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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Begrenzung einer transmittierten optischen Leistung, enthaltend ein erstes fokussierendes Element, ein Schutzelement und ein zweites fokussierendes optisches Element.
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Vorrichtungen der eingangs genannten Art werden dazu verwendet, elektronische Bilderfassungsgeräte oder das Auge eines Benutzers vor intensiver Lichtstrahlung zu schützen. Auf diese Weise kann eine Schädigung technischer Geräte oder eine gesundheitliche Beeinträchtigung des Auges verhindert oder zumindest reduziert werden, wenn das optische Gerät auf eine intensive Lichtquelle gerichtet ist. Solche intensiven Lichtquellen können beispielsweise Laserstrahlen oder direktes Sonnenlicht sein.
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Aus der
WO 2007/042913 A2 ist bekannt, ein Opferelement zum Schutz optischer Geräte einzusetzen. Dieses enthält ein transparentes Element, welches in den Strahlengang des optischen Gerätes eingebracht wird. Bei Auftreffen intensiver Lichtstrahlung mit einer Intensität, welche oberhalb der Zerstörungsschwelle des optischen Elementes liegt, wird dieses opak. Dadurch wird verhindert, dass die intensive Lichtstrahlung das Ende des Strahlenganges mit dem zu schützenden Gerät erreicht.
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Dieser Stand der Technik weist jedoch den Nachteil auf, dass der Ort der Schädigung auch nach dem Abschalten der intensiven Lichtstrahlung als dunkler Fleck im Sichtfeld bestehen bleibt. Dadurch wird das Sichtfeld des mit der bekannten Schutzvorrichtung ausgestatteten optischen Gerätes dauerhaft beeinträchtigt.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Begrenzung einer transmittierten optischen Leistung bereitzustellen, welche den Durchtritt kritischer Lichtintensitäten zuverlässig ausblendet und das Auftreten blinder Flecken im Sichtfeld vermeidet.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 8.
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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, am Eingang der Vorrichtung zur Begrenzung einer transmittierten optischen Leistung ein spektral auflösendes Element vorzusehen. Ein solches spektral auflösendes Element kann beispielsweise ein Prisma oder ein Gitter oder ein holographisch hergestelltes Element sein. Das spektral auflösende Element kann in Transmission oder in Reflexion angeordnet werden. Das spektral auflösende Element kann ein dispersives Material enthalten oder daraus bestehen. Das spektral auflösende Element bewirkt, dass ein eintretender Lichtstrahl in seine Spektralfarben aufgespalten wird, d. h. am Ausgang des spektral auflösenden Elementes können unterschiedliche Lichtwellenlängen an unterschiedlichen Orten nachgewiesen werden. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das spektral auflösende Element aus einer Mehrzahl einzelner Elemente zusammengesetzt sein.
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Nachdem die eintreffende Strahlung durch das erste spektral auflösende Element hindurchgetreten ist, wird diese durch ein erstes fokussierendes Element auf ein Schutzelement gerichtet. Als fokussierendes Element kann eine Linse oder ein Spiegel verwendet werden. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das erste fokussierende Element aus einer Mehrzahl abbildender Einzelelemente zusammengesetzt sein und beispielsweise ein Linsensystem enthalten.
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Das Schutzelement befindet sich im konvergenten bzw. divergenten Strahlengang des ersten fokussierenden Elementes. Das Schutzelement ist dazu eingerichtet, transparente Teilflächen und opake Teilflächen bereitzustellen. Dabei wird sichergestellt, dass intensive Störstrahlung auf einen opaken Flächenbereich trifft. Auf diese Weise wird die Störstrahlung hoher optischer Leistung im Schutzelement absorbiert und die verbleibende Nutzstrahlung durch das Schutzelement transmittiert. Unter einer intensiven Störstrahlung wird dabei eine Strahlung verstanden, deren Intensität oberhalb einer vorgebbaren Grenze liegt, sodass diese ein nachfolgendes optisches Gerät oder das menschliche Auge zumindest blenden oder schädigen kann. In analoger Weise kann auch ein reflektierendes Schutzelement vorgesehen sein, welches Störstrahlung in analoger Weise aus dem Strahlengang entfernt.
