DE1548495C1

DE1548495C1 - Optische Visier- und Zielverfolgungsvorrichtung

Info

Publication number: DE1548495C1
Application number: DE1548495A
Authority: DE
Inventors: John Weldon Orange Calif. Cade
Original assignee: Philco Ford Corp
Current assignee: Space Systems Loral LLC
Priority date: 1965-05-12
Filing date: 1966-05-12
Publication date: 1984-05-24
Also published as: US4034949A; AU660066A; CA1014639A; IT1008503B; GB1461380A; BE680312A

Description

Die Erfindung betrifft eine optische Teleskopanordnung, die insbesondere zur Verwendung in einer optischen Visier- und Zielverfolgungs- bzw. Kursführungsvorrichtung geeignet ist.

Bei einer beispielsweise aus den US-Patentschriften 30 894 und 30 68 740 bekannten Gattung von Vorrichtungen zum Anvisieren eines Ziels und zur Zielverfolgung bzw. zur zielheranführenden Kursführung wird ein Infrarot-Teleskop zur Bestimmung der Flugbahn, beispielsweise einer Rakete oder eines sonstigen Flugkörpers verwendet, wobei das Infrarot-Teleskop einen wärmeabstrahlenden Teil des Flugkörpers verfolgt. Die von dem Flugkörper ausgehende Wärmestrahlung wird durch das Teleskop auf einen Schirm fokussiert, welcher eine sogenannte Quadrant-Detektoranordnung aufweist. Vorzugsweise ist eine opto-mechanische Vorrichtung vorgesehen, mittels welcher die gebündelten Strahlen der aufgenommenen Infrarot-Strahlungsener-

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gie einer Nutationsbewegung unterworfen werden, der- net.

art, daß auf der Detektoranordnung und um die optische Der Erfindung liegt als Aufgabe die Schaffung einer Achse des Teleskops herum eine kreisförmige Bild- derartigen Vorrichtung zugrunde, bei welcher die sich punktspur aufgezeichnet wird. Mit der Quadrant-De- aus der Verringerung des Radius der kreisförmigen tektoranordnung sind elektronische Vorrichtungen 5 Bildpunktspur bei zunehmender Entfernung des Flugkombiniert, mittels welcher die Lage der Infrarot-Strah- körpers von der Abschußstelle und der Zielverfolgungslungsquelle, und damit des Flugkörpers, im Raum relativ und Heranführungsvorrichtung ergebenden Schwierigbezüglich der optischen Achse des Teleskops bestimm- keiten in einfacher Weise vermieden werden, ohne daß bar ist. hierdurch zu aufwendigen, sperrigen, insbesondere grö-

Ein Nachteil einer derartigen Einrichtung besteht 10 ßere Abmessungen bedingenden und störanfälligen

darin, daß der Radius der kreisförmigen Bildpunktspur Zoom-Optiken gegriffen werden muß.

sich proportional mit zunehmender Entfernung des Zu diesem Zweck kennzeichnet sich eine Vorrichtung

Flugkörpers von der Zielverfolgungs- und Heranfüh- der vorstehend genannten Art gemäß der Erfindung

rungsvorrichtung verringert. Dieser Umstand hat sich durch eine Vorrichtung, mittels welcher die relative

als eine Quelle von Schwierigkeiten bei der Erzielung 15 Winkelstellung der beiden Strahlablenkvorrichtungen

einer genauen Anzeige der jeweiligen Lage des Flug- zum Zweck der Änderung des Radius der kreisförmigen

körpers erwiesen. Bildpunktspur veränderbar ist.

