DE1241126B - Anordnung zum Schutz gegen Laserstrahlen fuer optische Beobachtungsgeraete - Google Patents

Description

DEUTSCHES -0iS0¥w PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT G02b
DeutscheKl.: 42 c-23

Nummer: 1241126

Aktenzeichen: L 52959 IX b/42 c

^ 24 1 126 Anmeldetag: 18.Februar 1966

Auslegetag: 24. Mai 1967

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Schutz gegen Laserstrahlen für optische Beobachtungsgeräte, bei denen im Strahlengang zwischen Lichteintrittsöffnung und Lichtaustrittsöffnung ein optischer Wandler mit Nachleuchtwirkung geschaltet ist.

Die Anwendung von Lasern, z. B. bei Entfernungsmessern — insbesondere im militärischen Bereich —, bringt durch die hohe Energiedichte der ausgesandten Impulse die Gefahr einer ernsthaften Schädigung des unbewaffneten oder des bewaffneten Auges eines Beobachters mit sich. In starkem Maße gilt dies für das bewaffnete Auge, da hier die Eintrittspupille größer ist, also mehr Licht hindurchläßt als das menschliche Auge. Überdies werden die einfallenden Lichtstrahlen fokussiert.

Die Schwierigkeit, für das Auge einen wirksamen Schutz zu schaffen, ist aus dem Grunde groß, weil der schädliche Einfluß der Laserimpulse gleicher Natur ist wie der Informationsträger zur Beobachtung. In einem Fall soll Licht zum menschlichen Auge dringen, im anderen Falle nicht.

Nun wäre es denkbar, zum Schutz gegen Laserimpulse vor einem optischen Beobachtungsgerät Filter anzubringen, die für die ausgestrahlte Wellenlänge des Lasers undurchlässig sind und z. B. sichtbares Licht hindurchlassen. Es gibt jedoch keine Filter und keine Filterkombinationen, die für die Wellenlängen verschiedener Laser in allen Fällen undurchlässig sind. Der Rubin-Laser strahlt z. B. bei einer anderen Wellenlänge aus als ein Neodym-Laser. Außerdem bieten die Filter nur einen begrenzten Schutz bezüglich der Leistung ausgesandter Laserimpulse.

Die Erfindung hat sich darum die Aufgabe gestellt, einen wirksamen Schutz gegen Laserstrahlen für optische Beobachtungsgeräte, die einen optischen Wandler mit Nachleuchtwirkung enthalten, vorzuschlagen. Die Erfindung besteht darin, daß vor dem Eingang und hinter dem Ausgang des optischen Wandlers je ein an sich bekannter optischer Verschluß vorgesehen ist und daß eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die in fortlaufendem Wechsel jeweils den einen optischen Verschluß öffnet und den anderen schließt.

Voraussetzung für diese Schutzeimichtung ist also, daß ein optisches Element mit Nachleuchtwirkung, also z. B. ein Bildwandler, in dem Strahlengang zwischen Eingangs- und Austrittsöffnung des Beobachtungsgerätes angeordnet ist. Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist gewährleistet, daß zu Anordnung zum Schutz gegen Laserstrahlen für optische Beobachtungsgeräte

Anmelder:

Licentia Patent-Verwaltungs-G. m. b. H.,
Frankfurt/M., Theodor-Stern-Kai 1

Als Erfinder benannt:

Siegfried Eberwein, Wedel (Holst.);

Conrad Walter, Hamburg-Poppenbüttel

keinem Zeitpunkt ein Lichtstrahl durch das optische Beobachtungsgerät treten kann.

Als optische Verschlüsse bieten sich mehrere Möglichkeiten an. Es wird zunächst vorgeschlagen, daß als optischer Verschluß vor und hinter dem optischen Wandler je eine rotierende, mit sektorförmigen Ausschnitten versehene Scheibe angeordnet ist und daß als Steuereinrichtung eine Kupplung für die Drehbewegung beider Scheiben vorgesehen ist, wobei die Scheibensektoren, in Durchtrittsrichtung des Laserstrahles gesehen, sich nicht überdecken. Wenn dabei die sektorförmigen Ausschnitte in den rotierenden Scheiben in ihrer Größe so gewählt sind, daß zwischen geöffnetem und geschlossenem Zustand am Eingang des Bildwandlers das Verhältnis 6 : 7 beträgt, dann ist außerdem der Bildwandler zu ungefähr 60°/o der Zeit gegen schädliche Laserimpulse geschützt.

