutt fra mottageraksen og f.eks. utgjør referanseakse for et sikteapparat.

Til optisk kobling mellom måleapparatet 5 og laser-avstandsmålesystemet 1, som består av mottager 35, sender 39 og referanseenhet 3, tjener den optiske adapter 5, som her likedan som måleapparatet er utformet som selvstendig enhet med egen kapsel. Som vesentlige elementer omfatter adapteren to bevegelige optiske koblingsledd 43 og 44 av forskjellig lengde. Hvert av disse koblingsledd har minst to innbyrdes parallelle avbøynings-speil og er her f.eks. utformet som Z-avbøyningsspeil i form av parallellepipeder. Slike koblingsledd er fordelaktig justerings-ufølsomme innen visse grenser. Det kortere koblingsledd 4 3 overspenner avstanden mellom senderaksen 41 og kollimatoraksen 34, kan svinges foran styreenheten 16 som ligger på en sirkelbue med kollimatorens utgang, og overspenner dermed også avstanden mellom sprederenheten og senderaksen. Det lengre koblingsledd 44 overspenner avstanden mellom kollimatoraksen 34 og referanseaksen 42 og kan med sin inngangsåpning svinges ut fra kollimator-og mottageraksen 34 resp. 38 om senderaksen 41. Dessuten har den optiske adapter også utskiftbare dempningsfiltre 45 som sitter i stråleveien mellom sender 39 og kollimator 26 og her er anordnet mellom koblingsleddene 43 og 44, altså foran det kortere koblingsledd 43. Dempningsfiltrene 45 tjener til måling av ekstinksjonsverdi som beskrevet senere og består hensiktsmessig av kalibrerte farge- og/eller filterglass. For svekning av laserstrålen er der videre også anordnet minst ett ytterligere dempningsfilter 45a som kan svinges inn i og ut av stråleveien mellom sender 39 og kollimator 26. Sluttelig er den optiske adapter 5 på den utside som vender mot laser-senderen 39, også utformet med det utad lukkede beskyttelsesrør 6 som overspenner avstanden mellom den optiske adapter og senderoptikken.

Måleprosessene med innretningen ifølge oppfinnelsen begynner med grunnjustering av apparatet, dvs. der må etableres parallellitet mellom kollimatorakse 34 og referanseakse 42.

Da mottagerakse 38 og referanseakse 4 2 - som i tilfellet av

fig. 5 - ikke faller sammen, blir den på fig. 5 markerte strålevei for infrarødtkollimatoren 26 ved hjelp av det lengre avbøy-ningsspeil 24 i den optiske adapter 5 dirigert til referanseaksen 42. Kollimatorens optiske akse 34 blir så ved hjelp av innstillingsinnretningen 25 nøyaktig orientert i forhold til. referanseaksen 42, idet strekkorset 46 (fig. 6) på kollimator-strekplaten 28 ved iakttagelse i okularet 15 blir bragt til å dekke seg med et strekkors 37 på en strekplate hos referanseenheten 3.

For kontroll og justering av laser-avstandsmåleapparatets optiske akser er måleapparatet 4 slik adaptert til avstandsmålesystemet at kollimatoren 26 står nøyaktig rett overfor mottageren 35. For kontroll av mottagerens optiske akse blir avbøyningsspeilene tvunget bort, så den optiske strålevei mellom mottager og kollimator er fri. Kollimatoren 2 6 står nu direkte foran mottageren (fig. 7). Synsfeltblenderen 36 hos mottageren 35 og dermed stillingen av mottageraksen 38 blir skarpt avbildet over kollimatoren. (fig. 8). Diameteren av blenderen 36 er et mål for mottagerens synsfelt. På denne måte er det mulig ved å iaktta bildet av mottager-synsfeltblenderen i okularet 15 å måle opp mottagersynsfeltet og å kontrollere og korrigere justeringen av mottageraksen.

På tilsvarende måte kan man kontrollere justeringen av senderaksen, sendestråledivergensen og sendefjernfeltet. For kontroll av den optiske akse 41 for senderen 39 blir sendestrålen via det kortere avbøyningsspeil 43 og dempningsfilteret 45 dirigert inn i kollimatoren 2 6 (fig. 9). Laserstrålens fjern-felt blir avbildet (fig. 10) og gjør det mulig å måle senderens optiske akse. Diameteren av den avbildede laserstråle, dvs. av lysflekken 48, er et mål for divergensen.

