DE2322017A1

DE2322017A1 - Verfahren der zielmarkenprojektion bei optischen visieren in verbindung mit irempfindlichen geraeten und anordnung zur durchfuehrung dieses verfahrens

Info

Publication number: DE2322017A1
Application number: DE19732322017
Authority: DE
Inventors: Gerd Dipl Phys Nohl; Hans Dipl Ing Dr Siebecker
Original assignee: Eltro GmbH and Co
Current assignee: Eltro GmbH and Co
Priority date: 1973-05-02
Filing date: 1973-05-02
Publication date: 1974-11-28
Also published as: FR2228233A1; FR2228233B1; DE2322017B2

Description

25.4.1973 Ma/Fs

ELTRO GMBH, GESELLSCHAFT FÜR STRAHLUNGSTECHETIK, 6900 Heidelberg, Kurpfalzring 106

Verfahren der Zielmarkenprojektion bei optischen Visieren in Verbindung mit IR-empfindlichen Geräten und Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren der Zielmarkenprojektion bei optischen Visieren in Verbindung mit IR-empfindlichen Geräten und eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens, bei dem nur der sichtbare Anteil des einfallenden Strahlen- * spektrums direkt in das Gesichtsfeld des Beobachters gelangt, während der IR-Anteil auf einen IR-Detektor fällt, der über ein Modulationsverfahren Ablagesignale von PunktStrahlern erzeugt.

Bei Geräten der eingangs näher bezeichneten Gattung erfolgt die Zielmarkenprojektion fast ausschließlich im optischen Visier. Im IR-Kanal wird die Eintrittspupille des IR-Objektivs mit Hilfe von Feldlinsen auf dem IR-Detektor abgebildet, während die beobachtete Szene (IR-Strahlungsteil) in der Ebene abgebildet wird, in welcher der spezielle Modulator angeordnet ist, der von Punktzielen entsprechende Ablagesignale gegemüber der optischen Achse des IR-Kanals liefert. Die Achse dieses Kanals muß mit derjenigen des sichtbaren Kanals parallel verlaufen, sofern eine fehlerfreie Funktion gewährleistet sein soll. Da jedoch die Entfernung der beiden Achsen bei diesen herkömmlichen Geräten in der Praxis oft mehrere Zentimeter bei kombinierten Geräten und bei Geräten in aufgelöster Bauweise - mit räumlich weit voneinander entferntem Zielgerät und IR-Goniometer - mehrere Meter betragen kann, können verschiedene Temperaturen zu Verwindungen der Achsen und damit zur Störung der erforderlichen Parallelität führen.

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Die Aufgabe der Erfindung besteht daher unter Vermeidung der angeführten Nachteile vor allem in der Schaffung eines Gerätes, das die Wahrscheinlichkeit einer Verwindung des optischen Visiers gegenüber dem IR-Goniometer so gering wie möglich hält und im Falle einer Verwindung dem Schützen trotzdem noch eine optimale Treffsicherheit gewährleistet. Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst worden, daß mit der Zielmarke das IE-ernpfindliche Gerät überprüft und anschließend dieselbe Zielmarke rückwärts in das Gesichtsfeld des Beobachters eingeblendet wird. Wenn jetzt die Überprüfung des IR-empfindlichen Gerätes eine Verwindung gegenüber dem optischen Visier erkennen läßt, so verschiebt sich im optischen Visier lediglich die Zielmarke aus der Mitte des Gesichtsfeldes heraus. Bringt nun der Schütze die Zielmarke mit dem Ziel zur Deckung, ist auch für diesen Fall ein Treffer mit großer Wahrscheinlichkeit gegeben. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Überprüfung des IE-erapfindlichen Gerätes mit Hilfe des vom Zielmarkenprojektor ausgestrahlten IR-Anteils erfolgt, der über einen halbdurchlässigen Spiegel und ein Sammelsystem auf den IK-Detektor fällt. Wenn das IR-empfindliche Gerät gegenüber der Visieroptik noch, justiert ist, müssen jetzt die AbIagespannungen dieses Gerätes gleich Null sein. In einfacher Weise und ohne Mehraufwand wird dadurch eine GO- NO GO-Kontrolle möglich.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der vom Zielmarkenprojektor ausgestrahlte sichtbare Anteil über einen halbdurchlässigen Spiegel auf ein IR-Sammelsystem gelangt, von diesem reflektiert und über ein IR-Oh jektiv, einen Umlenkspiegel und ein Einspiegelungsprisma in das optische Visier eingeblendet wird.

