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Title:
COMBINED TELESCOPE AND TELEMETER DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/077554
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a combined telescope and telemeter device comprising a telescopic sight (1) having a housing (2), one end of which receives a lens (3) while the other end receives an eyepiece (4), said housing defining a beam path (5) between the lens and the eyepiece. The device also includes an optoelectronic telemeter (12) with emitter-receiver optics (14) for optical measuring beams (15) and evaluation electronics (24) for timing the interval between an emitted measuring bean and a received measuring beam and for determining the distance on the basis thereof. The device further comprises a beam splitter (17) in the beam path (5) of the housing (2), which couples or decouples the measuring beams (15) in the part of the beam path (5) extending in the direction of the lens (3), wherein the housing (2) has a hole (16) in a side wall and the telemeter (12) is contained in a separate measuring housing (13) that can be mounted in said side wall, wherein the emitter-receiver optics (14) is directed at the above-mentioned hole (16).

Inventors:
PERGER ANDREAS (AT)
Application Number:
PCT/AT2000/000136
Publication Date:
December 21, 2000
Filing Date:
May 17, 2000
Export Citation:
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Assignee:
PERGER ANDREAS (AT)
International Classes:
G01S7/481; G01S17/86; G02B23/14; G01S17/08; (IPC1-7): G02B23/14; G01S7/481
Foreign References:
DE2924478A11980-01-17
DE2656673A11977-07-07
EP0709705A21996-05-01
GB2187353A1987-09-03
US4611911A1986-09-16
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 007, no. 206 (P - 222) 10 September 1983 (1983-09-10)
Attorney, Agent or Firm:
Holzer, Walter (Börsegebäude, Wien, AT)
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Claims:
Patentansprüche :
1. Kombinierte Fernrohrund Entfernungsmeßvorrichtung, umfassend ein Zielfernrohr mit einem Fernrohrgehäuse, dessen eines Ende ein Objektiv und dessen anderes Ende ein Okular aufnimmt und das zwischen diesen einen Strahlengang definiert, einen optoelektronischen Entfernungsmesser mit einer Sen deempfangsoptik für optische Meßstrahlen und einer Auswerte elektronik zur Laufzeitmessung zwischen einem gesendeten und einem empfangenen Meßstrahl und zur darausfolgenden Entfer nungsbestimmung, und einen Strahlteiler im Strahlengang des Fernrohrgehäuses, welcher Meßstrahlen in den zum Objektiv verlaufenden Teil des Strahlenganges einbzw. auskoppelt, dadurch gekennzeichnet, daß das Fernrohrgehäuse (2) mit einer Öffnung (16) in einer Seitenwand versehen ist, und der Entfernungsmesser (12) in einem gesonderten, an die genannte Seitenwand anbaubaren Meßgehäuse (13) enthalten ist, wobei die Sendeempfangsoptik (14) auf die genannte Öffnung (16) gerichtet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (16) mit einer für Meßstrahlen (15) transparen ten Abdeckung (18) dicht verschlossen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher das Fernrohrgehäuse in an sich bekannter Weise ein einstellbar be weglich gelagertes Innenrohr aufweist, welches vom Strahlengang durchsetzt ist, eine Zielmarke darbietet und gegebenenfalls ei ne Umkehroptik enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl teiler (17) vom Innenrohr (7) getragen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zielmarke (10) auf der dem Objektiv (3) zugewandten Seite des Strahlteilers (17), bevorzugt in Form einer Strich platte (9), angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn zeichnet, daß der zwischen Strahlteiler (17) und Sendeemp fangsoptik (14) verlaufende Abschnitt der Meßstrahlen (15) zu mindest über einen Teil (15') dieses Abschnittes afokal ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Fernrohrgehäuse (13) einerseits und das Innenrohr (7) oder der Strahlteiler (17) anderseits je eine Linse (18,19) oder Linsengruppe abstützen, welche zwischeneinander den ge nannten afokalen Teil (15') bilden.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeempfangsoptik (14) voneinander örtlich beabstandete Sendeund Empfangsteile (20,21) auf weist, denen ein Strahlsplitter (22,23) zur entsprechenden Aufteilung von gesendeten und empfangenen Meßstrahlen (15) vor geordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlsplitter (22,23) durch zwei voneinander abge wandte, mittig auf die genannte Öffnung (16) ausgerichtete 90° Umlenkprismen gebildet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlsplitter ein physikalischer Strahlleistungstei ler, z. B. 50W/50tTeiler, polarisierender Teiler usw., ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sendeund der Empfangsteil (20,21) auf einer sich parallel zur Achse des Fernrohrgehäuses (2) er streckenden Schaltkarte (24) in Achsenrichtung voneinander be abstandet angeordnet sind.
Description:
Kombinierte Fernrohr-und Entfernungsmeßvorrichtung Die vorliegende Erfindung betrifft eine kombinierte Fern- rohr-und Entfernungsmeßvorrichtung, umfassend ein Zielfernrohr mit einem Fernrohrgehäuse, dessen eines Ende ein Objektiv und dessen anderes Ende ein Okular aufnimmt und das zwischen diesen einen Strahlengang definiert, einen optoelektronischen Entfernungsmesser mit einer Sen- deempfangsoptik für optische Meßstrahlen und einer Auswerte- elektronik zur Laufzeitmessung zwischen einem gesendeten und einem empfangenen Meßstrahl und zur darausfolgenden Entfer- nungsbestimmung, und einen Strahlteiler im Strahlengang des Fernrohrgehäuses, welcher Meßstrahlen in den zum Objektiv verlaufenden Teil des Strahlenganges ein-bzw. auskoppelt.