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Um transparente bzw. reflektierende Teilflächen einerseits und opake Teilflächen andrerseits bereitzustellen, kann das Schutzelement eine Mehrzahl schaltbarer optischer Elemente enthalten, beispielsweise in Form eines Flüssigkristallelementes oder eines Mikrospiegelarrays. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann das Schutzelement als Opferelement ausgebildet sein, welches beim Eintreffen einer optischen Leistung oberhalb eines vorgebbaren Grenzwertes lokal zerstört wird. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die lokale Zerstörung durch nichtlineare optische Prozesse erfolgen.
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Das durch das Schutzelement transmittierte bzw. reflektierte Licht wird nachfolgend durch ein zweites fokussierendes optisches Element aufgenommen und einem zweiten spektral auflösenden Element zugeführt. Dieses bewirkt die Umkehrung der im ersten spektral auflösenden Element bewirkten spektralen Aufspaltung, sodass am Ausgang des zweiten spektral auflösenden Elementes wiederum ein aus Mischfarben zusammengesetztes Bild entsteht. Dieses kann als Ausgangssignal einem optischen Sensor oder dem Auge eines Beobachters zugeführt werden. Hierzu können fallweise weitere optische Elemente vorgesehen sein.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung ist die optische Transferfunktion des zweiten fokussierenden Elementes die Umkehrfunktion des ersten fokussierenden Elementes, sodass beide fokussierende Elemente eine 1:1-Abbildung bewirken. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Transferfunktion des zweiten spektral auflösenden Elementes die Umkehrfunktion der Transferfunktion des ersten spektral auflösenden Elementes sein, sodass die in das erste spektral auflösende Element eingekoppelte Nutzstrahlung aus dem zweiten spektral auflösenden Element nahezu unverändert austritt. Dem Fachmann ist dabei selbstverständlich geläufig, dass aufgrund unvermeidbarer Abbildungsfehler eine Degenerierung bzw. Verschlechterung des Nutzsignals auftreten kann.
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Im Sinne der vorliegenden Beschreibung bedeuten „erste” und „zweite” Elemente, dass diese als logische Elemente im Strahlengang vorhanden sind. In einigen Ausführungsformen kann physikalisch nur ein einzelnes Element vorhanden sein, welches vom Licht zweimal durchlaufen wird. In einigen Ausführungsformen kann das Licht das Element in zwei entgegen gesetzten Richtungen durchlaufen. Auf diese Weise ergibt sich die größtmögliche Symmetrie im Strahlengang.
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Durch die Anordnung des Schutzelementes zwischen den spektral auflösenden Elementen wird die Filterung der eintreffenden Strahlung im Fourierraum vorgenommen. Somit wird die spektrale Information eines Ortspunktes in der Gegenstandsebene in eine räumliche, nach Farbe sortierte Information zerlegt. Dies bedeutet, dass das Schutzelement Licht aus einer vorgebbaren Raumrichtung bzw. einem Raumwinkelbereich und einer vorgebbaren Wellenlänge bzw. eines vorgebbaren Wellenlängenbereiches filtert. Damit unterscheidet sich die vorgeschlagene Vorrichtung von den bekannten Vorrichtungen, bei welchen auftreffende Strahlung an vorgebbaren Orten unabhängig von ihrer Wellenlänge gefiltert wird, Wodurch die gesamte spektrale Information eines Ortspunktes der Gegenstandsebene gefiltert wird. Bei der nun vorgeschlagenen Vorrichtung zur Begrenzung einer transmittierten optischen Leistung treten daher keine störenden blinden Flecken im Sichtfeld eines optischen Gerätes auf, welches mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet ist.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Vorrichtung weiterhin zumindest zwei Polarisationsfilter enthalten, welche beiderseits des Schutzelementes angeordnet sind. Auf diese Weise kann im Zusammenwirken mit einem räumlichen Lichtmodulator eine Amplitudenmodulation auftreffenden Lichtes realisiert werden.