Von entscheidender Bedeutung ist, daß der Zielmarkenprojektor neben dem IR-Detektor angeordnet ist und beide Geräte zusammen mit dem halbdurchlässigen Spiegel, einem mechanischen Modulator und dem Sammelsystem auf einer gemeinsamen Grundplatte montiert sind. Temperaturdifferenzen in den Systemen werden durch diese

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kompakte Bauweise von vornherein auf ein Mindestmaß reduziert und Justiervorgänge sowohl innerhalb der IR-empfindlichen Baueinheit selbst als auch gegenüber dem optischen Visier erleichtert .

Zweckmäßig ist es hierbei, daß der Zielmarkenprojektor in Ausstrahlrichtung aus der einen sichtbaren und einen IR-Anteil enthaltenden Lichtquelle, einem Kondensor, einer Lochblende, einem nur den sichtbaren Anteil durchlassenden ausklappbaren Filter und einem Objektiv besteht. Bei im Strahlengang vorgesehenem Filter gelangt das Abbild der Lochblende, bestehend nur aus Strahlungsanteilen im visuellen Bereich, in den Sichtkanal des optischen Visiers, während der IR-Anteil herausgefiltert wird. Bei herausgenommenem Filter dagegen gelangt zunächst das Abbild der Lochblende aus dem sichtbaren und dem IR-Bereich auf das Sammelsystem, jedoch nur der IR-Bereich auf den Detektor, so daß sich jetzt die Ablagespannungen die bei justierten Systemen gleich Null sein müssen - überprüfen lassen.

Da für die Überprüfung des IR-empfindlichen Gerätes nur der IR-Anteil benötigt wird, ist es wesentlich, daß das Sammelsystem aus einer im IR-Bereich vergüteten Feldlinse besteht, auf deren dem halbdurchlässigen Spiegel zugewandten Seite ein dem Durchmesser des Abbildes der Lochblende angepaßtes, den sichtbaren Anteil reflektierendes und den IR-Anteil durchlassendes Spiegelchen befestigt ist. Ein weiteres Merkmal der Erfindung sieht vor, daß der halbdurchlässige Spiegel" im IR-Bereich voll und im sichtbaren Bereich zu 50 % durchlässig ausgebildet ist.

In der nachfolgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes näher erläutert und in einer Schema-Zeichnung dargestellt:

Mit 1 ist das Auge bzw. Gesichtsfeld eines Beobachters bezeichnet, auf das über ein optisches Visier 2 nur der sichtbare

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Anteil des in Pfeilrichtung 3 einfallenden Strahlungsspektrums direkt auftrifft. Das optische Visier Gesteht im wesentlichen dem Verlauf des Strahlenganges folgend - aus einem Ausblick-■-■ spiegel 4, einem mit einem Einspiegelungsprisma 5 kombinierten Spektralteiler 6, einem Umlenkspiegel 7 "und einer Visieroptik 8.

- Neben dem optischen Visier 2 beinhaltet die Anordnung ein IR-empfindliches Gerät 10, das beispielsweise ein IR-Tracker oder IR-Goniometer sein kann. Dieses ΙΕ-empfindliche Gerät setzt sich zusammen aus einem Zielmarkenprojektor 11, einem IR-Detektor 12, einem Sammelsystem 13, 14, einem in der Zeichnung nicht dargestellten mechanischen Modulator sowie einem halbdurchlässigen Spiegel 15 und einem IR~Objektiv Um keinen (Temperaturgang zu erzeugen, ist der IR-Detektor in unmittelbarer Nähe des Zielmarkenprojektors 11 angeordnet, der seinerseits - wiederum dem Verlauf des Strahlenganges folgend - aus einer sichtbaren und IR-Anteile enthaltenden Lichtquelle 17, einem Kondensor 18, einer Lochblende 19, einem nur den sichtbaren Anteil durchlassenden und herausklappbar angeordneten Filter 20 sowie einem Objektiv- 21 besteht. Der Zielmarkenprojektor 11 und der IR-Detektor 12 sind zusammen mit dem halbdurchlässigen Spiegel 15, dem mechanischen Modulator sowie dem Sammelsystem 13, 14 in zeichnerisch nicht dargestellter Weise auf einer gemeinsamen Grundplatte montiert.

Zur Überprüfung des IR-empfindlichen Gerätes 10 muß das Filter 20 aus dem Strahlengang des Zielmarkenprojektors 11 herausgenommen werden, so daß das Abbild der Lochblende 19 aus dem sichtbaren und dem IR-Bereich auf das im wesentlichen aus einer im IR-Bereich vergüteten Feldlinse bestehende Sammelsystem 13, 14 gelangt. Auf der dem halbdurchlässigen Spiegel zugewandten Seite dieser Feldlinse ist ein dem Durchmesser des Abbildes der Lochblende 19 angepaßtes, den sichtbaren Anteil reflektierendes und den IR-Anteil auf den IR-Detektor durchlassendes Spiegelchen 14 beispielsweise durch Aufkleben befestigt. Wenn nun die Achsen des optischen Visiers 2 · . .