Eine derartige Vorrichtung ist z. B. aus der EP 0 709 705 bekannt. Diese Schrift zeigt ein Zielfernrohr für Schußwaffen mit einem in das Fernrohrgehäuse integrierten Laserentfernungs- messer, dessen Sende-und Empfangsmeßstrahlen über jeweils ei- nen eigenen Strahlteiler in den Strahlengang zum Objektiv ein- bzw. ausgekoppelt werden. Die Strahlteiler sind fest vom Fern- rohrgehäuse abgestützt, und zur Absehensverstellung des Ziel- fernrohres ist das Objektiv gegenüber dem Zielfernrohrgehäuse justierbar gelagert.

Diese Konstruktion ist einerseits aufwendig, da sie zwei verschiedene Strahlteiler und ein justierbares Objektiv erfor- dert, anderseits ist eine einfache Umrüstung bestehender Ziel- fernrohre nicht möglich : Bei üblichen Zielfernrohren wird zur Absehensverstellung ein beweglich gelagertes Innenrohr verwen- det, in welchem die Zielmarke und eine Umkehroptik enthalten sind ; ein speziell beweglich gelagertes Objektiv ist nicht vor- gesehen.

Die Erfindung setzt sich daher zum Ziel, eine kombinierte Fernrohr-und Entfernungsmeßvorrichtung zu schaffen, welche auf besonders einfache Weise durch Umrüsten herkömmlicher Zielfern- rohre aufgebaut werden kann. Dieses Ziel wird bei einer Vor- richtung der einleitend genannten Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß

das Fernrohrgehäuse mit einer Öffnung in einer Seitenwand versehen ist, und der Entfernungsmesser in einem gesonderten, an die genann- te Seitenwand anbaubaren Meßgehäuse enthalten ist, wobei die Sendeempfangsoptik auf die genannte Öffnung gerichtet ist.

Auf diese Weise lassen sich übliche, auf dem Markt befind- liche Zielfernrohre einfach umrüsten.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgesehen, daß die Öffnung mit einer für Meßstrahlen transpa- renten Abdeckung dicht verschlossen ist. Dadurch bleibt das Fernrohr vor einem Eintritt von Feuchtigkeit und der Gefahr ei- nes Beschlagens geschützt. Selbst im Falle einer Reparatur des Entfernungsmessers bleibt das Fernrohr abgedichtet.

Die Erfindung eignet sich besonders für eine Kombination mit solchen handelsüblichen Zielfernrohren, bei welchen das Fernrohrgehäuse ein einstellbar beweglich gelagertes Innenrohr aufweist, welches vom Strahlengang durchsetzt ist, eine Ziel- marke darbietet und gegebenenfalls eine Umkehroptik enthält. In diesem Fall wird erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Strahltei- ler vom Innenrohr getragen ist. Insbesondere kann hiebei die Zielmarke auf der dem Objektiv zugewandten Seite des Strahltei- lers, bevorzugt in Form einer Strichplatte, angeordnet sein.

Dies stellt einen minimalen Eingriff in das Zielfernrohr dar.

Um in diesem Fall zu verhindern, daß bei der Absehensver- stellung, bei welcher das Innenrohr gegenüber dem Zielfernrohr- gehäuse verkippt wird, der Fokus des in den Strahlengang einge- koppelten Meßstrahles sich gegenüber der Zielmarke verschiebt, ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der zwi- schen Strahlteiler und Sendeempfangsoptik verlaufende Abschnitt der Meßstrahlen zumindest über einen Teil dieses Abschnittes afokal. Dadurch kann sich das Innenrohr gegenüber dem Fernrohr- gehäuse bewegen, ohne daß eine nennenswerte Verschiebung des Fokus des Meßstrahles eintritt.

