DE3506088A1

DE3506088A1 - Optisches system zum empfang von waerme- und laserstrahlung

Info

Publication number: DE3506088A1
Application number: DE19853506088
Authority: DE
Inventors: Ludger Dipl.-Ing. 8031 Eichenau Grage
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1985-02-21
Filing date: 1985-02-21
Publication date: 1986-08-21

Description

Optisches System zum Empfang von Wärme- und Laserstrahlung

Die Erfindung betrifft ein optisches System zum Empfang von Wärme- und Laserstrahlung, insbesondere für ein mit einem C0₂-Laserentfernungsmesser kombiniertes Wärmebildgerät, mit einem gemeinsamen, eine Empfangsoptik, einen Abtastspiegel, eine IR-Optik und mindestens eine Detektoranordnung enthaltenden Empfangskanal und einem Positionssensor zur Synchronisation des Sendezeitpunktes der Laserimpulse des Lasersenders mit der Winkelstellung des Abtastspiegels, wobei nach dem Abtastspiegel im konvergierenden Strahlengang mindestens an einer Stelle nach der völligen geometrischen Trennung der durch die Bewegungen des Abtastspiegels in unterschiedliche Richtungen verlaufenden Strahlungskegel der Wärme- und der Laserempfangsstrahlung eine Auskopplung der Laserempfangsstrahlung aus dem gemeinsamen Empfangskanal vorgesehen und die ausgekoppelte Laserempfangsstrahlung in einem von der Wärmestrahlung abgetrennten Laserempfangskanal über jeweils eine optische Baugruppe auf einen zum Empfang der Laserstrahlung geeigneten Detektor gerichtet ist.

Aus der DE-OS 31 OA 318 isi eine Visiereinrichtung mit Wärmebildzielgerät und Laserentfernungsmesser bekannt, bei der zum Empfang der Wärme- und Laserstrahlung ein gemeinsamer Empfangskanal und eine gemeinsame Detektorreihenanordnung vorgesehen sind. In dem Empfangskanal werden die von einem Zielobjekt reflektierte Laser-

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strahlung und die Wärmestrahlung unmittelbar hinter einem die Empfangsoptik bildenden IR-Teleskop noch vor Erreichen des Abtastspiegels in einer Spektralteiler-/ Umlenkeinheit getrennt, wobei die Laserstrahlung aus dem Strahlengang ausgekoppelt und über eine nachfolgende optische Baugruppe mit Laserempfangsobjektiv, IR-Objektiv, einer bildfeldseitigen Linse sowie einem die Wärmestrahlung reflektierenden und die Laserstrahlung hindurchlassenden weiteren Spektralteiler auf in den Randbereichen der Reihenanordnung gelegene Detektoren abgebildet wird, während die vom Abtastspiegel reflektierte Wärmestrahlung in die optische Baugruppe eingekoppelt und von dem weiteren Spektralteiler ebenfalls in die Detektorebene fokussiert wird. Die bekannte Einrichtung ermöglicht es, bestehende Wärmebildgeräte ohne Modifikation der Detektoranordnung für den Empfang von Laserstrahlung nutzbar zu machen. Hierzu sind aber zwei zusätzliche optische Baugruppen vorgesehen, die relativ große optische Bauteile beinhalten. Derartige zusätzliche optische Baugruppen beanspruchen daher relativ viel Platz. Dieser Platzbedarf kann bei der Integration der beiden optischen Baugruppen in bestehende Wärmebildgeräte bei den dort vorgegebenen Räumlichkeiten zu Schwierigkeiten führen und dann doch größere Modifikationen bestehender Geräte erfordern. Außerdem sind die beiden optischen Baugruppen zur Trennung und Zusammenführung von Laser- und Wärmestrahlung mit Spektralschichten ausgebildet, so daß sowohl für die Laser- als auch für die Wärmestrahlung optische Verluste in Kauf genommen werden müssen. Um diese Nachteile zu vermeiden, wurde bei einem optischen System der eingangs genannten Art gemäß der älteren Patentanmeldung P 34 08 082.1 vorgeschlagen, die Wärme- und die Laserstrahlung in dem gemeinsamen Empfangskanal über den Abtastspiegel zu

