DE2746800B1

DE2746800B1 - Anordnung zum Lichtempfang und zur Lichtreflexion,insbesondere fuer Schusssimulationszwecke

Info

Publication number: DE2746800B1
Application number: DE2746800A
Authority: DE
Inventors: Kurt Eichweber
Original assignee: Precitronic Gesellschaft fuer Feinmechanik und Electronic mbH
Current assignee: Precitronic Gesellschaft fuer Feinmechanik und Electronic mbH
Priority date: 1977-10-18
Filing date: 1977-10-18
Publication date: 1979-01-25
Also published as: DE2746800C2; US4222632A

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Lichtempfang und zur Lichtreflexion, insbesondere für Schußsimulationszwecke, bei der an einem Träger, insbesondere einem Fahrzeug, eine Anzahl von räumlich verteilten Lichtempfangselementen und ein mit diesen durch Leitungen verbundenes Zentralgerät angeordnet ist

Eine derartige Anordnung ist aus DE-PS 12 61 019 bekannt und findet insbesondere Verwendung bei der mit Lichtsignalen, insbesondere Laserstrahlen, arbeitenden Schußsimulation, um zu ermitteln bzw. anzuzeigen, wenn ein mit einer derartigen Anordnung versehenes Fahrzeug od. dgl. von einem einen Schuß simulierenden Lichtstrahl getroffen wird. Die Verwendung zahlreicher räumlich verteiler Lichtempfangselemente ist dabei notwendig, um einen Lichtempfang an beliebiger Stelle des Fahrzeugs und/oder aus beliebiger Richtung anzuzeigen.

Bei der bekannten Anordnung sind die Lichtempfangselemente lichtelektrische Sensoren, z. B. Photozeilen oder Halbleiterelemente, die durch elektrische Leitungen mit dem Zentralgerät verbunden sind. In der Praxis muß, um die schwachen Empfangssignale zum Zentralgerät weiterleiten zu können, jeder einzelne Sensor mit einem entsprechenden Vorverstärker mit zugehöriger Stromversorgung ausgerüstet sein. Derartige Empfangselemente stellen dann insgesamt recht große Einheiten dar, so daß die gesamte Anordnung erhebliche Probleme hinsichtlich der Unterbringung und Befestigung der Empfangselemente, des Gewichts, der Kosten und insbesondere der Störanfälligkeit gegenüber elektronischer Strahlung und Rauschen mit sich bringt Derartige Probleme treten erst recht dann auf, wenn das Zentralgerät nicht nur, wie aus DE-PS 12 61 019 bekannt, aus einem einfachen Verstärker mit angeschlossener Anzeigevorrichtung bestehen soll,

to sondern ein komplizierteres Gerät z. B. zur datenmäßigen Auswertung von in den empfangenen Lichtsignalen enthaltenen Impulscodierungen darstellt.

Häufig ist es auch erwünscht, daß die Anordnung das einfallende Licht nicht nur empfängt und auswertet, sondern es auch in seine Einfallsrichtung reflektiert, damit z. B. mit einem einen Schuß simulierenden Laserstrahl auch die Entfernung gemessen werden kann. Für diesen Fall ist es bekannt, neben jedem Lichtempfangselement einen Retroreflektor anzuord nen. Ein Retroreflektor ist ein Reflektor mit drei zueinander senkrecht stehenden ebenen Spiegelflächen und kann insbesondere in Form eines Prismas realisiert werden. Eine derartige Anordnung, wie sie aus der DE-OS 2148157 bekannt ist und bei der die Lichtempfangselemente nicht mit einem Zentralgerät verbunden, sondern jeweils für sich mit den notwendigen Verstärker- und Anzeigeeinrichtungen ausgerüstet sind, stellt einen noch größeren Aufwand an Kosten, Gewicht usw. dar, insbesondere auch wegen der nötigen

Befestigungsmittel und Verkabelungen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die unter gleichzeitiger Eignung zur Reflexion des einfallenden Lichtes insgesamt wesentlich einfacher, leichter, billiger und störsicherer auszuführen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lichtempfangselemente als Retroreflektoren und die Leitungen als mit den Reflektoren optisch gekoppelte Lichtleiter ausgebildet sind, die an einen

•»ο oder je einen Sensor des Zentralgeräts angeschlossen sind.