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Vorrichtung eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung enthalten, mittels welcher das Transmissionsverhalten des Schutzelementes beeinflussbar ist. Auf diese Weise kann die Vorrichtung so betrieben werden, dass bei Abwesenheit einer Störstrahlung großer Intensität die Transmission eintreffenden Lichtes maximal ist, um eine möglichst große Lichtstärke und eine möglichst gute Bildqualität des mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestatteten optischen Gerätes sicher zu stellen. Bei Auftreffen einer Störstrahlung großer Intensität kann für einen begrenzten Zeitraum, in welchem die Störstrahlung auftritt, ein enger Spektralbereich aus einem vorgebbaren Raumwinkelelement im Schutzelement gefiltert werden, sodass das Nutzsignal möglichst gering beeinträchtigt wird. Auf diese Weise wird auch bei Auftreffen einer Störstrahlung eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Bildqualität sichergestellt.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Schutzelement an einem Ort angeordnet ist, welcher vom Ort der Zwischenbildebene abweicht, welche mit dem ersten fokussierenden Element erzeugbar ist. Der Ort des Schutzelementes kann entlang der optischen Achse verschoben sein. In einigen Ausführungsformen ist der Ort außerhalb des Schärfentiefebereiches der zweiten Linse angeordnet. Auf diese Weise kann eine in der Schutzvorrichtung vorhandene Linien- bzw. Gitterstruktur unscharf im Ausgangssignal der Vorrichtung abgebildet werden, sodass diese durch den Benutzer nicht unangenehm wahrgenommen wird.
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Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren näher erläutert werden. Dabei zeigt:
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1 eine erste Ausführungsform der Vorrichtung zur Begrenzung einer transmittierten optischen Leistung.
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2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung zur Begrenzung einer transmittierten optischen Leistung.
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3 zeigt ein ungestörtes Kamerabild gemäß dem Stand der Technik.
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4 zeigt das Kamerabild gemäß 3 mit einer überlagerten Störstrahlung.
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5 zeigt das Kamerabild gemäß 4, nachdem die Störstrahlung mit der Vorrichtung gemäß 1 ausgeblendet wurde.
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6 zeigt ein Kamerabild, bei welchem die Störstrahlung mit einer bekannten Schutzvorrichtung ausgeblendet wurde.
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7 zeigt ein Kamerabild, aus welchem die Störstrahlung mit einer Vorrichtung gemäß 2 ausgeblendet wurde.
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1 zeigt eine Vorrichtung zur Begrenzung einer transmittierten optischen Leistung gemäß einer ersten Ausführungsform. Die dargestellte Ausführungsform verwendet ein Geradsichtprisma als erstes spektral auflösendes Element 11. Das Geradsichtprisma weist eine Lichteintrittsfläche 111 und eine Lichtaustrittsfläche 112 auf. In die Lichteintrittsfläche 111 koppelt ein optisches Signal 40 ein.
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Das optische Signal 40 enthält ein Nutzsignal, welches beispielsweise ein mit einem die Vorrichtung enthaltenden optischen Gerät betrachtetes Bild repräsentiert. Darüber hinaus kann das optische Signal 40 zumindest zeitweise eine optische Störstrahlung enthalten. Die Störstrahlung kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung eine Laserstrahlung sein, welche auf die Lichteintrittsfläche gelenkt wird, um das optische Gerät oder Teile davon zu beschädigen oder zu blenden.
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An der Lichtaustrittsfläche 112 des ersten spektral auflösenden Elementes 11 wird das optische Signal 40 aufgrund der Dispersion des spektral auflösenden Elementes spektral aufgespalten. Dies bedeutet, dass Komponenten des optischen Signals 40 mit unterschiedlicher Wellenlänge hinter dem ersten spektral auflösenden Element auf unterschiedliche Orte abgebildet werden.