leiten und erst danach und nach der Trennung der Strahlungskegel auf der Abbildungsseite voneinander zu trennen, wobei die Wärmestrahlung im ursprünglichen Empfangskanal alleine weitergeführt und ungeschwächt auf die Detektoranordnung gerichtet wird, während die Laserstrahlung in einem von der Wärmestrahlung abgetrennten Kanal über eine separate optische Baugruppe auf einen geeigneten Detektor geleitet wird. Um eine Auskopplung der Laserstrahlung nach einer völligen geometrischen Trennung der Strahlungskegel der Wärme- und der Laserstrahlung vornehmen zu können, ist zwar eine Synchronisation des Sendezeitpunktes der Laserimpulse mit der Winkelstellung des Abtastspiegels erforderlich, bei diesem optischen System ist jedoch anstelle einer physikaiischen Strahlungstrennung und -zusammenführung von Wärme- und Laserstrahlung mit Spektralteilern eine Auskopplung lediglich der Laserstrahlung aus dem gemeinsamen Empfangskanal über eine geometrische Strahlenteilung ohne Spektralschichten realisierbar, so daß die optische Baugruppe zur Weiterleitung der ausgekoppelten Laserstrahlung auf die Detektoranordnung lediglich geometrisch umlenkende Elemente erfordert. Die zusätzlich erforderlichen Bauteile der optischen Baugruppe können daher kostengünstig und relativ klein hergestellt werden, so daß die optische Baugruppe insgesamt einfach aufgebaut werden kann und nur einen geringen Platzbedarf hat. Die Auskopplung der Laserstrahlung läßt sich daher ohne Schwierigkeiten und ohne besondere Modifikationen in bestehende Systeme zum Empfang von Wärmestrahlung integrieren. Außerdem läßt sich die Auskopplung der Laserstrahlung verlustarm durchführen, da keine physikalische Trennung und Zusammenführung der beiden Strahlungsarten über Spektralteiler erfolgt, sondern nur eine geometrische Strahlablenkung lediglich der Laserstrahlung

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über einfache Umlenkelemente vorgesehen ist. Ein derartiges optisches System ermöglicht es auch, für die Wärme- und die Laserstrahlung eine gemeinsame Detektoranordnung auf einem einzigen Träger vorzusehen, so daß das optische System zum gleichzeitigen Empfang beider Strahlungen auch im Hinblick auf die Detektoranordnung mit einer üblichen, gemeinsamen Baugruppe aufgebaut und ein aus üblichen Baugruppen bestehendes optisches System zum Empfang von Wärmestrahlung ohne große Modifikationen mit gemeinsamen Baugruppen gleichzeitig zum Empfang von Laserstrahlung nutzbar gemacht werden kann.

Beim Gegenstand der Patentanmeldung P 34 08 082.1 wie auch bei einem ersten Ausführungsbeispiel der aus der DE-OS 31 OA 318 bekannten Einrichtung wird der vom Lasersender ausgehende Sendestrahl parallel zur optischen Achse des Empfangskanals über eine eigene Sendeoptik ausgestrahlt. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der bekannten Einrichtung wird der Sendestrahl mittels eines senkrecht zur optischen Achse des Empfangskanals verlaufenden, in diesen hineinragenden und aus dieser Stellung herausklappbaren Umlenkprismas in den Empfangskanal eingekoppelt und dann über dessen IR-Teleskop ausgesendet. Auf diese Weise wird eine eigene Sendeoptik für den auszusendenden Laserstrahl eingespart, wobei das erforderliche Umlenkprisma billiger ist als ein ansonstigen erforderliches Galilei-Fernrohr. Zur Einkopplung des Sendestrahles in den Empfangskanal muß das Umlenkprisma aber in den Empfangskanal hineingeschwenkt werden, so daß es - wenn auch nur mit dem die zweite umlenkende Prismenfläche aufweisenden Ende - in diesen hineinragt. Hierdurch wird ein Teil des Empfangskanals abgeschattet. Außerdem wird dabei der Sendestrahl in den Randbereich der Optik eingekoppelt, so daß für den Sende-