Dem erwähnten Problem ist man bei der durch die Im einzelnen weist gemäß einer bevorzugten Ausfüh-

US-PS 29 30 894 bekannten Visier- und Zielverfol- rungsform der Erfindung das Teleskop ein Objektiv und

gungsvorrichtungen dadurch begegnet, daß man den 20 als Strahlablenkvorrichtungen zwei optische Elemente,

Durchmesser des Nutationskreises konstantgehalten vorzugsweise in Form von Prismen oder Keilen, auf, die

hat, indem man die Brennweite des Teleskopobjektivs, drehbar angeordnet und in ihrer relativen Winkelstel-

beispielsweise unter Verwendung einer Zoom-Optik, lung zueinander verstellbar sind; das Objektiv und die

nach Maßgabe eines vorgegebenen, auf der Geschwin- erwähnten optischen Teile wirken in der Weise zusam-

digkeit der Entfernungszunahme des Flugkörpers wäh- 25 men, daß beispielsweise ein von einem sich entfernen-

rend seines Flugs beruhenden Programms verändert. den Flugkörper ausgehendes Infrarot-Strahlungsbündel

Diese bekannten Einrichtungen besitzen jedoch eine auf einen eine Quadrant-Detektorvorrichtung aufwei-Reihe von Nachteilen, welche die Erzielung der ge- senden Schirm gebündelt und zu einer Nutationsbewewünschten Zielverfolgungs- und Heranführungsgenau- gung veranlaßt wird, derart, daß es eine kreisförmige igkeit unter extremen Umgebungstemperaturbedingun- 30 Bildpunktspur auf die Detektorvorrichtung zeichnet, gen von etwa—55° C bis etwa +75° C sowie unter ex- Das eine Prisma ist in seiner Drehstellung bezüglich tremen Vibrationsbedingungen, wie sie beispielsweise dem anderen Prisma um eine beiden Prismen gemeinsain gepanzerten Fahrzeugen auftreten, unmöglich ma- me Achse verstellbar, und beide Prismen sind gemeinchen. Einige dieser für die bekannten mit Zoom-Optiken sam so angeordnet und ausgebildet, daß sie den Bildarbeitenden Vorrichtungen dieser Art charakteristi- 35 punkt nach Maßgabe ihrer jeweiligen relativen Winkeischen Nachteile sind die folgenden: stellung verschieben.

Derartige Zoom-Optiken für praktische Zwecke sind Des weiteren ist eine Vorrichtung mit einem Diffeauf Brennweitenänderungen von etwa 5 :1 beschränkt, rentialgetriebeantrieb zur Drehung des relativ verstell- und dies ist für die Erzielung der gewünschten gleichför- baren Prismas vorgesehen; diese Antriebsverbindung migen Bildgröße für größere Reichweiten unzurei- 40 ist vorzugsweise nach Maßgabe eines vorgegebenen, chend; desweiteren weisen Zoom-Optiken bewegliche auf der Änderungsgeschwindigkeit der Entfernung ei-Teile von größeren Abmessungen auf, welche unter ex- nes zu verfolgenden und an ein Ziel heranzuführenden tremen Umgebungsbedingungen nur schwierig genau Flugkörpers beruhenden Programms betätigbar, derart, ausgerichtet gehalten werden können; die Zielverfol- daß die relative Winkelstellung der beiden Prismen gegungs- und Heranführungsgenauigkeit hängt jedoch 45 ändert und so die gewünschte Abmessung der aufgekritisch von der genauen Ausrichtung der optischen zeichneten Bildpunktspur aufrechterhalten wird.
Bauteile ab; schließlich ist zur Bewegung derartiger re- Durch die Erfindung wird somit in einfacher Weise, lativ massiver optischer Bauteile über längere lineare ohne aufwendige sperrige, die Linearabmessungen erAbmessungen eine nennenswerte Leistung erforderlich, höhende und insbesondere unter extremen Temperaturwas die Erzielung der erforderlichen Einstellgeschwin- 50 bedingungen störanfällige Abhilfemaßnahmen wie die digkeit erschwert. Verwendung von Zoom-Optiken eine Kompensation