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Die aus der Austrittsfläche 112 des Geradsichtprismas 11 austretende Strahlung kann nachfolgend durch ein erstes fokussierendes Element 21 fokussiert werden. Das fokussierende Element 21 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Linse ausgeführt. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann als fokussierendes Element auch eine Mehrzahl von Linsen bzw. ein Linsensystem eingesetzt werden. Das fokussierende Element kann darüber hinaus weitere Komponenten enthalten, beispielsweise Fassungen oder Blenden oder Spiegel oder Zonenplatten. Durch die Wirkung des ersten fokussierenden Elementes 21 wird das vom ersten spektral auflösenden Element 11 erzeugte Bild auf eine Brennebene bzw. einen Brennpunkt 37 abgebildet.
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Um die Störstrahlung aus dem optischen Signal 40 zu entfernen, ist in einer Ausführungsform der Erfindung ein schaltbares Schutzelement 30 vorgesehen. Das Schutzelement 30 enthält in einigen Ausführungsformen einen räumlichen Lichtmodulator 33. Der räumliche Lichtmodulator weist eine Transmissionsfläche auf, welche in eine Mehrzahl von Teilflächen unterteilt ist. Jede Teilfläche kann entweder opak oder transluzent bzw. transparent sein. Dementsprechend wird das auf die jeweilige Teilfläche auftreffende Licht transmittiert oder absorbiert. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann der räumliche Lichtmodulator 33 eine Mehrzahl von Teilflächen aufweisen, welche entweder die Polarisationsrichtung auftreffenden Lichtes verändern oder die Polarisation hindurchtretenden Lichtes unverändert lassen. Durch die Anordnung von einem ersten Polarisationsfilter 51 und einem zweiten Polarisationsfilter 52 kann in dieser Ausführungsform der Erfindung ein Amplitudenmodulator für Licht realisiert werden. In jedem Fall kann die Eigenschaft der Teilflächen durch zumindest ein elektrisches Signal kontrolliert werden.
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In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die Polarisationsfilter 51 und 52 hindurchtretendes Licht linear polarisieren. In diesem Fall ergibt sich eine maximale Transmission, wenn die Polarisationsrichtung des ersten Polarisationsfilters 51 parallel zur Eintrittspolarisation des Lichtmodulators 33 und die Polarisationsrichtung des zweiten Polarisationsfilters 52 parallel zur Austrittspolarisation des räumlichen Lichtmodulators 33 stehen. Sofern der räumliche Lichtmodulator 33 so geschaltet wird, dass zumindest eine Teilfläche die Austrittspolarisation senkrecht zur Polarisationsrichtung des zweiten Polarisationsfilters 52 dreht, ist die durch die Vorrichtung hindurch tretende Strahlungsintensität abgeschwächt. Sofern nur eine Teilfläche des räumlichen Lichtmodulators 33 beschaltet wird, betrifft die Abschwächung nur das auf die entsprechende Teilfläche auftreffende Licht. Sofern die Teilflächen des räumlichen Lichtmodulators zwischen einen opaken und einen transparenten bzw. transluzenten Zustand schaltbar sind, können in anderen Ausführungsformen der Erfindung die Polarisationsfilter 51 und 52 auch entfallen.
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Im Zusammenwirken des räumlich auflösenden Schutzelementes 30 mit dem ersten spektral auflösenden Element 11 wird ermöglicht, Licht einer vorgebbaren Wellenlänge eines vorgebbaren Raumwinkels aus dem optischen Signal 40 zu entfernen. Licht einer anderen Wellenlänge trifft auf eine andere Teilfläche des räumlichen Lichtmodulators 33 auf und kann diesen passieren. Darin unterscheidet sich die vorgeschlagene Vorrichtung von den bisher bekannten Schutzvorrichtungen, welche Licht aller Wellenlängen aus dem optischen Signal 40 entfernen, welches aus einem vorgebbaren Raumwinkel in die Schutzvorrichtung eintritt und daher das Sichtfeld der optischen Vorrichtung einschränken.
