DE3016370A1

DE3016370A1 - Vorrichtung zur projektion eines visiermusters auf ein ziel

Info

Publication number: DE3016370A1
Application number: DE19803016370
Authority: DE
Inventors: Gilbert Courrier; Hubert Guillet; Guy Ripart
Original assignee: Compagnie Industriel des Lasers CILAS SA
Current assignee: Compagnie Industriel des Lasers CILAS SA
Priority date: 1979-04-27
Filing date: 1980-04-28
Publication date: 1980-11-06
Also published as: GB2049985B; IT1128773B; FR2455300B1; FR2455300A1; GB2049985A; BE882773A; IT8067658A0

Description

VORRICHTUNG ZUR PROJEKTION EINES VISIERMUSTERS AUF EIN ZIEL

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Projektion eines Visiermusters auf ein Ziel nach dem Oberbegriff des Anspruchs l, inbesondere auf eine Vorrichtung, die einen Führungsstrahl für lenkbare Raketen erzeugt.

Es ist eine Vorrichtung zur Projektion eines Visiermusters auf ein Ziel bekannt, die auf einer gemeinsamen Achse einen Lasergenerator, der auf das Ziel gerichtet ist, ein Visiermusterdiapositiv am Ausgang des Lasers und ein optisches System aufweist, das auf dem Ziel ein Bild des Visiermusters erzeugt. Dieses Visiermuster weist eine Vielzahl von abwechselnd dunklen und durchsichtigen Bereichen auf, wodurch Unterschiede in der Leuchtdichte im Querschnitt des vom optischen System kommenden Lichtbündels hervorgerufen werden. Dieses Lichtbündel soll eine mit Fotodetektoren versehene lenkbare Rakete zum Ziel führen. Tatsächlich erzeugen die Detektoren Signale aufgrund der Variation der Lichtstärke, wenn die Rakete das Lichtbündel durchquert. Diese Signale ermöglichen die Bestimmung der relativen Position der Rakete in bezug auf die Achse des Lichtbündels und eine Korrektur der Flugbahn der Rakete, um sie in das Ziel zu führen-i

Diese Vorrichtung weist verschiedene Nachteile auf. So ist die transversale Belichtung eines Laserstrahls im nahen Feld nicht homogen. Man braucht aber eine möglichst homogene Belichtung des Diapositivs, um die gewünschte Variation der ernergetischen Dichte des Lichtbündels zu erhalten. Andererseits

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erfordert diese Vorrichtung eine sorgäfltige axiale Ausrichtung des Lasers auf das Visiermusterdiapositiv und das optische Proj ektionssystem.

Die vorliegende Erfindung will diese Nachteile beseitigen. Sie bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Projektion eines Visiermusters auf ein Ziel mit

- einer auf das Zeil gerichteten Lichtquelle, die einen Lasergenerator aufweist,

- einem Visiermusterdiapositiv, das auf der Strecke des Lichtbündels derart angeordnet ist, daß es von diesem erleuchtet wird,

- und einem optischen Projektionssystem, das so angeordnet ist, daß es auf das Ziel ein Bild des Visiermusters wirft, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle außerdem eine Lichtleitfaser aufweist, die so angeordnet ist, daß sie an einem ersten ihrer Enden die vom Lasergenerator erzeugte Energie zugeführt erhält, so daß das Licht am anderen Ende dieser Lichtleitfaser austritt.

Bezüglich von Merkmalen bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung wird auf die Unteransprüche verwiesen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele mithilfe der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 2 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 3 zeigt eine Aufsicht auf ein Element der Vorrichtung gemäß Fig. 1.

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Fig_o 1 zeigt einen Lasergenerator 1, z.B. einen Dauerstrichgenerator, dessen aktives Material ein Aluminium- und Ittriumgrana^dotiert mit Neodym, ist. Das Lichtbündel 10, das vom Lasergenerator 1 ausgesandt wird, wird von einem optischen Koppelsystem 2 bekannter Bauart auf das erste Ende Il einer Lichtleitfaser 3 konzentriert. Vorzugsweise besteht die Lichtleitfaser aus einem Kern, der aus einem ersten Glas mit einer Hülle aus einem zweiten Glas gebildet wird, wobei der Refraktionsindex des zweiten Glases kleiner als der des ersten Glases ist, so daß die Lichtleitfaser einen Sprung des Refraktionsindex an der Kontaktoberfläche zwischen den beiden Gläsern aufweist. Beispielsweise kann diese Lichtleitfaser eine Länge von mehreren Metern und einen Durchmesser von 0,5 mm haben und eine Abschwächung von einigen Dezibel pro Kilometer aufweisen. Die Ausgangsseite 4 der Faser 3 befindet sich gegenüber einem Visiermusterdiapositiv 5 gleichen Durchmessers wie die Faser 3. Das Diapositiv 5 ist in etwa im Brennpunkt eines optischen Projektionssystems 6 angeordnet, das den Querschnitt des vom Ende 4 der Faser 3-kommenden Lichtbündels vergrößert. Das vergrößerte Lichtbündel 12, das aus dem optischen System 6 kommt, wird auf ein Ziel 8 gerichtet. Das optische System 6 projiziert ein Bild des Visiermusters auf das Ziel, das stets sehr weit von der Vorrichtung entfernt ist, wobei dieses Bild ab einer relativ geringen Entfernung vom optischen System scharf ist. Vorzugsweise hat das optische System 6 eine numerische Öffnung zumindest gleich der Faser 3, um das ganze von dieser Faser kommende Lichtbündel aufzufangen.