Die Erfindung betrifft somit eine optische Vorrich- der Verringerung des Durchmessers der auf dem Detektung zur Zielverfolgung und zielheranführenden Steue- tor aufgezeichneten kreisförmigen Bildpunktspur bei rung eines Gegenstandes, beispielsweise eines Flugkör- zunehmender Entfernung des Flugkörpers von der Abpers, mit einem eine optische Achse definierenden Ob- 55 schuß- und Leitstelle gewährleistet, derart, daß beijekt, einer im Abstand von dem Objekt auf der opti- spielsweise durch entsprechende Programmsteuerung sehen Achse angeordneten, auf Strahlungsenergie an- der Vorrichtung zur Änderung des Radius der Bildsprechenden Detektorvorrichtung, zwei Strahlablenk- punktspur diese über die gesamte Flugperiode im wevorrichtungen, die so angeordnet sind, daß sie von der sentlichen konstant gehalten und so eine optimale Geentlang der optischen Achse vom Objektiv zu der De- 60 nauigkeit der Flugkörpersteuerung im wesentlichen tektorvorrichtung verlaufenden Strahlungsenergie über seine gesamte Flugbahn hin gewährleistet wird,
durchsetzt werden, sowie mit einer Antriebsvorrichtung Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung erzur gleichzeitigen, gemeinsamen Drehung der Strahlab- geben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausfühlenkvorrichtungen, derart, daß die aufgenommene rungsbeispielen anhand der Zeichnung; in dieser zeigt
Strahlungsenergie in gebündelter Form im Sinne einer 65 Fig. 1 in schematischer Darstellung eine optische Nutation um die optische Achse rotiert und dabei eine Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfinim wesentlichen kreisförmige Bildpunktspur auf der dung,
strahlungsempfindlichen Detektorvorrichtung aufzeich- F i g. 2 eine Ansicht bei Blickrichtung entsprechend

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den Pfeilen 2-2 in Fi g. 1, Elemente sind für die Zwecke der vorliegenden Erfin-

F ig. 3 eine Teilansicht der in Fig. 1 dargestellten dung nicht erforderlich und können daher unterbleiben.

Vorrichtung zur Veranschauliehung bestimmter opti- F i g. 5 veranschaulicht eine mechanische Vorrichtung

scher Eigenschaften des Geräts gemäß der Erfindung, 15 zur Änderung der Winkelstellung des Prismas 14

F i g. 4 eine Ansicht bei Blickrichtung gemäß den Pfei- 5 relativ bezüglich des Prismas 13. Diese Vorrichtung

len 4-4 in F i g. 3, weist Prismenantriebsräder 16 und 17 auf, welche auf

F i g. 5 in perspektivischer Ansicht ein zu der in F i g. 1 einer drehbaren Welle 18 angeordnet sind. Die Räder 16

schematisch dargestellten optischen Vorrichtung gehö- und 17 werden von einem geeigneten kontinuierlich lau-

riges mechanisches Antriebssystem. fenden Motor 19 über ein Zahnrad 20 mit einer vorge-

Wie im einzelnen aus F i g. 1 ersichtlich, weist die opti- 10 gebenen Winkelgeschwindigkeit von beispielsweise sehe Vorrichtung ein Visierteleskop 10 sowie ein Infra- 30 U/sec angetrieben. In einem Magnetkopf 35 wird rot-Zielverfolgungsteleskop 11 auf; die optischen Ach- durch die Bewegung zweier an dem Zahnrad 17 um 180° sen beider Teleskope sind eng nebeneinander und paral- gegeneinander versetzt angeordneter Kerne 41 und 42 IeI zueinander sowie zur Längsachse einer (nicht darge- aus ferromagnetischem Material ein Spannungsimpuls stellten) Waffe, mit welcher ein Flugkörper abgeschos- 15 erzeugt. Die Übersetzungsverhältnisse sind so gewählt, sen wird, angeordnet. Das Visierteleskop ist von her- daß die Impulsfrequenz 100 Hz beträgt; diese Impulse kömmlicher Bauart und braucht daher nicht dargestellt dienen als Zeitbasis bzw. Zeitbezugsmaßstab für die Re- und näher beschrieben zu werden. Das speziell gemäß gel- bzw. Steuerschaltung 48. Die Prismen 13 und 14 der Erfindung ausgebildete Infrarot-Teleskop 11 weist sind an geeignet angeordneten Prismenantriebsrädern eine achromatische, verkittete Infrarot-Doppellinse 12 20 21 bzw. 22 befestigt, die ihrerseits durch die Zahnräder und ein Paar von optisch mit dem Objektiv 12 ausge- 17 bzw. 16 angetrieben werden. In Abwesenheit einer richteten achromatischen Prismen 13 und 14 auf. Des anderweitigen Antriebs-Eingangsgröße der Getriebeweiteren weist das Teleskop 11 mehrere mit 44 bezeich- anordnung werden die Zahnräder 21 und 22 mit gleicher nete, Strahlungsenergie absorbierende Leitvorrichtun- Geschwindigkeit angetrieben. Während das Zahnrad 17 gen sowie eine einstellbare Gesichtsfeldblende 43 vor 25 direkt mit dem Zahnrad 21 gekuppelt ist, steht das Zahneiner vorzugsweise in der Brennebene des Teleskops rad 16 mit dem Zahnrad 22 über ein Differentialgetriebe angeordneten, auf Strahlungsenergie ansprechenden 24 in Antriebsverbindung, das einen auf eine drehbare Vorrichtung, beispielsweise in Form einer Quadrant- Welle 25 aufgekeilten Tragkörper 23 aufweist. Des wei-Detektoranordnung 33, auf. teren weist das Differentialgetriebe 24 ein Kegelrad 28

