DE3329589A1

DE3329589A1 - Aus lasersender, tagkanal und waermebildkanal bestehende geraeteanordnung

Info

Publication number: DE3329589A1
Application number: DE19833329589
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 6901 Dossenheim Weigel
Original assignee: Eltro GmbH and Co
Current assignee: Eltro GmbH and Co
Priority date: 1983-08-16
Filing date: 1983-08-16
Publication date: 1985-03-07
Also published as: DE3329589C2

Description

Beschreibung

Aus Lasersender, Tagkanal und Wärmebildkanal bestehende

Geräteanordnung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Geräteanordnung, bestehend aus einem Lasersender, einem Tagkanal und einem Wärmebildkanal gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-PS 25 50 941 ist eine gattungsgleiche Anordnung bekannt. Diese ansonsten durchaus brauchbare Vorrichtung benötigt jedoch für den Harmonisierungsvorgang ihrer optischen Achsen neben einer vergleichsweise komplizierten Prismenanordnung einen sich aus zwei einzelnen Zielmarkenprojektoren zusammensetzenden Breitband-Zielmarkenprojektor mit einer Zielmarke, einer Strichplatte und einer Lochblende.

Ausgehend von dem eingangsdefinierten Stand der Technik stellt-sich als Aufgabe, die vorstehende Geräteanordnung dahingehend zu verbessern, daß bei einer fest vorgegebenen Anzahl von Geräten bzw. entsprechend vieler optischer Achsen sich dieselben mit nur einer Zielmarke ebenso sicher und mit weniger Aufwand harmonisieren lassen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Im folgenden wird an Hand einer Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert,·wobei die in den beiden Figuren einander entsprechenden Teile die gleichen Bezugszahlen aufweisen. Es zeigt

Fig. 1 eine Prinzipskizze der erfindungsgemäßen

Anordnung, bei der im Wärmebildkanal beobachtet wird und

Fig. 2 einen Teil der Skizze gemäß Fig. 1, aus dem die Beobachtung im Tagkanal ersichtlich ist.

In Fig. 1 ist ein sich im wesentlichen aus einem Wärmebildkanal 1, einem Tagkanal 4, einem Lasersender 3, der ein COp-Laser sein kann, und einem Beobachtungskanal 2 zusammensetzendes Ziel- und Beobachtungsgerät 5 schematisch dargestellt.

Die zugehörigen Geräteeinheiten sind in montiertem Zustand miteinander verbunden, so daß dadurch die zugeordneten optischen Achsen 18, 18', 33, 33" und 34 grob vorjustiert sind. Die Achsen 18, 33 und 34 bzw. die entsprechenden Kanäle 1, 4 und 3 verlaufen zueinander parallel. Beim Zusammenbau "der einzelnen Geräteeinheiten werden hierbei folgende Justagevorgänge durchgeführt: Im Wärmebildkanal gelangt die von einem Abtastspiegel auf eine Detektoranordnung gelenkte Ziel- und Umgebungsstrahlung nach optoelektronischer Umwandlung auf eine lichtemittierende Diodenanordnung, was jedoch Stand der Technik und aus Gründen einer besseren Übersicht hier nicht dargestellt ist. Von der Diodenanordnung aus fällt die Strahlung 8 im Verlauf der optischen Achse 18 auf das Strahlteilerprisma 14. Um 90° versetzt hierzu wird - entlang der optischen Achse 9 - auch die Wärmebildzielmarke 17 über die Optik 16 und das Drehkeilpaar 21 in das Strahlteilerprisma 14 eingespiegelt. Dieses Drehkeilpaar dient dazu, Detektor- und Diodenanordnung parallel zu einer Referenzfläche, die z.B. die Befestigungsfläche des zugehörigen Wärmebildgerätes sein kann, auszurichten. Damit ist im Wärmebildkanal 1 die Grundjustage durchgeführt.

Die Grundjustage von Beobachtungskanal 2 und Lasersender 3, bzw. deren optischer Achsen 33' und 34 erfolgt in der jeweiligen Gerätereferenz, die z.B. die Wand sein kann, mit der die .zugehörigen Geräte aneinandergrenzen.

Wärmebildzielmarke sowie Ziel- und Umgebungsstrahlung werden entlang der optischen Achse 18 und mit Hilfe einer ersten Abbildungsoptik 19 beispielsweise auf dem Bildverstärker 22 abgebildet, von

wo aus Strahlung und Zielmarke über eine zweite Abbildungsoptik 23 auf die im Beobachtungskanal 2 angeordnete und mit dem veränderbaren Luftspalt 38 versehene Prismenanordnung 24, 25 gelangen. . Sofern ein Luftspalt vorhanden ist, werden Strahlung und Zielmarke an der dielektrisch bedampften Hypothenusenflache des Prismenteils 24 um 90° umgelenkt und über die die Strahlung im Unendlichen abbildende Optik 29, das Objektiv 30 und das Okular 31 dem Beobachter dargestellt.