strahl die Benutzung dieses im allgemeinen hinsichtlich der optischen Güte gegenüber dem mittleren Bereich schlechteren Teiles der Optik in Kauf genommen werden muß. Schließlich ergeben sich bei einer Teilausnutzung der Optik gegenüber einer Vollausnutzung schlechtere Bündelungseigenschaften. Dies ist hinsichtlich der Divergenz des Laserstrahles und damit insbesondere bei Laserentfernungsmessern von Nachteil, da bei diesen eine starke Bündelung des auszusendenden Strahles erforderlich ist.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei einem optischen System der eingangs genannten Art den gemeinsamen Empfangskanal und die für Wärme- und Laserstrahlung gemeinsame Empfangsoptik auch für die Aussendung des Laserstrahles nutzbar zu machen und dabei ohne Beeinträchtigung des Empfangskanals möglichst gute optische Bedingungen für die Sendestrahlung zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird bei einem optischen System der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die vom Lasersender ausgehende Laserstrahlung über den abgetrennten Laserempfangskanal und den gemeinsamen Empfangskanal ausgesendet wird, daß zur Trennung der Lasersende- und der Laserempfangsstrahlung in dem abgetrennten Laserempfangskanal eine an sich bekannte Polarisationsweiche vorgesehen ist, und daß in dem Sendestrahlengang vor der IR-Optik ein optisches Element vorgesehen ist, das mit der IR-Optik ein Sendeteleskop bildet.

Bei dem erfindungsgemäßen optischen System wird die Sendestrahlung also nicht über eine eigene Sendeoptik abgestrahlt, sondern in den abgetrennten Laserempfangs-35

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kanal eingekoppelt und über die Empfangsoptik abgestrahlt. Zur Aussendung des Laserstrahles wird somit der gemeinsame Empfangskanal mit der gemeinsamen Empfangsoptik genutzt. Dabei wird infolge der Einkopplung der Sendestrahlung in den abgetrennten Laserempfangskanal ein unmittelbarer Eingriff optischer Elemente in den gemeinsamen Empfangskanal vermieden, so daß der Empfangskanal nicht abgeschattet wird und die Empfangsoptik voll für die Abstrahlung des Sendestrahles nutzbar ist. Auf diese Weise sind bei dem erfindungsgemäßen optischen System ohne Beeinträchtigung des Empfangskanals gute optische Bedingungen für die Sendestrahlung gegeben. Die Sendestrahldivergenz kann deshalb sehr klein gehalten werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes des Patentanspruchs 1 sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung ein optisches System zum Empfang von Wärme- und Laserstrahlung, das in einem mit einem Laser-Entfernungsmesser kombinierten Wärmebildgerät mit gemeinsamem Empfangskanal für Wärme- und Laserstrahlung in der in der älteren Patentanmeldung P 34 08 082.1 beschriebenen Weise realisiert ist,

Fig. 2 den Strahlenverlauf in dem gemeinsamen Empfangskanal mit einem Abtastspiegel, einer Detektoranordnung, einer Auskopplung der Laserstrahlung aus dem gemeinsamen Empfangskanal und einer bei dem vorliegenden erfindungsgemäßen System vorgesehenen Einkopplung der Sendestrahlung in den abgetrennten Laserempfangskanal und

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Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Anordnung nach Fig.2 im Bereich vor der Detektoranordnung.