Bei dieser Anordnung braucht an jeder Lichtempfangsstelle nur ein rein optisch passives Element, nämlich der Retroreflektor angeordnet sein, von dem das Licht direkt über den Lichtleiter zum Zentralgerät geleitet wird. Vorverstärker, Stromversorgung, Sensoren usw. an den einzelnen Lichtempfangsstellen entfallen. Die Signalweitergabe bis zum Zentralgerät ist absolut störungsfrei. Die verwendeten optischen EIe mente können als Massenprodukte sehr billig, leicht und klein hergestellt werden.

Jeder Lichtleiter ist an dem zugehörigen Retroreflektor vorzugsweise an der gemeinsamen Ecke der drei zueinander senkrechten Spiegelflächen angeschlossen, und zwar vorteilhafterweise über ein Licht sammelndes oder verstärkendes Ankopplungselement, z. B. eine

Luneberglinse od. dgl., so daß bereits mit rein optischen Mitteln eine Intensivierung des Signals erreicht wird. Da die Lichtleiter sehr dünn und leicht hergestellt und

ohne besondere Maßnahmen zur Isolierung, Abschirmung od. dgl. verlegt werden können, ist es ohne weiteres möglich, jede einzelne Lichtempfangsstelle mit dem Zentralgerät direkt über einen eigenen Lichtleiter zu verbinden, wobei die am Zentralgerät zusammenlau fenden Lichtleiter entweder an einzelne Sensor- und Verstärkereinrichtungen und/oder an eine Abtasteinrichtung zur Ermittlung der Einfallsrichtung des Lichts angeschlossen sein können, z. B. an eine matrixartige

oder ringartige Anordnung von Sensoren, einen Quadrantendetektor od. dgl. zur sequentiellen Abfrage. Ferner können sie auch an einen Lichtsender angeschlossen sein und somit auch zur Ausstrahlung eines Antwortlichtsignals verwendet werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung im folgenden erläutert.

F i g. 1 zeigt schematisch die erfindungsgemäße Lichtempfangsanordnung an einem Hubschrauber;

F i g. 2 und 3 zeigen schematisch zwei Ausführungsformen des Retroreflektors mit angeschlossenem Lichtleiter.

Gemäß F i g. 1 sind an einem Hubschrauber 1 verteilt eine Anzahl von Retroreflektoren 2 angeordnet, also Reflektoren mit drei aufeinander senkrecht stehenden Spiegelflächen, die aus beliebiger Richtung einfallendes Licht stets in seine Einfallsrichtung reflektieren. An jedem Retroreflektor 2 ist ein Lichtleiter 3 angeschlossen, der einen kleinen Teil des einfallenden Lichtes (der dann natürlich für die Reflexion verlorengeht) zu einem Zentralgerät 4 weiterleitet. In dem Zentralgerät 4 befinden sich die eigentlichen Lichtempfangs- und Auswerteelemente, also ein gemeinsamer oder je ein Sensor für die einzelnen Lichtleiter, sowie an die Sensoren angeschlossene Vorverstärker und weitere Einrichtungen zum Auswerten der von den Sensoren erzeugten elektrischen Signale. Über eine einfache Anzeige der Tatsache des Lichtempfangs hinaus kann die Auswertung insbesondere aus einer Datenverarbeitung einer in dem Lichtsignal impulscodiert enthaltenen Information bestehen. Auch können die aus den Lichtleitern kommenden Lichtsignale z. B. durch Quadrantendetektor, durch matrix- oder ringförmige Anordnungen der Sensoren od. dgl. derart abgetastet werden, daß die Einfallsrichtung des Lichts sowie Laufzeitunterschiede zwischen den einzelnen Lichtempfangsstellen ausgewertet werden können.