Die dielektrische Behandlung des Prismenteils 24 bewirkt, daß bei dem in Fig. 1 dargestellten geöffneten Luftspalt etwa 90% der Strahlung reflektiert und nur 10% transformiert werden, so daß in dieser Stellung der Beobachter 7 hauptsächlich die über den Wärmebildkanal einfallende Szene sieht. Zur Unterbindung von Reststrahlung (> 10%) des Tagkanales kann die einschwenkbare Abdeckvorrichtung 39 vorgesehen werden. Über einen zeichnerisch nicht dargestellten Piezoantrieb, der bei anderen Ausführungsbeispielen auch durch einen mechanischen oder elektromagnetischen ersetzt .· . ^% sein kann, können die beiden Prismenhälften 24 und 25 mit ihren Hypothenusenflächen aneinandergedrückt werden, so daß dann praktisch kein Luftspalt mehr vorhanden ist und dadurch der Betrieb vom Wärmebild- auf Tagmode umgeschaltet wird. In diesem Fall, der in Fig. 2 dargestellt ist, werden nurmehr etwa" 10 % der Strahlung reflektiert, was bedeutet, daß die Wärmebildzielmarke 17 reflektiert wird und für den Tagkanal benutzt werden kann. Hierbei ist das Wärmebild ausgeschaltet, während 90% transformiert werden. Mittels der Prismenanordnung 24, 25 und ihrem veränderbaren Spalt 38 ist somit alternativ Tag- oder Wärmebildbetrieb möglich.

Eine Überprüfung der Achsstabilität des Wärmebildkanals 1 einschließlich Abbildungsoptik 23 und Prismenanordnung 24, 25 erfolgt hierbei dadurch, daß z.B. das mittlere Element der zeichnerisch nicht dargestellten Diodenanordnung zum Leuchten gebracht wird, sein Abbild über die optische Achse 18 in die Prismenan-Ordnung 24, 25 bei geschlossenem Luftspalt 38 eintritt, an der der Eintrittsfläche gegenüberliegenden, verspiegelt ausgebildeten

Kathetenfläche 37 reflektiert, auf die Strichplatte der Wärmebildzielmarke 17 rückabgebildet und durch entsprechende Vergütungen auf der Strichplatte dem Beobachter 7 dargestellt wird. Erscheint dabei der Abbildungspunkt in Strichplattenmitte, ist Achsharmonisierung gegeben.

Bei Tagbetrieb wird zum Zweck der Harmonisierung der optischen Achse 33 bzw. 33' (des Tagkanals 4) auf die optische Achse 18 bzw. 18' (des Wärmebildkanals 1) die Tagszene - in Strahlenverlaufsrichtung - über die Tagoptik 28, das Umlenkprisma 27 und das Drehkeilpaar 26 auf die Wärmebildzielmarke 17 (bzw. deren optische Achse 18 und 18') gespiegelt. Die eigentliche Justage erfolgt hierbei mit Hilfe des Drehkeilpaares 26. Da bei der Grundjustage der von der Diodenanordnung kommenden Strahlung 8 auf die Wärmebildzielmarke 17 die zugehörigen optischen Achsen 9 und 18 bereits justiert worden sind, sind jetzt auch die optische Achse 18 des Wärmebildkanals 1 und die optische Achse 33 des Tagkanals 4 bzw. der Wärmebildkanal 1 und der Tagkanal 4 selbst, und zwar bei Verwendung nur einer gemeinsamen Zielmarke, harmonisiert.

·

Um nun noch die optische Achse 34 des Lasersenders 3 mit den optischen Achsen 18 und 33 von Wärmebildkanal 1 und Tagkanal 4 zu justieren, wird die bei der Verstellung des Drehkeilpaares 26 erzeugte Ablagespannung dazu benutzt, das in Senderichtung vor dem Teleskopobjektiv 13 des Lasersenders angeordnete Drehkeilpaar den Bewegungen des Drehkeilpaares 26 winkel synchron von Hand oder automatisch nachzuführen. Hierfür ist das Drehkeilpaar 26 über einen elektrischen Positionsgeber 36 mit dem Drehkeilpaar 35 verbunden. Dies ist vor allem bei nachträglichen Justagen, z.B. FeIdjustagen, von Bedeutung, weil eine solche Maßnahme ohne Öffnen des Gerätes nicht möglich ist. Damit sind die drei maßgeblichen optischen Achsen 18, 33 und 34 des Beobachtungsgerätes 5 miteinander harmonisiert.

