DE2746076C2 - Rundblickperiskop für Tagsicht und Wärmebild - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Rundblickperiskop mit umschaltbarer Tagsicht- und Wärmebildoptik, mit einem für die beiden Spektralbereiche durchlässigen Eintrittsfenster, hinter dem eine in der Elevation bewegliche Reflexionseinrichtung zum Lenken der Abbildungsstrahlen auf die ihnen zugeordneten Abbildungsoptiken vorhanden ist.

Ein Nachtseh-Gerät mit zwei verschiedenen Wellenlängenbereichen zugeordneten Optiken ist aus der PS 32 516 bekannt. Bei diesem bekannten Gerät ist für die ankommende Strahlung ein in konzentrischen Bereichen für zwei Spektralbereiche transparentes Abschlußfenster vorgesehen, und die zwei verschiedenen Wellenlängenbereiche haben bis zum Auftreffen auf einen ihnen zugeordneten und hinter dem Abschlußfenster angeordneten Elevationsspiegel eine gemeinsame optische Achse. Das Nachtseh-Gerät ermöglicht die gleichzeitige Beobachtung eines Spektralbereiches von etwa 0,4—135 μπι Wellenlänge. Nachteilig dabei ist jedoch, daß zwei Elevationsspiegel zu justieren sind. Ober die Realisierung der Gleichzeitigkeit der Beobachtung sind keine näheren Angaben gemacht
s Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einem einzigen Elevationsspiegel eine koaxiale Anordnung von Tagsichtoptik und Wärmebildoptik mit verschiedenen Vergrößerungsstufen zu erreichen und die Beobachtung der beiden Spektralbereiche von einer Position

ίο aus zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Erzeugung verschiedener Vergrößerungsstufen in den Strahlengang ein- und ausklappbare optische Elemente vorhanden sind, daß die Reflexionseinrichtung aus einem auch im Azimut verschwenkbaren Ausblickspiegel besteht, der die Strahlung auf das Frontobjektiv der auf zwei Vergrößerungsbereiche umschaltbaren Wärmebildoptik und auf das der gewählten Vergrößerungsstufe der Tagsichtoptik entsprechende Eingangsobjektiv lenkt wobei das Frontobjektiv, das für den ersten Vergrößerungsbereich der Wärmebildoptik wirksam ist aus einem für den Wellenlängenbereich von 8 μπι bis i4 μπι durchlässigen Material besteht und zum Durchlaß des sichtbaren Spektralbereiches mit einer

konzentrischen Öffnung versehen ist die gleichzeitig für die Wärmebildoptik des zweiten Vergrößerungsbereiches als Eingangspupille dient und daß für die Beobachtung beider Spektralbereiche von einer Position aus ein binokularer Beobachtungstubus vorgesehen ist bei dem in ein Okular das von der Tagsichtoptik entworfene Bild gelenkt wird und bei dem in das andere Okular das von einem Lumineszenzdiodenarray entworfene Wärmebild gelenkt wird.

Ein zweckmäßiges Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, daß die Tagsichtoptik für große Vergrößerung aus einem 90° Umlenkprisma mit dahinter angeordnetem Frontobjektiv und einem Schmidt-Prisma besteht. Für kleine Vergrößerung besteht die Tagsichtoptik aus einem Kepler-Fernrohr mit einem Linsenumkehrsystem und einer Vorderblende.

Die Wärmebildoptik besteht bei einem großen Vergrößerungsmaßstab aus einem Germanium-Galileifernrohr, dessen sammelndes Frontobjektiv durchbohrt ist und dessen Zerstreuungslinse an einem , das Bildfeld zweidimensional abtastenden IR-Scanner fixiert ist, wobei nach dem Scanner ein IR-Abbildungsobjektiv und IR-Detektor sowie ein Lumineszenzdiodenarray vorgesehen ist, der ein Bild des die Wärmestrahlung aussendenden Objektes entwirft, für dessen Betrachtung eine Fernrohrlupe vorgesehen ist.

Für einen kleinen Vergrößerungsmaßstab ist für die Wärmebildoptik ein zweites sammelndes IR-Objektiv vorgesehen, das mit der Zerstreuungslinse ein zweites Galileifernrohr bildet, und für das die Bohrung im ersten sammelnden Objektiv als Öffnungsblende und Eintrittspupille dient.

Zweckmäßigerweise sind die zur Änderung des Abbildungsmaßstabes auszuwechselnden Optikteile in einem umschaltbaren Objektivrevolver angeordnet, der zur Sicherstellung der Zielgenauigkeit in Präzisionskugellagern geführt ist.