Ytterligere måleoperasjoner som kontroll av lasersenderens utgangseffekt, kontroll av nøyaktigheten av avstandsmålingen og måling av systemets følsomhet kan foretas ved hjelp av en sprederenhet 16 anbragt i et eget lukket rom i måleapparatet 4 (fig. 11). Til dette formål består sprederenheten av en spreder-skive 41 som sprer sendestrålens laserlys diffust og er anordnet i sprederenhetens midtakse 50, og et fotoelement 52, f.eks. en fotodetektor, som er anordnet i sprederskivens spredningsområde og står i forbindelse med en effektmåleelektronikk. Dessuten er der i spredningsområdet for sprederskiven 51 innkoblet en og en ende av to lysbølgeledninger 53 og 54 som via en optisk kobler 55 er sammenfattet til en felles lysbølgeledning 56. Den annen ende av den felles lysbølgeledning 56 er koblet inn i kollimatoren 26, idet den er koblet til stråledelerterningen 57 i retningen for kollimatoraksen 34. Lysbølgeledningen er viklet på sen spole 57 som er anbragt i måleapparatets kapsel og her er plassert konsentrisk til kollimatoraksen 34 mellom stråledelerterningen 27 og kollimatorlinsen 12. Spolen kan imidlertid også være anbragt i selve sprederenheten. Den ene lysbølgeledning som dannes av de to lysbølgeledninger 53 og 56, har en bestemt lengde som ligger i et område av f.eks. ca. 300-900 m, og danner en optisk forsinkelsesledning. Den annen lysbølgeledning som dannes av de to lysbølgeledninger 54 og 56, har en lengde forskjellig fra den førstes, idet lysbølgeledningen 54 er lenger enn lys-bølgeledningen 53 og danner en ekstra optisk forsinkelsesledning som shuntstrekning som har en bestemt lengde, slik at der takket være den ekstra shuntstrekning oppstår en differanselengde svarende til en bestemt målestrekning.

Som optisk kobler i forbindelse med sammenfatningen av flere lysbølgeledninger til en felles lysbølgeledning kan der fordelaktig anvendes en optisk kobler som den der f.eks. er angitt i tidsskriftet "Siemens Components" 18, (1980), hefte 3, side 144-150 eller "Siemens Forschungs- und Entwicklungs-berichte", bind 8, (1979), nr. 3, side 130-135.

For effektkontroll blir strålen fra laser-senderen 39

nu dirigert inn i sprederenheten via det kortere avbøyningsspeil 43, som nu er svunget inn foran sprederenheten 16. En del av det laserlys som spres diffust på sprederskiven 51, kommer til fotoelementet 52. Fotostrømmen blir utnyttet i ledningsmåle-elektronikken og vist digitalt på visnings- og betjeningsfeltet 19 (fig. 4).

For kontroll av avstandsmålingens nøyaktighet blir en del

av det lys som spres diffust på sprederskiven 51, innkoblet i begge lysbølgeledningene 53 og 54, matet inn i kollimatoren 26 ved enden av den felles lysbølgeledning 56 og rettet inn i mottageren 35. De ved lengdene av lysbølgeledningene betingede gangtider blir utnyttet av laser-avstandsmåleren som avstandsmåleverdier og kan avleses på første avstandsmåleverdi-indikator 2 0 (fig. 4)

i betjenings- og visningsfeltet 19. For kontroll av dybde-oppløsningen blir en del av lyset sendt via den lysbølgeledning som dannes av de to lysbølgeledninger 54, 56 og har større lengde enn den første lysbølgeledning, altså via shuntstrekningen. Den tilhørende avstandsmåleverdi kan avleses på annen avstands-måleindikator 29.

Sluttelig blir systemets følsomhet bestemt på grunnlag

av den såkalte ekstinksjonsverdi. Til formålet blir laserstrålen likeledes rettet mot sprederskiven 51. En del av det spredte lys blir via lysbølgeledningene 53, 54 og 56 koblet inn i kollimatoren 2 6 og rettet inn i laser-mottageren 35. For bestemmelse av ekstinksjonsverdien blir den mot sprederskiven 51 rettede laserstråle dempet med de kalibrerte dempningsfiltre 45 så lenge til der bare blir indikert ca. 50 % av de mulige avstandsmåleverdier for en av de to avstandsmåleverdier. Hyppig-heten av de mulige avstandsmåleverdier blir hver gang bestemt ut fra hundre målinger og vist digitalt. DempningsfUtrenes dempningsverdier gir sammen med måleapparatets egendempning et mål for systemets følsomhet.

Claims (15)

1. Juster- og kontrollinnretning for et laser-avstandsmålesystem, særlig til parallell orientering av de optiske akser for sender og mottager i forhold til hverandre og' til en optisk referanseakse, omfattende en kollimator som består av en kollimatorlinse, en stråledelerterning med strekplate, en lyskilde til belysning av strekplaten, en innretning til iakttagelse av den belyste strekplate, samt minst ett optisk koblingsledd som er bevegelig anordnet foran laser-avstandsmålesystemets relevante optiske akser og dirigerer mottagerens optiske akse mot kollimatoraksen, karakterisert ved at kollimatoren (26) er anordnet i et måleapparat (4) utformet som selvstendig enhet med egen kapsel og kollimatorens optiske akse kan orienteres til referanseaksen (42) ved hjelp av en innstillingsinnretning (25) anordnet i måleapparatet, at der til optisk kobling av måleapparatet (4) til laser-avstandsmålesystemet (1) er anordnet en optisk adapter (5) , som fortrinnsvis er utformet som selvstendig enhet med egen kapsel, og som inneholder det optiske koblingsledd (43, 44), at dette koblingssted (43, 44) består av et parallell-epiped og er slik bevegelig anordnet foran de relevante optiske akser at det foruten mottageraksen (38) også dirigerer senderaksen (41) og referanseaksen (42) til kollimator aksen (34), og at.der til mekanisk kobling av måleapparatet (4) til laser-avstandsmålesystemet (1) er anordnet en mekanisk adapter (7) som bærer måleapparatet (4) og kan festes på laser-avstandsmålesystemet (1) eller dets bærekonstruksjon (2).