Darüberhinaus läßt sich nach der Endmontage vom Beobachter 7 auch noch folgende Eigenprüfung durchführen: Bei Wärmebildmode wird

ein Element der lichtemittierenden Leuchtdiodenanordnung (LED 90) angesteuert und leuchtet. Die Strahlung dieser LED 90 und die Wärmebildzieimarke 17 werden über die Prismenanordnung 24, 25 bei geöffnetem Spalt 38 - in die optische Achse 18' des Beobachtungskanals 2 geführt und der Beobachter sieht, ob das LED Element in der Mitte der Wärmebildzieimarke liegt. Dies bedeutet, daß der Wärmebildkanal 1 und die kritischen Teile 23, 24, 25, und 30 harmonisiert sind. Weicht die Stellung der Strahlung dagegen von der Mitte der Wärmebildzieimarke ab, muß letztere über das Drehkeilpaar 21 auf den Leuchtdiodenpunkt bzw. dessen Strahlung ausgerichtet werden. Die Nachjustage des Beobachtungskanals 2 sowie des Lasersenders 3 auf die Wärmebildzieimarke 17 erfolgt sodann wieder in der vorbeschriebenen Weise.

Claims

ELTRO GMBH GESELLSCHAFT FÜR STRAHLUNGSTECHNIK 6900 Heidelberg, Kurpfalzring 106 Patentansprüche

1. Geräteanordnung, bestehend aus einem Lasersender, einem Tagkanal und einem Wärmebildkanal mit zueinander parallel ausrichtbaren optischen Achsen sowie einem gemeinsamen Beobachtungskanal und einer Wärmebildzielmarke, die über eine Prismenanordnung in den Wärmebildkahal einspiegelbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß

a) Lasersender (3)'-, Tagkanal (4), Wärmebildkanal (1) und Beobachtungsk^anäl·''{2J miteinander starr verbunden sind und

b) die Wärmebildzi'elmarke (17) entweder zusammen mit der im Wärmebildkanal (1)-empfangenen und nach optoelektronischer Umwandlung auf einer lichtemittierenden Leuchtdiodenanordnung sichtbar gemachten Strahlung (8) oder aber zusammen mit der Strahlung des Tagkanals (4) in den Beobachtungskanal (2) spiegelbar ist.

2. Geräteanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die sichtbar gemachte Wärmestrahlung (8) und die Wärmebildzielmarke (17) in den Beobachtungskanal (2) über mehrere Prismenanordnungen (14, 24, 25) gelangen, von denen das im Strahlengang zuletzt angeordnete einen veränder-' baren Luftspalt (38) aufweist, durch den in geöffnetem Zustand Wärmebildzielmarke sowie Wärmestrahlung und in geschlossenem Zustand Wärmebildzielmarke und Strahlung des Tagkanals (4) hindurchtreten.

3. Geräteanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei geöffnetem Luftspalt (38) die Strah-

lung des Tagkanals (4) über eine zwischen die den Luftspalt < (38) aufweisende Prismenanordnung (24, 25) und die Tagoptik (28) schaltbare Abdeckvorrichtung (39) unterdrückt wird.

4. Geräteanordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der aus einem Strahlteiler bestehenden Prismenanordnung (14) und der mit dem Luftspalt (38) versehenen Prismenanordnung (24, 25) in Verlaufsrichtung der Wärmebildmarke eine erste Abbildungsoptik (19), ein Bildverstärker (22) und eine zweite Abbildungsoptik (23) geschaltet sind, während zwischen der weiteren Prismenanordnung (24, 25) und einem Okular (31) eine zusammen mit der zweiten Abbildungsoptik (23) im Unendlichen abbildende Optik (29)

eine
sowie/der Abbildung auf der Netzhaut des Beobachters (7) dienende weitere Optiken (30) vorgesehen sind.

5. Geräteanordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt (38) der weiteren Prismenanordnung (24, 25) zwischen den Hypothenusenflächen der beiden Prismen (24) und (25) vorgesehen und über einen piezoelektrischen, mechanischen oder elektromagnetischen Antrieb veränderbar ist.

6. Geräteanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hypothenusenfläche des einen Prismas

(24) dielektrisch bedampft, z.B. nur für Mischbilddarstellungen in beiden Richtungen teildurchlässig ausgebildet ist, und wenigstens eine der Kathetenflächen (37) des anderen Prismas (25) ebenfalls verspiegelt ausgebildet i-st.
30

7. Geräteanordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Grundjustage des Wärmekanals (1) zwischen der Wärmebildzielmarke (17) und der Prismenanordnung (14) dieses Kanals ein erstes Drehkeilpaar (21) zum Ausrichten des Tagkanals(4)auf die Wärmebildziel marke zwischen der mit dem Luftspalt (38) versehenen Prismenanordnung (24, 25) und dem Tagkanal (4) ein zweites Drehkeilpaar (26)

mit Antrieb und unmittelbar vor der Optik des Lasersenders (3) ein drittes Drehkeilpaar (35) für die Angleichung des Lasersenders (3) an den Tagkanal vorgesehen sind.

8. Geräteanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß das lasersenderseitige Drehkeilpaar (35) manuell oder über eine beim Verstellen des tagkanalseitigen Drehkeilpaares (26) erzeugte Ablagespannung und einen elektrischen Positionsgeber (36) automatisch und synchron verstellbar ausgebildet ist.