Die beiden Prismen 13 und 14 sind um die optische 30 auf, das an dem Tragkörper 23 drehbar gelagert ist und

Achse der Vorrichtung drehbar (sie könnten auch um mit der Zahnung von Getriebemitteln 29 und 30 kämmt,

eine dazu schräge Achse drehbar sein). Darüber hinaus welche auf der Welle 25 frei drehbar angeordnet sind,

ist speziell gemäß der vorliegenden Erfindung das Pris- Unter Zugrundelegung der vorstehend beschriebenen

ma 14 relativ bezüglich dem Prisma 13 drehbar. Im fol- Anordnung werden die Prismen 13 und 14 mit gleicher

genden werden die Vorrichtungen zur Ausführung der 35 Geschwindigkeit angetrieben, solange der Tragkörper

verschiedenen Drehungen der Prismen im einzelnen be- 23 des Differentialgetriebes 24 nicht durch die Welle 25,

schrieben. mit welcher er verkeilt ist, verdeht wird. Die Welle 25

Durch die gleichzeitige Drehung der Prismen kommt wird nach Maßgabe vorgegebener Signale verdreht,

die kreisförmige Bildpunktspur auf der Quadrantanord- welche von der Regel- bzw. Steuerschaltung 48 einer

nung 33 zustande, wie ebenfalls nachfolgend im einzel- 40 Brems- und Kupplungsvorrichtung 26, 27 zugeführt

nen näher beschrieben wird. Das Prisma 14 ist gegen- wird, wie im folgenden erläutert wird,

über dem Prisma 13 um einen Maximalwinkel von etwa Der Antriebsmotor 19 ist über eine Untersetzung 39

94° drehbar, und zwar um eine gewünschte Änderung mit einem Zahnrad 38 gekuppelt; dieses treibt ein mit

des Nutationsradius im Verhältnis 10:1 zu ermöglichen. einer Welle 45 drehbares Zahnrad 40 an, das mittels

In den F i g. 3 und 4 sind die Prismen 13 und 14 in ihrer 45 einer Kupplung 27 wahlweise zum Antrieb einer kon-

Relativstellung zur Erzielung des für maximale Entfer- zentrischen Welle 46 betätigbar ist, welche eine Nok-

nung des Flugkörpers erforderlichen Bildradius darge- kenscheibe 31 trägt. Die Bremsvorrichtung 26 verhin-

slellt, während in den Fig. 1 und 2 ihre Relativstellung dert bei Betätigung eine Drehung 46 und damit der

zur Erzielung des für minimale Flugkörperentfernung Nockenscheibe 31, wenn die Kupplung 27 nicht betätigt

erforderlichen Radius veranschaulicht ist. 50 ist. Bei Freigabe der Bremse 26 und Erregung der Kupp-