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Der räumliche Lichtmodulator 33 kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung im Brennpunkt 37 bzw. in der durch den Brennpunkt 37 definierten Brennebene angeordnet sein. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann der räumliche Lichtmodulator 33 entlang der optischen Achse verschoben sein, sodass dieser nicht exakt im Brennpunkt 37 angeordnet ist. Der Betrag der Verschiebung kann etwa 1 bis etwa 15 Rayleigh-Längen betragen. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Abstand 1 bis 5 Rayleigh-Längen betragen. Dies ermöglicht, eine auf der Transmissionsfläche des räumlichen Lichtmodulators angeordnete, sichtbare Strukturierung im Ausgangssignal 45 unscharf darzustellen, sodass die vorgeschlagene Schutzvorrichtung die Bildqualität eines optischen Gerätes in geringerem Maße beeinträchtigt.
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Nach dem Schutzelement 30 wird das hindurchtretende Licht durch ein zweites fokussierendes Element 22 auf die Lichteintrittsfläche 121 eines zweiten spektral auflösenden Elementes 12 abgebildet. In einigen Ausführungsformen der Erfindung weisen das erste und das zweite spektral auflösende Element 11 und 12 sowie das erste und zweite fokussierende Element 21 und 22 jeweils die gleiche Transferfunktion auf. Auf diese Weise wird die spektrale Zerlegung und optische Abbildung durch das erste spektral auflösende Element 11 und das erste fokussierende Element 21 wieder rückgängig gemacht, sodass an der Lichtaustrittsfläche 122 des zweiten spektral auflösenden Elementes 12 ein Ausgangssignal 45 bereitsteht, welches zum Eingangssignal 40 nahezu identisch ist. Dem Fachmann ist dabei selbstverständlich geläufig, dass aufgrund optischer Abbildungsfehler die Bildqualität des Ausgangssignals 45 verschlechtert sein kann. Weiterhin kann aufgrund der Absorption der verwendeten optischen Komponenten die Intensität des Ausgangssignals 45 abgeschwächt sein. Schließlich enthält das Ausgangssignal 45 neben dem Nutzsignal nur noch einen geringen oder keinen Anteil der im Eingangssignal 40 vorhandenen Störstrahlung.
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In der dargestellten Ausführungsform trifft das Ausgangssignal 45 auf einen Strahlteiler 37. Der Strahlteiler kann in an sich bekannter Weise, beispielsweise mittels eines teildurchlässigen Spiegels, das optische Ausgangssignal 45 in zwei Teilsignale aufspalten. Ein Teilsignal 46 wird nachfolgend als Nutzsignal dem Auge eines Beobachters oder einem elektronischen Bildsensor zugeführt. Hierzu kann das Ausgangssignal 46 in einigen Ausführungsformen der Erfindung etwa 10% bis etwa 90% der Intensität des Ausgangssignals 45 enthalten.
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Der zweite Ausgang des Strahlteilers 37 ist mit einer Bilderfassungseinrichtung 36 gekoppelt. Die Bilderfassungseinrichtung 36 erzeugt ein Eingangssignal für eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung 35. Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 35 erzeugt ein Steuersignal für den räumlichen Lichtmodulator 33.