Ein weiterer Vorschlag sieht vor, daß als optischer Verschluß vor und hinter dem optischen Wandler je eine Kerrzelle mit vor und hinter der Kerrzelle angeordneten Polarisationsfiltern vorgesehen ist und daß eine elektrische Steuereinrichtung in fortlaufendem Wechsel die eine Kerrzelle öffnet und die andere schließt. Die Polarisationsfilter vor und hinter jeder Kerrzelle sind gekreuzt angeordnet. Je nachdem, ob jetzt an eine Kerrzelle eine Spannung angelegt wird oder nicht, wird die Anordnung lichtdurchlässig oder nicht, da in einem Fall bekanntlich durch die Kerrzelle die Ebene des polarisierten Lichtes gedreht und im anderen Fall nicht gedreht wird.

Es wird ferner vorgeschlagen, daß als optischer Verschluß vor und hinter dem optischen Wandler je eine vollkommen lichtundurchlässige Abdeckung an-

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Claims (5)

geordnet ist, deren Drehachse in einer Ebene liegt, auf der die Achse des optischen Wandlers senkrecht steht, wobei der Antrieb dieser Abdeckungen mittels magnetischer Schwingspulen erfolgt. Die drehbeweglich aufgehängten Abdeckungen werden von den magnetischen Schwingspulen so angeregt, daß Eingang und Ausgang des optischen Wandlers abwechselnd geöffnet oder geschlossen sind. Ein anderer Vorschlag sieht zwei jeweils vor und hinter dem optischen Wandler angeordnete Jalousien vor, deren Verstellung wiederum von einer Steuereinrichtung erfolgt. Hier bestehen die Abdeckungen vor und hinter dem Wandler aus Jalousien, die ebenfalls durch geeignete Vorrichtungen abwechselnd geöffnet oder geschlossen werden. Die Öffnungs- und Schließzeiten der optischen Verschlüsse liegen innerhalb gewisser Grenzen, die einmal durch die Nachleuchtzeit des Bildschirmes des optischen Wandlers und zum anderen durch die Laufzeit eines Strahles zwischen zwei Verschlüssen gegeben sind. Die Zeit, welche vergeht zwischen Belichtung der Photokathode und Freigabe des Schirmes, muß zwischen 1 Millisekunde und 0,3 Nanosekunden liegen. Weiterhin muß die Zeit zwischen zwei Öffnungen wegen des sonst auftretenden Flackereffektes am Schirm kleiner als 20 Millisekunden sein. Die besonderen Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung zum Schutz gegen schädliche Laserimpulse liegen darin, daß der Schutz Wellenlängen- unabhängig und unabhängig von der Höhe der Impulsleistung gewährleistet ist. Der Schutz ist auch unabhängig von der Dauer des Impulses gegeben, im Grenzfall auch bei fortlaufender Bestrahlung (sogenannter Dauerstrich). Für den optischen Wandler besteht immer auch ein Schutz von etwa 60%. Außerdem ist der Aufwand für die Schutzeinrichtung für ein binokulares Sichtgerät nicht größer als für ein monokulares. An Hand der Zeichnung sollen mögliche Ausführungen der Erfindung näher erläutert werden. F i g. 1 bis 4 stellen vier Möglichkeiten eines optischen Verschlusses für den beschriebenen Laserschutz dar. In F i g. 1 a ist vor und hinter einem optischen WandlerlO mit Nachleuchtwirkung je eine Scheibe 11 und 12 angeordnet. Die Scheiben 11 und 12 sind fest durch eine starre Welle 13 verbunden, die durch einen Antriebsmotor 14 angetrieben wird. Diese Anordnung der rotierenden Scheibenil und 12 ist in den Strahlengang eines optischen Beobachtungsgerätes gebracht; das optische Beobachtungsgerät ist hier außer durch den Bildwandler 10 noch durch ein Objektiv 15 und ein Okular 16 angedeutet. Die rotierenden Scheibenil und 12 sind mit sektorförmigen Ausschnitten 17 und 18 versehen, wie sie in F i g, 1 b gezeigt sind. Die Scheiben 11 und 12 sind auf der starren Welle 13 so angeordnet, daß die Scheibensektoren 17 und 18, in Durchtrittsrichtung der Lichtstrahlen gesehen, sich nicht überdecken. Auf diese Weise kann also zu keinem Zeitpunkt ein Lichtstrahl direkt durch das optische Beobachtungsgerät treten. Eine Beobachtung ist trotzdem möglich durch die Nachleuchtwirkung des Wandlers 10. Ein Laserstrahl, der den Leuchtschirm des Wandlers 10 ohne weiteres durchdringen kann, wird entweder an der rotierenden Scheibe 11 oder an der rotierenden Scheibe 12 aufgehalten. In F i g. 2 ist in dem Strahlengang eines optischen Beobachtungsgerätes, das hier lediglich durch einen optischen Wandler 19 dargestellt ist, vor und hinter dem Wandler 19 je eine Kerrzelle 20 und 21 angeordnet. Vor und hinter jeder Kerrzelle 20 bzw. 21 sind Polarisatoren 22 und 23 bzw. 24 und 25 in gekreuzter Stellung geschaltet. Eine nicht gezeigte Steuereinrichtung sorgt dann dafür, daß die als optische Verschlüsse dienenden Kerrzellen 20 und 21 mit den Polarisatoren 22 und 23 bzw. 24 und 25 wechselseitig öffnen und schließen. An Stelle von Kerrzellen können auch solche Kristalle verwendet werden, die durch Anlegen einer Spannung ebenfalls die Polarisationsebene des Lichtes drehen. In F i g. 3 a befinden sich vor und hinter einem optischen Bildwandler 26 je eine drehbare Abdeckung 27 und 28. Die Drehachsen der Abdeckungen 27 und 28 liegen in einer Ebene, die senkrecht zur Achse des optischen Wandlers 26 steht. Mit Hilfe von magnetischen Schwingspulen 29 und 30 werden die drehbeweglichen Abdeckungen 27 und 28 angetrieben, und zwar derart, daß ihre Ebenen wechselseitig senkrecht zur Achse des optischen Wandlers 26 bzw. in der Achse des Wandlers 26 liegen. F i g. 3 b zeigt eine solche Abdeckung 27 in Draufsicht. Aus F i g. 4 a ist ersichtlich, daß vor und hinter einem optischen Wandler 31 je eine Jalousie 32 und 33 angeordnet ist. Dabei liegt die Drehpunktebene der Jalousien 32 und 33 wiederum senkrecht zur Achse des Wandlers 31. In F i g. 4 b ist die Jalousie 32 in Draufsicht gezeichnet. Die als optische Verschlüsse dienenden Jalousien 32 und 33 werden wiederum durch einen nicht gezeigten Antrieb wechselseitig geöffnet und geschlossen. Patentansprüche:

1. Anordnung zum Schutz gegen Laserstrahlen für optische Beobachtungsgeräte, bei denen im Strahlengang zwischen Lichteintrittsöffnung und Lichtaustrittsöffnung ein optischer Wandler mit Nachleuchtwirkung geschaltet ist, dadurchgekennzeiehnet, daß vor dem Eingang und hinter dem Ausgang des optischen Wandlers je ein an sich bekannter optischer Verschluß vorgesehen ist und daß eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die in fortlaufendem Wechsel jeweils den einen optischen Verschluß öffnet und den anderen schließt,

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als optischer Verschluß vor und hinter dem optischen Wandler(IO) je eine rotierende, mit sektorförrnigen Ausschnitten versehene Scheibe (11, 12) angeordnet ist und daß als Steuereinrichtung eine starre Welle (13) für die Drehbewegung beider Scheiben (11,12) vorgesehen ist und daß die Scheibensektoren (17,18) in Durchtrittsöffnung des Laserstrahles gesehen sich nicht überdecken,

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als optischer Verschluß vor und hinter dem optischen Wandler (19) je eine Kerrzelle (20, 21) mit vor und hinter der Kerrzelle angeordneten Polarisationsfiltern (22,23,24, 25) vorgesehen ist und daß eine elektrische Steuereinrichtung in fortlaufendem Wechsel die eine Kerrzelle öffnet und die andere schließt.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als optischer Verschluß vor und hinter dem optischen Wandler (26) je eine vollkommen lichtundurchlässige Abdeckung (27, 28) angeordnet ist, deren Drehachse in einer Ebene liegt, auf der die Achse des optischen Wandlers (26) senkrecht steht und daß der An-

trieb dieser Abdeckungen (27,28) mittels magnetischer Schwingspulen (29, 30) erfolgt.

5. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei jeweils vor und hinter dem optischen Wandler (31) angeordnete Jalousien (32,33), deren Verstellung von einer Steuereinrichtung erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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