Vorteilhafterweise sind zur Einspiegelung in die Beobachtungsstrahlengänge Zielmarken vorgesehen.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere in der kompakten Bauweise des Gerätes, bei dem zur Erreichung einer hohen Leistungsfähigkeit verschiedene Komponenten in einem Gesamtgerät integriert sind.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der größerung gehört das Zerstreuungsobjektiv 21 zu die-Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher be- sem Galileifernrohr. Zur Umschaltung auf die schwache schrieben. Es zeigt Vergrößerung wird ein im nicht dargestellten Objektiv-

Fig. la einen Schnitt durch das erfindungsgemäße revolver angebrachtes Objektiv 22 in den Strahlengang Periskop mit der Darstellung einer schwach vergrö- 5 eingeschwenkt, welches seinerseits mit dem Zerstreußernden Tagsichtoptik; ungsobjektiv 21 ein zweites Galileifernrohr bildet Die-

F i g. 1 b das erfindungsgemäße Periskop mit der stark ses Galileifernrohr benutzt das Loch 6 in der Linse 4 als vergrößernden Tagsicht-Optik; Öffnungsblende und Eintrittspupille. Die Anordnung

F i g. 2a einen Schnitt durch das erfindungsgemaße der Objektive in den Galileifernrohrsystemen schließt Periskop mit der Darstellung der stark vergrößernden 10 eine gegenseitige Beeinflussung der Abbildung in den Wärmebildoptik; verschiedenen Vergrößerungsmaßstäben aus.

F i g. 2b einen Schnitt durch das erfindungsgemäße Wie die aus dem umschaltbaren Galileifernrohr ausPeriskop in der Darstellung der schwach vergrößernden tretende Zielstrahlung zum weiteren Bildaufbau ver-Wärmebildoptik; wendet wird, ist der Fig.2c, die einen Schnitt entlang

Fig.2c einen Schnitt entlang der Linie A-B der 15 der Linie A-B der Fig.2a darstellt, zu entnehmen. Im F i g. 2a. opto-mechanischen Scanner 24, der beispielsweise als

In den Darstellungen ist mit 1 das Gehäuse des Peri- Schwingspiegel ausgebildet ist, findet eine zweidimensknps bezeichnet Das für beide Spektralbereiche sionale Abtastung des Bildfeldes statt Nach dem durchlässige Abschlußfenster trägt die Beziehung 2, der Schwingspiegel 24 ist ein IR-Abbildungsobjektiv 25 und in Elevation und Azimut bewegliche Ausblickspiegel die 20 ein 90° -Umlenkspiegel 26 angeordnet, dem eine weitere Bezeichnung 3. Der Ausblickspiegel 3 ist kreiselstabili- IR-Sammellinse 27 folgt Die IR-Strahlung gelangt fosiert und lenkt die empfangene Strahlung lotrecht auf kussiert auf den strahlungsempfindlichen Schirm eines das zur jeweiligen Vergrößerung gehörende Eingangs- IR-Detektors 28, der einen in F i g. 2a sichtbaren Luminobjektiv. Zwischen dem Ausblickspiegel und dem Ein- eszenzdiodenarray 29 speist Die Betrachtung des von gangsobjektiv der jeweiligen Vergrößerung für die Tag- 25 dem Lumineszenzdiodenarray 29 entworfenen Bildes sichtoptik sind das Frontobjektiv 4 für die Wärmebild- erfolgt über eine im linken Okular-Stutzen 23 eines Bioptik und eine Vorderblende 5 angeordnet Das Front- nokular-Tubus angeordnete Fernrohrlupe 30 mit den objektiv 4 für die Wärmebildoptik besteht aus Germani- vorangehenden Beobachtungs- und Umlenkelementen um und ist mit einer zentralen Bohrung 6 versehen. 31—34. Mit 13 ist im Beobachtungsstrahlengang des Durch das Bohrloch 6 treten die zum Tagsicht-Bild bei- 30 Wärmebildes ebenfalls ein Schmidt-Prisma bezeichnet, tragenden Strahlen und treffen nach Durchsetzen der das der Korrektur des Bildsturzes bei Azimutdrehung Vorderblende 5 auf das Eingangs-Objektiv der Tag- des Ausblickkopfes dient Auch für den Wärmebildsicht-Optik. Bei dem optischen System für schwache Strahlengang ist eine Zielmarke 35 vorgesehen, die über Vergrößerung ist das Eingangs-Objektiv mit 7 bezeich- einen Zielmarkenprojektor 17 und ein Umlenkelement net, bei dem optischen System für starke Vergrößerung 35 36 in die Okular-Bildebene eingespiegelt wird.