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In einer Ausführungsform der Erfindung wird bei Betrieb der dargestellten Vorrichtung eine im optischen Signal 40 enthaltene Störstrahlung, beispielsweise ein blendender Laserstrahl, durch das erste spektral auflösende Element 11, das erste fokussierende Element 21, das Schutzelement 30, das zweite fokussierende Element 22, das zweite spektral auflösende Element 12 und den Strahlteiler 37 in der Bilderfassungseinrichtung 36 nachgewiesen. Die Bilderfassungseinheit 36 bestimmt die Wellenlänge der Störstrahlung und leitet diese Information an die Steuereinrichtung 35 weiter. Aufgrund der Wellenlänge der Störstrahlung kann die Steuereinrichtung 35 bestimmen, auf welcher Teilfläche des räumlichen Lichtmodulators 33 die Störstrahlung auftrifft. Diese Information kann beispielsweise durch eine Simulationsrechnung der Vorrichtung erhalten werden oder in einem Kennfeld in der Steuereinrichtung 35 abgelegt sein oder mittels Fuzzy-Logik bestimmt werden. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann vorgesehen sein, durch sequentielles Ansteuern der Teilflächen des Lichtmodulators diejenige Teilfläche bzw. diejenigen Teilflächen herauszufinden, welche eine hinreichende Schwächung der Störstrahlung bewirken.
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Sodann erzeugt die Steuereinrichtung 35 ein elektrisches Signal, welches eine Abschwächung der auf die betreffende Teilfläche auftreffenden Intensität bewirkt. Auf diese Weise wird die Störstrahlung innerhalb kurzer Zeit aus dem Ausgangssignal 45 entfernt. Durch die Verwendung schneller elektronischer Bauelemente kann das Entfernen der Störstrahlung aus dem Ausgangssignal 45 so schnell erfolgen, dass ein Beobachter oder eine Bilderfassungseinrichtung nicht beschädigt oder geblendet wird.
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2 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Auch die Ausführungsform gemäß 2 verwendet ein erstes spektral auflösendes Element, welches eine Lichteintrittsfläche 111 aufweist. Auf die Lichteintrittsfläche 111 trifft ein optisches Signal 40. Das optische Signal 40 wird am Ausgang 112 des ersten spektral auflösenden Elementes 11 in seine spektralen Bestandteile zerlegt, wie vorstehend beschrieben. Das Ausgangssignal des ersten spektral auflösenden Elementes wird mittels einer Linse, welche als erstes fokussierendes Element 21 eingesetzt ist, auf die Transmissionsfläche eines Schutzelementes 30 abgebildet. Wie bereits in Zusammenhang mit 1 erläutert, lehrt die Erfindung nicht die Verwendung einer einzigen Linse als erstes und/oder zweites fokussierendes Element 22 und 21. Vielmehr kann jedes der fokussierenden Elemente aus einer Mehrzahl optischer Komponenten zusammengesetzt sein.
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Als Schutzelement 30 wird gemäß 2 ein Opferelement 34 verwendet. Das Opferelement 34 kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung ein Kunststoffmaterial sein, welches aufgrund nichtlinearer optischer Prozesse lokal von einem transparenten bzw. transluzenten Zustand in einen opaken Zustand übergeht, wenn die auftreffende Lichtintensität einen vorgebbaren Wert überschreitet. Auf diese Weise wird eine intensive Störstrahlung, beispielsweise eine Laserstrahlung, aufgrund ihrer nahezu monochromatischen Wellenlänge stets auf einen Punkt des Opferelementes 34 auftreffen und dort aufgrund ihrer großen Intensität einen opaken Flächenbereich erzeugen.
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Nachdem die Störstrahlung hinter dem Opferelement 34 vom optischen Nutzsignal getrennt oder zumindest so weit reduziert ist, dass eine Schädigung nachfolgender Komponenten ausgeschlossen ist, dienen das zweite fokussierende Element 22 und das zweite spektral auflösende Element 12 dazu, die optische Abbildung des ersten spektral auflösenden Elementes und des ersten fokussierenden Elementes 21 umzukehren. Auf diese Weise wird das optische Eingangssignal 40 als optisches Ausgangssignal 45 weitgehend wiederhergestellt.