Wie im einzelnen aus den F i g. 3 und 4 ersichtlich, lung 27 wird die Nockenscheibe 31 über die Welle 46 in

besteht zwischen der Winkelabweichung des durch die Richtung des angegebenen Drehpfeiles verdreht und

erwähnte Nutationsbewegung erzeugten Kreisspurbil- verstellt dabei einen Nockenstößel 32, welcher einen an

des von der optischen Achse und der von jedem Prisma der Welle 25 befestigten Hebel aufweist, in Richtung des

hervorgerufenen Winkelabweichung bezüglich der op- 55 an der Welle 25 voll ausgezogen eingezeichneten Pfeils,

tischen Achse folgende Beziehung: Infolge der Winkelverstellung des Nockenfolgeorgans

wird die Welle 25 zunehmend um einen durch den An-

δ — 2 ω cos —- stieg der Nockenfläche bestimmten Winkel verdreht.

4 Der Anstieg der Nockenscheibe 31 ist schematisch

60 durch in die Nockenscheibe eingezeichnete radiale Li-

worin ω die jeweilige durch jedes Prisma erzeugte nien veranschaulicht, zwischen welchen die allgemeine

Dreh-Winkelabweichung und Φ der Winkel zwischen Beziehung R\<R2<R3- besteht. Bei einer Verdrehung

den den Abweichungswinkel ω enthaltenden Ebenen der Welle 25 in Richtung des vollausgezogenen Pfeils

bzw. zwischen den dargestellten Bezugspteilen A und B erhöht sich infolge der Wirkung des Differentialgetrie-

durch die Mittelpunkte der Prismen sind. Die Änderun- 65 bes 24 die Drehgeschwindigkeit des Zahnrads 22, was

gen von δ sind für Werte von Φ im Bereich von 90 bis eine entsprechende Verschiebung des Prismas 14 be-

180° im wesentlichen linear. Genauere detaillierte An- zuglich des Prismas 13 und damit eine Änderung des

gaben über Einzelheiten der verschiedenen optischen Radius des Kreisspurbildes auf der Quadrant-Detektor-

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anordnung 33 zur Folge hat. Nachdem die durch Pro- geordnet. Der Strahlenteiler 34 weist eine Vorrichtung

gramm vorgegebene Änderung der Winkelstellung des zur Kombination des Zielbildes mit einer (nicht darge-

Prismas 14 für den betreffenden Zweck ausgeführt ist, stellten) Fadenkreuzanordnung auf. Die durch das Fen-

kehrt der Nockenstößel 32 in die ausgeschnittene Nut ster 36 eintretende Strahlung wird durch den Strahlen-

47 der Nockenscheibe 31 zurück, wodurch die Welle 25 5 teiler 34 aufgespaltet, derart, daß die sichtbare Strah-

in Richtung des gestrichelt gezeichneten Pfeils verdreht lung auf einen unterhalb des Strahlenteilers 34 angeord-

wird. Hierdurch wird der Verfolgungszyklus abge- neten Spiegel 37 reflektiert und auf die Objektivlinse

schlossen, wobei gleichzeitig durch die Regel- bzw. des Visierteleskops 10 gerichtet wird, während die Infra-

Steuerschaltung 48 die Kupplung 27 entregt und die rot-Strahlungsenergie durch den Strahlteiler 34 hin-

Brems-bzw. Hemmvorrichtung 26 erregt wird. 10 durch in das Kursführungs- bzw. Verfolgungsteleskop

Im folgenden soll nun die Wirkungsweise der vorste- 11 gelangt und auf die Quadrantenanordnung 33 gerich-

hend beschriebenen Kursführungs- bzw. Zielverfol- tetwird.