Gemäß F i g. 2 besteht der Retroreflektor 2 aus einer Halterung 5, in der drei ebene Spiegel 6 so angeordnet sind, daß sie aufeinander senkrecl.t stehen und die Ecke eines Würfels bilden. Die Innenflächen 7 der Spiegel 6 sind verspiegelt, und das Ganze ist durch ein Schutzglas 8 abgedeckt. An der von den Spiegeln 6 gebildeten Ecke ist der Lichtleiter 3 angeschlossen, und zwar über ein geeignetes Einkopplungselement, welches einen möglichst hohen Anteil des unter unterschiedlichen Winkeln ankommenden Lichtes in den Einfangwinkelbereich des Lichtleiters umlenkt. Als. Beispiel für ein solches Einkopplungselement ist schematisch eine Luneberglinse 9 dargestellt. Der Lichtleiter 3 ist mit einer mittels Halterung 10 gehaltenen Schutzhülle 11 umgeben.

Bei der einfacheren Ausführung nach F i g. 3 besteht der Retroreflektor aus einem Prisma 2, wobei die ίο Schrägflächen des Prismas verspiegelt sind. Das Prisma sitzt in einer Halterung 5, und von seiner Ecke geht der Lichtleiter 3 aus, der ebenfalls von einer Schutzhülle 11 umgeben ist.

Es können handelsübliche Ein- oder Mehrfachlichtleiter 3 verwendet werden, die nicht im einzelnen beschrieben werden müssen.

Bei einer vereinfachten Anordnung, wenn auf die

Reflexion ganz oder teilweise verzichtet werden kann, können statt der Retroreflektoren auch einfachere Lichteinfangselemente wie optische Konussammler, Linsen od. dgl. an die Lichtleiter angeschlossen sein.

Es ist selbstverständlich, daß die beschriebene Anordnung nicht nur auf einem Hubschrauber, sondern auch auf anderen Fahrzeugen, z. B. Panzerfahrzeugen oder Schiffen, angeordnet sein kann. Auch andere ortsfeste oder bewegliche Träger können mit einer derartigen Lichtempfangsanordnung ausgerüstet sein, z. B. auch Personen, wenn z. B. das Beschießen von Personen durch Laserstrahlen simuliert werden soll. In jo diesem Fall können die sehr klein und leicht auszubildenden Reflektoren 2 und Lichtleiter 3 z. B. an einem von der Person zu tragenden Kleidungsstück angebracht werden.

Soll die Anordnung invers betrieben werden, so r> werden Lichtquellen, insbesondere Laser oder Laserdioden an dieselben Lichtleiter oder an besondere, parallel dazu verlegte Lichtleiter angekoppelt. Bei dieser Betriebsart bestimmt der natürliche Akzeptanzwinkel der Lichtleiter die Divergenz der an ihrem Ende abgestrahlten Sendekeulen, und man wird die Verteilung und Ausrichtung der Abstrahlungselemente so vornehmen, daß eine gewünschte sektorielle oder Vollkreisdeckung erzielt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Lichtempfang und zur Lichtreflexion, insbesondere für Schußsimulationszwecke, bei der an einem Träger, insbesondere einem Fahrzeug, eine Anzahl von räumlich verteilten Lichtempfangselementen und ein mit diesen durch Leitungen verbundenes Zentralgerät angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtempfangselemente (2) als Retroreflektoren und die Leitungen (3) ,als. mit den Reflektoren optisch gekoppelte. Lichtleiter (3) ausgebildet sind, die an einen oder je einen Sensor des Zentralgeräts (4) angeschlossen sind

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lichtleiter (3) an dem Retroreflektor (2) an der gemeinsamen Ecke der drei zueinander senkrechten Spiegelflächen des Retroreflektors angeschlossen ist

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lichtleiter am zugehörigen Retroreflektor über ein Licht sammelndes oder verstärkendes Ankopplungselement angeschlossen ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleiter am Zentralgerät an eine Abtasteinrichtung zur Ermittlung der Einfallsrichtung des Lichts angeschlossen sind.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Aussendung von Antwortsignalen eingerichtet ist und eine oder mehrere, an die Lichtleiter oder an parallel dazu verlegte zusätzliche Lichtleiter angeschlossene Lichtquellen, insbesondere Laser oder Laserdioden, aufweist.