2. Innretning som angitt i krav 1, karakterisert ved at kollimatoren (26) er utformet som infrarødt-kollimator med en infrarødtlyskilde (29), et filter (30) anordnet i infra-rødt lyskildens strålevei, en infrarødt-billedomformer (31) og et okular (15) som er speilet inn i infrarødt-billedomformerens strålevei og danner iakttagelsesinnretning, og at infrarødt-billedomf ormerens (31) stråleveier er rettet innbyrdes parallelt og loddrett på kollimatorens (26) strålevei og ved hjelp av et délerspeil (32) resp. et speil (33) er innspeilet i kollimatorens strålevei.

3. Innretning som angitt i krav 1, karakterisert ved at kollimatoren er utformet som infrarødt-kollimator med en infrarødt-lyskilde som ved hjelp av et délerspeil er innspeilet i kollimatorens strålevei, et filter anordnet i infrarødt-lyskildens strålevei og et fjernsynskamera med fraskilt monitor som iakttagelsesinnretning.

4. Innretning som angitt i et av kravene 1-3, karakterisert ved at kollimatoren.(26) er anordnet på en bæreinnretning som ved hjelp av innstillingsinnretningen (25) kan beveges i X- og Y-retningen i et koordinatsystem.

5. Innretning som angitt i et av kravene 1-4, karakterisert ved at den mekaniske adapter (7) består av minst to bæreplater (8a, 9b) som er anordnet på tvers av hverandre, og hvorav den ene (8) tjener til béfestigelse av måleapparatet (4) ved skruning, og de bæreplater (9a, 9b) som er anordnet på tvers av den første bæreplate (8), tjener til béfestigelse av den mekaniske adapter (7) til laser-avstandsmålesystemet (1) eller dets bærekonstruksjon (2).

6. Innretning som angitt i et av kravene 1-5, karakterisert ved at den optiske adapter (5) kan sammenkobles mekanisk med måleapparatet (4).

7. Innretning som angitt i et av kravene 1-6, karakterisert ved at måleapparatet (4) kan kobles slik med laser-avstandsmålesystemet (1) at kollimatorutgangen står overfor mottageren (35).

8. Innretning som angitt i et av kravene 1-7, karakterisert ved at der i stråleveien mellom senderen (39) og kollimatoren (26) er^anbragt dempningsfiltre (4 5).

9. Innretning som angitt i krav 8, karakterisert ved at dempningsfiltrene (4 5) er utskiftbare og anordnet i den optiske adapter.

10. Innretning som angitt i et av kravene 1-9, karakterisert ved at den optiske adapter (5) på den mot lasersenderen (39) vendende utside er utformet med et utad lukket beskyttelsesrør (6) som overspenner avstanden mellom den optiske adapter og senderoptikken.

11. Innretning som angitt i et av kravene 1-10, karakterisert ved at der i et eget lukket rom i måleapparatet (4) er anordnet en sprederenhet (16) med en spreder-skive (51) som sprer sendestrålens laserlys diffust, og at der i sprederskivens (51) spredningsområde er anordnet et fotoelement (52) som står i forbindelse med en effektmåleelektronikk.

12. Innretning som angitt i krav 11, karakterisert ved at der i sprederskivens (51) spredningsområde er innkoblet en ende av minst én lysbølgeledning (53) av bestemt lengde og lysbølgeledningens annen ende er innkoblet i kollimatoren (26).

13. Innretning som angitt i krav 12, karakterisert ved at den i kollimatoren (26) innkoblede ende av lysbølge-ledningen (56) er koblet til stråledelerterningen (27) i kolli-matoraksens (34) retning.

14. Innretning som angitt i krav 11, 12 eller 13, k a r a k terisert ved at det optiske koblingsledd (43) hos den optiske adapter (5) som overspenner avstanden mellom kollimatorakse (43) og senderakse (41), også overspenner avstanden mellom sprederenhet (16) og senderakse (41) og kan svinges inn foran sprederenheten (16), og at kollimatorens utgang og sprederenheten ligger på en sirkelbue.

15. Innretning som angitt i et av kravene 1-14, karakterisert ved at de optiske koblingsledd (43, 44) er svingbare om senderaksen (41) .