gungseinrichtung näher erläutert werden; nach Betäti- Die Quadrantanordnung 33 ist einer geeigneten Vorgung der Zündschaltung der Steuervorrichtung 48 für richtung zur Bestimmung der Abweichung einer mit die (nicht dargestellte) Abschußvorrichtung läuft der 15 dem Flugkörper verbundenen Infrarot-Strahlungsquel-Motor 19 kontinuierlich, derart, daß die Zahnräder 20 Ie von der zu dem Ziel führenden Visierlinie zugeordnet, und 38 mit konstanter Drehgeschwindigkeit angetrie- wie sie sich beim Anvisieren des Ziels durch das Visierben werden. Unter diesen Umständen laufen die Pris- teleskop 10 ergibt. Jegliche derartige Abweichung wird men 13 und 14 sowie das Zahnrad 40 mit ihren betref- in Fehlersignale bzw. elektrische Ausgangsgrößen in fenden gleichförmigen Winkelgeschwindigkeiten um. 20 impulsmodulierter Form umgewandelt, aus welcher die Als Folge eines in Abhängigkeit von der Betätigung der Azimut- und Höhenkomponente der Abweichung abge-Zündschaltung der Steuervorrichtung 48 gebildeten leitet werden können. Diese Fehlersignale dienen so-Steuerbefehls wird die Hemm- bzw. Bremsvorrichtung dann als Grundlage für die Führung des Flugkörpers. 26 gelöst und die Kupplung 27 eingerückt, was zur FoI- Die das Fehlersignal erzeugenden Teile der Anordnung ge hat, daß die Nockenantriebswelle 46 über die Zahn- 25 weisen vier unabhängige, in der Brennebene des TeIeräder38 und 40 mit ihrer vorgegebenen gleichförmigen skops angeordnete Infrarot-Detektoren Q\, Q₂, Q₃ und Drehgeschwindigkeit angetrieben wird. Die Verdre- Q₄ (Fig.5) auf. Der Infrarot-Bildpunkt wird mittels der hung der Nockenscheibe 31 (siehe den vollausgezoge- Prismen 13 und 14 optisch über die vier Detektorflächen nen Richtungspfeil) bewirkt eine Verdrehung des Nok- der Anordnung 33 nutiert, derart daß die Zeitdauer, kenfolgeorgans 32 und der damit, verbundenen Welle 25 30 während welcher Infrarot-Strahlung von der am Flug-(in Richtung des vollausgezogenen Drehpfeils), was eine körper befindlichen Strahlungsquelle auf die Flächen Q\ Verdrehung des Tragkörpers 23 zur Folge hat. Die Ver- bis Q^ auftrifft, zur Anzeige der Abweichung des Flugdrehung des Tragkörpers bewirkt eine differentielle körpers von der Visierlinie dient. Bei Abweichung Null Verdrehung des Zahnrads 22 und seines zugehörigen führt der Biidpunkt eine bezüglich der vier Detektorflä-Prismas 14 gegenüber dem Zahnrad 21 und dem züge- 35 chen konzentrische Nutationsbewegung aus, derart, daß hörigen Prisma 13, wodurch die Programmierung zur die Verweilzeit des Bildpunkles auf jeder Detektorflä-Erzielung der gewünschten (gewöhnlich kreisförmigen) ehe gleich ist. Mit zunehmender Abweichung verschiebt Spur auf der Detektoranordnung 33 zustande kommt. sich die kreisförmige Bildspur aus ihrer zentrierten Lage Der Nocken 31 ist so geformt und wird so angetrieben, und die Verweilzeiten auf den einzelnen Quadranten daß das Prisma 14 relativ gegenüber dem Prisma 13 mit 40 ändern sich.

einer Geschwindigkeit verdreht wird, welche zur Zu- Vorzugsweise soll der Radius des Detektors wenig-

nahme der Entfernung des Flugkörpers in einer solchen stens doppelt so groß wie der Nutationsradius sein, da

Beziehung steht, daß sich ein Nutationsbild von im we- sich ergeben hat, daß dieses Verhältnis innerhalb eines

sentlichen gleichförmigen Durchmesser ohne Änderung weiten Bereichs von Zuständen den zufriedenstellend-

der Justierung ergibt. 45 sten Betrieb garantiert. Wie weiter oben erwähnt, sollte