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Fig. 3 zeigt in Draufsicht ein Ausführungsbeispiel des Visiermusterdiapositivs 5. Dieses Diapositiv kann aus Glas oder Plastikmaterial bestehen und eine halbkreisförmige Form um eine Achse 13 aufweisen, wobei diese Achse vorzugsweise mit der optischen Achse des optischen Sys-"'ns 6 koinzidiert. Das Diapositiv 5 enthält, wie in der Figur zu sehen, kc ^ntrisc'._ Halbringe 14, die aus abwechselnd dunklen und durchsichtigen radialen Bereichen bestehen, wobei die Anzahl der Bereiche pro Halbring mit dem Abstand von der Mitte zunimmt.

Die in Figur 1 gezeigte Vorrichtung arbeitet folgendermaßen :

Das vom Lasergenerator l kommende Lichtbündel _t_O wie auch das durch das erste Ende Il der Faser 3 nach Konzentration durch das optische System 2 in die Lichtleitfaser eindringende Lichtbündel weisen in ihrem Querschnitt eine nicht homogene, nach Typ des Lasers variable Energiedichte auf (z.B. Gauss-Verteilung). Man stellt jedoch fest, daß man am anderen Ende 4 eine homogene Energiedichteverteilung erhält, wenn die Faser 3 lang genug ist. Diese Homogenität kann dadurch erklärt werden, daß das von der Lichtleitfaser übertragene Lichtbündel sich in eine große Zahl von Strahlen aufteilen kann, die auf den Wänden der Faser, indem sie verschiedenen optischen Wegen folgen, vielfach reflektiert werden.

Aufgrund dieser homogenen Verteilung des Lichtes ergibt sich hinter dein Visiermuster diapositiv 5 ein Lichtbündel 12, das in seinem Querschnitt eine Leuchtdichteverteilung aufweist, die genau den abwechselnd dunklen und durchsichtigen Bereichen

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des Visiermusters entspricht« Im allgemeinen läßt man das Diapositiv 5 um die Achse 13 rotieren, so daß das Bündel 12 auch dreht. Dieses drehende Bündel kann eine mit Fotodetektoren ausgerüstete Rakete in das Ziel führen„ Wenn die Rakete das Bündel 12 durchquert, erhält sie eine Folge optischer Signale, die von den Detektoren in elektrische Signale umgewandelt werden. Gemäß einer bekannten Technik ermöglichen diese elektrischen gignale die Bestimmung der Position der Rakete in bezug auf die Achse 13. Die Rakete weist Mittel zur Abänderung ihrer Flugbahn in Richtung auf das Ziel in Abhängigkeit von der so erhaltenen Positionsinformation auf.

Wenn die Energiedichte auf dem Diapositiv 5 so stark ist, daß dieses zerstört werden könnte, verwendet man die in Fig_o 2 gezeigte Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform hat das Visiermusterdiapositiv 15 einen größeren Durchmesser als die Lichtleitfaser. Ein optisches Kondensatorsystem 7 wirft ein Bild des Endes 4 der Faser auf das Diapositiv 15 entsprechend der Vergrößerung,die notwendig ist, damit dieses Bild die Oberfläche des Diapositivs ganz bedeckte

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat folgende Vorteile :

Sie ermöglicht einerseits eine homogene Beleuchtung des Visiermusterdiapositivs 5, unabhängig von der räumlichen Energieverteilung im Querschnitt des Laserstrahls.

Andererseits ist es wegen der durch die Lichtleitfaser hergestellten elastischen Verbindung nicht notwendig, den Lasersender mit dem optischen Projektionssystem in Flucht zu bringen.

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Der Teil der Vorrichtung, der zum Ziel ausgerichtet werden soll, enthält also nur das Ende 4 der Lichtleitfaser, das Visiermusterdiapositiv und das optische Projektionssystem. Daraus resultiert eine Verminderung des Gewichts und des Raumaufwands dieses auszurichtenden Teils.

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Claims

COMPAGNIE INDUSTRIELLE DES LASERS S.A. Route de Nozay, 91460 MARCOUSSIS Frankreich

VORRICHTUNG ZUR PROJEKTION ' EINES VISIERMUSTERS AUF EIN ZIEL

PATENTANSPRÜCHE

1 - Vorrichtung zur Projektion eines Visiermusters auf ein Ziel mit

- einer auf das Ziel gerichteten Lichtquelle, die einen Lasergenerator aufweist,

- einem Visiermusterdiapositiv, das auf der Strecke des Lichtbündels derart angeordnet ist, daß es von diesem erleuchtet wird,

- und einem optischen Projektionssystem, das so angeordnet ist, daß es auf das Ziel ein Bild des Visiermusters wirft, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle außerdem eine Lichtleitfaser (3) aufweist, die so angeordnet ist, daß sie an einem ersten ihrer Enden (11) die vom Lasergenerator erzeugte Energie zugeführt erhält, so daß das Licht am anderen Ende (4) dieser Lichtleitfaser austritt.

2 - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem ein optisches Koppelsystem (2) aufweist, das die vom Lasergenerator erzeugte Energie auf das erste Ende (11) der Lichtleitfaser (3) konzentriert

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3 - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem ein optisches Kondensatorsystem (7) aufweist, das zwischen dem zweiten Ende (4) der Lichtleitfaser (3) und dem Visiermusterdiapositiv (15) angeordnet ist, um auf diesem Diapositiv ein Bild des anderen Endes (4) zu erzeugen, wobei dieses Bild die Oberfläche des Diapositivs ganz bedeckt.

4 - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die numerische Öffnung des optischen Projektionssystems (6) zumindest gleich der der Lichtleitfaser ist.

5 - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitfaser (3) aus einem Kern aus einem ersten Glas und aus einer Hülle aus einem zweiten Glas gebildet wird, wobei der Refraktionsindex des zweiten Glases geringer ist als der des ersten Glases.

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