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■und des IR-empfindlichen Gerätes 10 genau parallel justiert sind und keine Verwindungen zwischen diesen Systemen bestehen, so müssen jetzt die Ablagespannungen des IR-empfindlichen Gerätes 10 gleich Null sein und die Zielmarke (Abbildung der Lochblende) im Mittelpunkt des Gesichtsfeldes des Beobachters erscheinen.

Tritt aus irgendwelchen Gründen eine Verwindung der beiden optischen Achsen ein, wobei die kompakte Bauweise von Zielmarkenprojektor 11, halbdurchlässigeni Spiegel 15, mechanischem Modulator, Sammelsystem 13, 14- und Detektor 12 s.ich nicht ändert, so wandert die Zielmarke aus dem Mittelpunkt des Gesichtsfeldes. Bleibt die Zielmarke innerhalb des Gesichtsfeldes, so ist auch weiterhin gewährleistet, daß der Nullpunkt des IR-empfindlichen Gerätes mit der Zielmarke übereinstimmt. ι

Ist der PrüfVorgang beendet, so wird dieselbe Zielmarke in das optische Visier 2 abgebildet. Hierfür wird das Filter 20 wieder in den Strahlengang des Zielmarkenprojektors 11 zurückgeklappt, so daß jetzt nurmehr der sichtbare Anteil des Abbildes der Lochblende 19 über den halbdurchlässigen Spiegel 15 auf das Sammelsystem 13, 14 gelangt. Nach Abbildung auf der Bildebene 22 wird dieser sichtbare Anteil, der von dem Sammelsystein 13, 14- nicht durchgelassen wird, von dem Spiegelchen 14 rückwärts in das optische Visier 2 bzw. den Sichtkanal desselben eingeblendet. Der halbdurchlässige Spiegel 15 ist für den IR-Bereich voll und für den sichtbaren Bereich zu 50 °/° durchlässig, so daß der durchgelassene sichtbare Anteil über ein IR-Objektiv 16, einen Umlenkspiegel 23 und das Einspiegelungsprisma 5 i*¹ das optische Visier 2 gelangt.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren der Zielmarkenpröjektion bei optischen Visieren in Verbindung mit IR-empfindlichen Geräten und Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens, bei dem nur der sichtbare Anteil des einfallenden Strahlenspektrums direkt in das Gesichtsfeld des Beobachters gelangt, während der IE-Anteil auf einen IR-Detektor fällt, der über ein liodulationsverfahren Ablagesignale von Punktstrahlern erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Zielmarke das IR-empfindliche Gerät (1O) überprüft und anschließend dieselbe Zielraarke rückwärts in das Gesichtsfeld des Beobachters (1) eingeblendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Überprüfung des IR-empfindlichen Gerätes (10) mit Hilfe des vom Zielmarkenprojektor (11) ausgestrahlten IR-Anteils erfolgt, der über einen halbdurchlässigen Spiegel (15) und ein Sammelsystem (13, 14) auf den IR-Detektor (12) fällt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der vom Zielmarkenprojektor (11) ausgestrahlte sichtbare Anteil über einen halbdurchlässigen Spiegel (15) auf ein IR-Sammelsystem (13, 14) gelangt, von diesem reflektiert und über ein IR-Objektiv (16¹), einen Umlenkspiegel (23) und ein Einspiegelungsprisma (5) in das optische Visier (2) eingeblendet wird.
4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Zielmarkenprojektor (11) neben dem IR-Detektor (12) angeordnet ist und beide Geräte zusammen mit dem halbdurchlässigen Spiegel (15)» einem mechanischen Modulator und dem Sammelsystem (13,14) auf einer gemeinsamen Grundplatte montiert sind.

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5. Anordnung nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zielmarkenprojektor (11) in Ausstrahlrichtung aus der einen sichtbaren und einen IR-Anteil enthaltenden Lichtquelle (17), einem Kondensor (18), einer Lochblende (19), einem nur den sichtbaren Anteil durchlassenden ausklappbaren PiIter (20) und einem Objektiv (21) besteht.
6. Anordnung nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sammelsystem (13) aus einer im IR-Bereich vergüteten Eeldlinse besteht, auf deren dem halbdurchlässigen Spiegel (15) zugewandten Seite ein dem Durchmesser des Abbildes der Lochblende (19) angepaßtes, den sichtbaren Anteil reflektierendes und den IE-Anteil durchlassendes Spiegelchen (14) befestigt ist.
7. Anordnung nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der halbdurchlässige Spiegel (15) im IE-Bereich voll und im sichtbaren Bereich zu 50 % durchlässig ausgebildet ist.

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L e e r s e i t e