Im einzelnen ist bei dem Gerät gemäß der Erfindung zur Erzielung einer geeigneten Führung des Flugkörvorgesehen, daß die Bedienungsperson mit Hilfe des pers die absolute Empfindlichkeit der Kursführungsvor-Visierteleskops 10 das Ziel anvisiert und es als Bezugs- richtung, d. h. das Fehlersignal pro Meter Abweichung punkt für die Aüfrechterhaltung der jeweiligen richti- des Flugkörpers, konstant gehalten werden. Dies erforgen optischen Visierlinie zur Führung des Flugkörpers 50 dert, daß die Winkelverstärkung δ mit zunehmender auf seinem Flug verwendet. Die Bedienungsperson hält Entfernung des Flugkörpers zunimmt, da der Nutationsdie optische Achse des Visierteleskops während des ge- radius mit der zunehmenden Flugkörperentfernung absamten Flugs des Flugkörpers zum Ziel auf das Ziel nimmt. Der Nutationsradius wird daher als eine Funkausgerichtet. Diese Art der Anvisierung und Zielverfol- tion der Flugkörperentfernung von der Kursführungsgung macht es notwendig, daß die optischen Achsen des 55 vorrichtung programmiert, um die absolute Empfindvisuellen Visierteleskops 10 und des Verfolgungs- bzw. lichkeit der Kursführungsvorrichtung bei veränderli-Kursführungsteleskops 11 im wesentlichen zusammen- eher Entfernung konstant zu halten. Gemäß der vorliefallen. Diese relative Ausrichtung kann beispielsweise in genden Erfindung wird die absolute Empfindlichkeit der einfacher Weise dadurch erreicht werden, daß man das Kursführungsvorrichtung, die eine Funktion des Nuta-Visierteleskop 10 und das Verfolgungs- bzw. Kursfüh- eo tionsradius darstellt, durch die relative Winkelverdrerungsteleskop 11 eng benachbart in einen gemeinsamen hung ω der beiden umlaufenden Prismen bestimmt, wie (nicht dargestellten) Rahmen einbaut. sie sich durch die Differential-Additions- und Subtrak-

Zum besseren Verständnis der durch die Erfindung tionsvorrichtung ergibt. Selbstverständlich ist klar, daß

erzielten Vorteile wird im folgenden das Verhältnis zwi- bei einem Gerät der beschriebenen Art nur kleine Flug-

schen den beiden Teleskopen noch näher beschrieben; 65 körperauswanderungen zwischen der Kursführungs-

zwischen dem Fenster 36 und der Objektivlinse 12 des vorrichtung und der Zielvisierlinie zulässig sind, derart,

Teleskops 11 und der (nicht dargestellten) entsprechen- daß der Flugkörper vom Mündungsaustritt an bis zur

den Linse des Teleskops 10 ist ein Strahlenteiler 34 an- Maximalentfernung geführt werden muß.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß
die Erfindung ein einfaches und wirksames Mittel zur
Änderung der oben erwähnten Ansprechempfindlichkeit, d. h. des Betrags des erzeugten Fehlersignals für
eine bestimmte absolute Ablage von der Soll-Visierlinie, 5 für ein Kursführungs-Teleskop an die Hand gibt, ohne
daß dessen lineare Abmessungen geändert werden
müßten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen io

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Claims

Patentansprüche:

1. Optische Vorrichtung zur Zielverfolgung und zielheranführenden Steuerung eines Gegenstandes, beispielsweise eines Flugkörpers, mit einem eine optische Achse definierenden Objektiv, einer im Abstand von dem Objektiv auf der optischen Achse angeordneten, auf Strahlungsenergie ansprechenden Detektorvorrichtung, zwei Strahlablenkvorrichtungen, die so angeordnet sind, daß sie von der entlang der optischen Achse vom Objektiv zu der Detektorvorrichtung verlaufenden Strahlungsenergie durchsetzt werden, sowie mit einer Antriebsvorrichtung zur gleichzeitigen, gemeinsamen Drehung der Strahlablenkvorrichtungen, derart, daß die aufgenommene Strahlungsenergie in gebündelter Form im Sinne einer Nutation um die optische Achse rotiert und dabei eine im wesentlichen kreisförmige Bildpunktspur auf der strahlungsempfindlichen Detektorvorrichtung aufzeichnet, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, mittels welcher die relative Winkelstellung der beiden Strahlablenkvorrichtungen (13, 14) zum Zweck der Änderung des Radius der kreisförmigen Bildpunktspur veränderbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Strahlablenkvorrichtungen (13,14) optische Prismen Verwendung finden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Änderung der relativen Winkelstellung der beiden Strahlablenkvorrichtungen (13,14) bei Betätigung die relative Winkelstellung mit einer Winkelgeschwindigkeit verändert, die eine Funktion der Änderungsgeschwindigkeit der Entfernung eines von der Vorrichtung zur Zielheranführung gesteuerten Gegenstandes (z. B. eines Flugkörpers) vom Ziel ist, wobei der Wert der Winkelgeschwindigkeit so gewählt ist, daß der Radius der kreisförmigen Bildpunktspur im Verlauf der Entfernungsänderung des gesteuerten Gegenstandes im wesentlichen konstant auf einem vorgegebenen Wert gehalten wird.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Veränderung der relativen Winkelstellung der beiden Strahlablenkvorrichtungen (13,14) einen Differentialantrieb (24, F i g. 5) mit folgenden Teilen aufweist: eine drehbare Welle (25), zwei im Abstand voneinander auf dieser Welle und bezgl. dieser drehbar angeordnete Zahnräder (29, 30), von welchen das eine (30) in Antriebsverbindung mit der einen (14, 22) Strahlablenkvorrichtung steht und das andere (29) von der Antriebsvorrichtung (19, 20, 16) für die gleichzeitige gemeinsame Drehung der beiden Strahlablenkvorrichtungen (13,14) angetrieben wird; einen auf der Welle (25) aufgekeilten Tragkörper (23), an welchem ein weiteres Zahnrad (28) drehbar gelagert ist, welches mit den beiden ersterwähnten Zahnrädern (29, 30) kämmt und so eine Antriebsverbindung zwischen der gemeinsamen Antriebsvorrichtung (19,20,16) und dem einen Zahnrad (30) herstellt; sowie mit Vorrichtungen (31, 32) zur Drehung der Welle (25) derart, daß der Tragkörper (23) gedreht und die gewünschte Drehung der einen Strahlablenkvorrichtung (14) relativ zu der anderen (13) bewirkt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Drehung der Welle (25) des Differentialantriebs (24) eine von dem gemeinsamen Antrieb (19, 39) angetriebene Nokkenscheibe (31) und ein mit der Welle (25) des Differentialantriebs gekuppeltes Nockenfolgeorgan (32) aufweist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Strahlungsenergie ansprechende Detektorvorrichtung eine Quadrant-Detektoranordnung (33) aufweist.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Drehung der beiden Prismen (13,14) gegeneinander bei Betätigung eine Drehung der beiden Prismen (13,14) mit einer gleichförmigen Änderungsgeschwindigkeit bewirkt.

8. Anwendung der Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche in einem kombinierten Visier- und Zielverfolgungs- und -ansteuergerät, das auf einem Fahrzeug montiert ist und zur Zieleinrichtung und nachfolgenden Zielansteuerung eines von dem Fahrzeug abgeschossenen, eine Strahlungsenergie emittierenden Flugkörpers dient, mit einer optischen Visiereinrichtung, mittels welcher eine laufend auf das Ziel ausgerichtete Visierlinie festgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zielverfolgungs- und -ansteuervorrichtung (11, F i g. 1) mit der durch die optische Visiereinrichtung (10) festgelegten Visierlinie ausgerichtet ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System folgende Teile aufweist: ein auf der optischen Achse des Systems angeordnetes Objektiv (12); eine erste in Abstand von dem Objektiv auf der optischen Achse des Systems angeordnetes Prisma (13), dessen dem Objektiv (12) zugewandte Oberfläche rechtwinklig zur optischen Achse und dessen entgegengesetzte Oberfläche schräg zur optischen Achse verläuft, sowie mit einer in Abstand von dem ersten Prisma (13) auf der optischen Achse angeordneten zweiten Prisma (14), dessen eine, der schrägen Oberfläche des ersten Prismas zugewandte Oberfläche schräg bezgl. der optischen Achse verläuft und dessen gegenüberliegende Oberfläche rechtwinklig bezgl. der optischen Achse verläuft.