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Obgleich die in 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen nur transmissive optische Komponenten verwenden, kann die Erfindung selbstverständlich auch mit reflektiven optischen Elementen realisiert werden. Beispielsweise kann als erstes und/oder zweites spektral auflösendes Element 11 und 12 statt den dargestellten Geradsichtprismen auch eine holografische Optik, ein Strichgitter oder ein Reflexionsgitter verwendet werden. Statt den dargestellten Linsen können das erste fokussierende Element 21 und das zweite fokussierende Element 22 auch gewölbte Spiegel enthalten. Das Opferelement 34 kann auch einen Spiegel enthalten, auf welchen das Signal mittels des ersten fokussierenden Elementes 21 abgebildet wird. Bei großer auftreffender Intensität kann die Spiegelschicht so weit geschädigt werden, dass die Störstrahlung vom Spiegel nicht reflektiert wird.
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Anhand der 3–5 wird die Wirkung der in 1 dargestellten Schutzvorrichtung erläutert. Dabei zeigt 3 ein Kamerabild eines USAF 1951-Targets. Das vom Target in das Objektiv der Kamera reflektierte Licht wird dabei für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung als Nutzsignal bezeichnet.
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4 zeigt den Fall, dass dem Nutzsignal zusätzlich eine Störstrahlung überlagert ist. Im dargestellten Fall besteht die Störstrahlung aus einem Laserstrahl, welcher die Kamera blendet und als heller Fleck im Bild wahrgenommen wird. Sofern die Intensität des Laserstrahles weiter ansteigt, kann die Kamera auch beschädigt werden.
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5 zeigt die zu 4 identische Situation, wenn das Objektiv der Kamera mit einer in 1 dargestellten Schutzvorrichtung versehen ist. In diesem Fall wird Licht einer vorgebbaren Wellenlänge aus dem auf das Kameraobjektiv treffenden Licht entfernt. Sofern diese gefilterte Wellenlänge der Wellenlänge der Störstrahlung entspricht, so wird die Störstrahlung vollständig entfernt oder zumindest so weit geschwächt, dass diese nicht mehr störend wahrgenommen wird. Da die Entfernung der Störstrahlung nicht im Ortsraum, sondern im Wellenlängen- bzw. Frequenzraum erfolgt, kann das Bild auch im gestörten Bereich nahezu vollständig rekonstruiert werden. Das durch die Schutzvorrichtung gemäß 1 gefilterte Bild zeigt lediglich leichte Farbschlieren, welche die Erkennbarkeit des Targets nicht beeinträchtigen.
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Die Wirkungsweise der Schutzvorrichtung gemäß 2 wird nachfolgend anhand der 6 und 7 näher erläutert. Beide Figuren zeigen ein USAF 1951-Target, wie vorstehend anhand der 3–5 erläutert. Die Kameraobjektive sind mit Schutzvorrichtungen zum Schutz vor eintreffender Störstrahlung ausgestattet. Dabei ist in 6 die Wirkung einer bekannten Schutzvorrichtung dargestellt, welche ein Opferelement 34 enthält, jedoch keine spektral auflösenden Elemente 11 und 12, wie diese erfindungsgemäß vorgeschlagen und in 2 dargestellt sind. 7 wurde mit einem Kameraobjektiv aufgenommen, welches eine Schutzvorrichtung gemäß 2 enthält.
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Wie aus 6 ersichtlich, führt das Auftreffen einer intensiven Störstrahlung zur Ausbildung opaker Teilflächen auf dem Opferelement, welche sowohl den Durchtritt der Störstrahlung als auch den Durchtritt der Nutzstrahlung verhindern. Sofern die Störstrahlung mehrfach und auf unterschiedliche Teilflächen auftrifft, wird das Sichtfeld der Kamera zunehmend eingeschränkt, sodass nicht mehr alle Details des Targets erkennbar sind. Demgegenüber führt die Ausbildung opaker Teilflächen in einem Opferelement 34 einer Schutzvorrichtung gemäß 2 nur zur Bildung einiger Schlieren bzw. Farbsäume, welche die Erkennbarkeit des Targets nicht weiter beeinträchtigen.
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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Ansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Ansprüche und die vorstehende Beschreibung „erste” und „zweite” Merkmale definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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