mit 20. Im System für schwache Vergrößerung sind die -

Umlenkprismen 9 und 10 vorgesehen. Das Prisma 10 ist Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

als Dachkantprisma ausgebildet und lenkt die Strahlen
auf das Umkehrobjektiv 11a eines Linsenumkehrsystems. Nach nochmaliger Ablenkung an einem 90° -Pris- 40
ma 12 treffen die Strahlen auf das Schmidt-Prisma 13
zur Korrektur des Bildsturzes bei Azimut-Drehung des
Ausblickkopfes, bei der der Spiegel 3 mitgedreht wird.
Das hintere dem Schmidt-Prisma angeordnete Umkehrobjektiv Wb erzeugt ein Bild, das mit dem rechten Oku- 45
lar 14 eines Binokular-Tubus 15 betrachtet wird. In dem
gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Zielmarke 16
vorgesehen, die über einen Zielmarkenprojektor 17 und
einen Teilerwürfel 18 in die Bildebene eingespiegelt
wird. Das Frontobjektiv 7 und das Umlenkelement 9 50
sind in einem nicht gezeichneten Objektivrevolver befestigt. Der Objektivrevolver wird in Präzisisionskugellagern geführt. Dadurch ist die Zielliniengenanigkeit bei
allen Vergrößerungen der Tagsicht- und der Wärmebild-Optik sichergestellt. 55

Zur Erzeugung der starken Vergrößerung in der Tagsicht-Optik wird der Objektivrevolver so umgeschaltet,
daß ein 90°-Umlenkprisma 19 mit einem dahinterliegenden Frontobjektiv 20 in den Strahlengang gelangt.
Gleichzeitig wird das Linsenumkehrsystem lta, Wb 60
ausgeschwenkt und das Schmidt-Prisma 13 um 90° vorwärts gedreht, um ein aufrechtes Bild zu erhalten.

Bei dem in Fig. 2a dargestellten Wärmebild-Optikschema gelangt die vom Ziel ausgehende Infrarotstrahlung durch das Abschlußfensier 2 auf den Ausblickspie- 65
gel 3, der die Strahlung auf das durchbohrte Frontobjektiv 4 eines Infrarot-Galileifernrohr ablenkt. Bei der in
F i g. 2a dargestellten Wärmebild-Optik für große Ver-

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Rundblickperiskop mit umschaltbarer Tagsichi- und Wärmebildoptik, mit einem für die beiden Spektralbereiche durchlässigen Eintrittsfenster, hinter dem eine in der Elevation bewegliche Reflexionseinrichtung zum Lenken der Abbildungsstrahlen auf die ihnen zugeordneten Abbildungsoptiken vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung verschiedener Vergrößerungssiufen in den Strahlengang ein- und ausklappbare optische Elemente vorhanden sind, daß die Reflexionseinrichtung aus einem auch im Azimut verschwenkbaren Ausblickspiegel (3) besteht, der die Strahlung auf das Frontobjektiv (4) der auf zwei Vergrößerungsbereicbe umschaltbaren Wärmebildoptik und auf das der gewählten Vergrößerungsstufe der Tagsichtoptik entsprechende Eingangsobjektiv (7,20) lenkt, wobei das Frontobjektiv (4), das für den eisten Vergrößerungsbereich der Wärmebildoptik virksam ist, aus einem für den Wellenlängenbereich von 8 μπι bis 14μηι durchlässigen Material besteht und zum Durchlaß des sichtbaren Spektralbereiches mit einer konzentrischen öffnung (6) versehen ist, die gleichzeitig für die Wärmebildoptik (22) des zweiten Vergrößerungsbereiches als Eingangspupille dient, und daß für die Beobachtung beider Spektralbereiche von einer Position aus ein binokularer Beobachtungstubus vorgesehen ist, bei dem in ein Okular (15) das von der Tagsichtoptik entworfene Bild gelenkt wird und bei dem in das andere Okular (23) das von einem Lumineszenzdiodenarray (29) entworfene Wärmebild gelenkt wird.

2. Rundblickperiskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beobachtung des Wärmebildes eine Fernrohrlupe (30) vorgesehen ist.

3. Rundblickperiskop nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Änderung des Abbildungsmaßstabes auszuwechselnden Optikteile in einem umschaltbaren Objektivrevolver angeordnet sind.

4. Rundblickperiskop nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Zielmarken (16, 35) zur Einspiegelung in die Beobachtungsstrahlengänge vorgesehen sind.