Eine konstruktiv einfache und kompakte Art, dies zu errei- chen, besteht erfindungsgemäß darin, daß das Fernrohrgehäuse einerseits und das Innenrohr oder der Strahlteiler anderseits je eine Linse oder Linsengruppe abstützen, welche zwischenein- ander den genannten afokalen Teil bilden.

In jedem Fall ist es besonders vorteilhaft, wenn die Sen- deempfangsoptik voneinander örtlich beabstandete Sende-und Empfangsteile aufweist, denen ein Strahlsplitter zur entspre- chenden Aufteilung von gesendeten und empfangenen Meßstrahlen vorgeordnet ist. Dadurch kann das Übersprechen vom Sende-zum Empfangsteil wesentlich verringert werden.

Besonders günstig ist es hiebei, wenn gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung der Strahlsplitter durch zwei voneinander abgewandte, mittig auf die genannte Öffnung ausgerichtete 90°- Umlenkprismen gebildet ist. Dies ermöglicht einen besonders flachen Aufbau des Meßgehäuses.

Alternativ kann der Strahlsplitter ein physikalischer Strahlleistungsteiler, z. B. 50%/50%-Teiler, polarisierender Teiler usw., sein, so daß sowohl der gesendete als auch der empfangene Meßstrahl jeweils die gesamte Fläche des Objektivs ausnützen können.

Ein besonders kompakter Aufbau des Meßgehäuses ergibt sich, wenn gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung der Sende-und der Empfangsteil auf einer sich parallel zur Achse des Fernrohrgehäuses erstreckenden Schaltkarte in Achsenrich- tung voneinander beabstandet angeordnet sind.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der beige- schlossenen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Figur der Zeichnung zeigt eine kombinierte Fern- rohr-und Entfernungsmeßvorrichtung der Erfindung schematisch im Horizontal-Längsschnitt.

Die kombinierte Fernrohr-und Entfernungsmeßvorrichtung umfaßt ein allgemein mit 1 bezeichnetes Zielfernrohr mit einem Fernrohrgehäuse 2, dessen eines Ende ein Objektiv 3 und dessen anderes Ende ein Okular 4 aufnimmt und das zwischen diesen ei- nen Strahlengang 5 definiert.

Im Inneren des Fernrohrgehäuses 2 ist ein mit Hilfe nicht dargestellter Mittel um einen Drehpunkt 6 beweglich gelagertes Innenrohr 7 angeordnet. Das Innenrohr 7 enthält, wie in der Technik bekannt, ein nur schematisch dargestelltes Umkehrsystem 8 sowie eine Strichplatte 9 an seinem vorderen Ende, die eine Zielmarke 10 dem Betrachter am Okular 4 darbietet. Zur Abse- hensverstellung des Zielfernrohres, d. h. zur Justierung der Vi-

sierachse 11 gegenüber der Schußachse einer Schußwaffe (nicht dargestellt), wird das Innenrohr 7 in bekannter Weise mit Hilfe von Justierspindeln (nicht gezeigt) um den Drehpunkt 6 ver- schwenkt.

An die Außenseitenwand des Fernrohrgehäuses 2 ist ein all- gemein mit 12 bezeichneter optoelektronischer Entfernungsmesser auf Laserbasis angebaut. Der Entfernungsmesser 12 ist in einem eigenen Meßgehäuse 13 aufgenommen. Das Meßgehäuse 13 enthält eine Sendeempfangsoptik 14 für Lasermeßstrahlen 15 und eine Auswerteelektronik zur Laufzeitmessung zwischen einem gesende- ten und einem empfangenen Meßstrahl 15 und zur darausfolgenden Entfernungsbestimmung.

Die Sendeempfangsoptik 14 ist auf eine in der Seitenwand des Fernrohrgehäuses 2 ausgebildete Öffnung 16 ausgerichtet.

Die Öffnung 16 liegt ihrerseits über dem Austrittsfenster eines im Innenrohr 7 angeordneten Strahlteilers 17 zur Ein-bzw. Aus- kopplung der Meßstrahlen 15 in den zum Objektiv 3 verlaufenden Teil des Strahlenganges 5.

Der Strahlteiler 17 liegt an der Rückseite der Strich- platte 9 an. Alternativ kann die Zielmarke 10 auch direkt auf der Vorderseite des Strahlteilers 17 ausgebildet sein.

Eine Bewegung des Innenrohres 7 gegenüber dem Fernrohrge- häuse 2 würde eine nachteilige Bewegung des am Ort der Ziel- marke 10 auftretenden Fokus der Lasermeßstrahlen 15 hervorru- fen. Der resultierende Fehler beim Anvisieren zur Messung wäre etwa gleich groß wie die Absehensverstellung, in der Regel 50- 100 cm auf 100 m Distanz.

Um dies zu verhindern, werden die Meßstrahlen 15 in zumin- dest einem Teil 15'des zwischen der Empfangsoptik 14 und dem Strahlteiler 17 verlaufenden Abschnittes afokal geführt. Zu diesem Zweck sind am Fernrohrgehäuse 2 im Bereich der Öffnung 16 einerseits und am Innenrohr 7 oder direkt am Strahlteiler 17 anderseits je eine Linsengruppe oder Linse 18,19 montiert, welche zwischeneinander den afokalen Teil 15'des genannten Meßstrahlabschnittes ausbilden. Dadurch wird (wenn die Strahlauskopplung seitlich erfolgt wie in der Figur gezeigt) der vertikale Fehler zur Gänze eliminiert, und der horizontale Fehler wird auf ca. 1/10 der Absehensverstellung reduziert, in

der Regel ca. 5-10 cm auf 100 m. Dieser Restfehler ist für die Distanzmessung vernachlässigbar.

Die Sendeempfangsoptik 14 besteht im gezeigten Beispiel aus voneinander örtlich beabstandeten, getrennten Sende-und Empfangsteilen 20,21, denen ein Strahlsplitter 22,23 zur Auf- teilung der Meßstrahlen 15 in gesendete und empfangene Meß- strahlen vorgeschaltet ist. Die Sende-und Empfangsteile 20,21 sind auf einer sich parallel zur Achse des Fernrohrgehäuses 2 erstreckenden Schaltkarte 24 angeordnet, welche auch die Aus- werteelektronik zur Laufzeitmessung und Entfernungsbestimmung trägt.

Der Strahlsplitter 22,23 setzt sich aus zwei voneinander abgewandten, mittig auf die Öffnung 16 ausgerichteten Z-Umlenk- prismen zusammen. Dadurch wird dem Sendeteil 20 und dem Emp- fangsteil 21 jeweils eine Hälfte der Öffnung des Objektivs 3 zugeordnet. Die Umlenkprismen 22,23 ermöglichen einen großen Abstand zwischen Sendeteil 20 und Empfangsteil 21, was das Übersprechen vom Sendeteil auf den Empfangsteil gering hält.

Außerdem ermöglicht die gezeigte Prismenanordnung eine flache Bauweise des Meßgehäuses 13 und die Anordnung der Auswerteelek- tronik in einer Ebene.

Das Meßgehäuse 13 trägt an seiner Rückseite ein Display 25 zur Anzeige der gemessenen Entfernung und an seiner Seite einen Taster 26 zur Auslösung der Messung. Im Meßgehäuse 13 ist fer- ner eine Batterie 27 zum Betrieb des Entfernungsmessers ange- ordnet.

Das Display 25 kann alternativ im Inneren des Fernrohrge- häuses 2 z. B. am Bildfeldrand in der zweiten Bildebene des Strahlenganges 5 angeordnet sein.

Anstelle des gezeigten geometrischen Strahlsplitters 22, 23 kann jede andere Art von bekanntem Strahlsplitter verwendet werden, z. B. ein physikalischer Strahlleistungsteiler, wie ein 50W/50W-Teiler, polarisierender Teiler usw. In diesem Fall sind dem Sendeteil 20 und dem Empfangsteil 21 jeweils die gesamte Öffnung des Objektivs 3 zugeordnet.

Die vorgestellte Konstruktion benötigt nur eine einzige zusätzliche Öffnung, die Öffnung 16, im Fernrohrgehäuse 2. Die Öffnung 16 kann durch gasdichtes Einkleben der Linse 18 dauer-

haft abgedichtet werden, so daß der beschlagsempfindliche In- nenraum des Zielfernrohres 1 gegen Feuchtigkeitseintritt ge- schützt ist. Auch im Falle einer Reparatur der Elektronik bleibt das Zielfernrohr abgedichtet, da lediglich das Meßge- häuse 13 entfernt werden muß.

Als optoelektronischer Entfernungsmesser eignet sich ins- besondere ein Diodenlaser-Entfernungsmesser nach dem Impuls- laufzeit-Verfahren. Alternativ kann jede andere in der Technik bekannte optoelektronische Entfernungsmeßvorrichtung verwendet werden.