In Fig. 1 ist eine optronische Einrichtung mit einem Wärmebildgerät und einem Laserentfernungsmesser dargestellt, wobei das Wärmebildgerät und der für Wärme- und Laserstrahlung gemeinsame Empfangskanal 1 in einem ersten Gehäuse 2 und der Lasersender 3 in einem zweiten Gehäuse 4 angeordnet und die beiden Gehäuse starr miteinander verbunden sind.

Der Lasersender 3 ist dadurch mit dem gemeinsamen Empfangskanal 1 so gekoppelt, daß die optische Achse des Lasersenders parallel zur optischen Achse 5 des Empfangskanals, welche gleichzeitig die Visierlinie des Wärmebildgerätes darstellt, ausgerichtet ist. Die auszusendende Laserstrahlung 6 wird von einem Sendeteleskop 7 gebündelt und in Richtung des Pfeiles 8 auf ein nicht dargestelltes Zielobjekt abgestrahlt. Die von dem Zielobjekt reflektierte Laserstrahlung 9 trifft in Richtung des Pfeiles 10 auf die für Wärme- und Laserstrahlung gemeinsame Empfangsoptik 11 und tritt durch diese hindurch parallel zu der optischen Achse 5 des Empfangskanals 1 in den Afokalteil des Wärmebildgerätes ein. Auch die von der Bildszene ausgehende und durch Pfeile 12 angedeutete Wärmestrahlung 13 tritt über die Empfangsoptik 11 in den Afokalteil ein. Beide Strahlungen, die Laserstrahlung 9 und die Wärmestrahlung 13, verlassen den Afokalteil als parallele Strahlenbündel und treffen auf einen beidseitig verspiegelten Abtastspiegel IA, der in bekannter Weise zur Erzeugung eines Wärmebildes, d.h. zum Schreiben einer Zeile des Wärmebildes, dient, wobei die verspiegelte Rückseite des Abtastspiegels in ebenfalls bekannter Weise zur Wiedergabe des Wärmebildes im sichtbaren Bereich verwendet wird. Derartige Bilderzeugungs- und Wiedergabeverfahren sind in der Wärmebildtechnik allgemein bekannt, z.B. aus der Zeitschrift "Wehrtechnik" Oktober 1980,

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Seiten 21-23, der DE-AS 23 32 245 oder der US-PS 29 89 643. Die von dem Abtastspiegel 14 abgelenkten parallelen Strahlenbündel der Wärme- und der Laserstrahlung werden von einer abbildenden IR-Optik 15 auf eine Detektoranordnung 16 gerichtet, die in der Bildebene der IR-Optik angeordnet ist. Dabei werden die durch die Abtast-Schwenkbewegungen des Abtastspiegels erzeugten, für dessen Umkehrpositionen eingezeichneten Strahlungskegel 13a und 13b (Fig.2) der Wärmestrahlung auf die Detektoranordnung 16 fokussiert, während die ebenfalls für die Umkehrpositionen des Abtastspiegels eingezeichneten Strahlungskegel 9a und 9b der Laserstrahlung durch die Bewegungen des Abtastspiegels in unterschiedliche Richtungen verlaufen und die Laserstrahlung mindestens an einer Stelle nach der völligen geometrischen Trennung der Strahlungskegel der Wärme- und der Laserstrahlung, z.B. im Bereich des Strahlungskegels 9a, oder auch im Bereich beider Strahlungskegel 9a und 9b, aus dem gemeinsamen Empfangskanal 1 ausgekoppelt und von der Wärmestrahlung getrennt über jeweils eine optische Baugruppe 35 (Fig.3) auf einen zum Empfang der Laserstrahlung geeigneten Detektor gerichtet wird. Im Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3 ist zum Empfang der Wärme- und der Laserstrahlung eine einzige Detektoranordnung 16 vorgesehen, die aus einer auf einem einzigen Träger 18 angeordneten Detektorreihe 19, z.B. einer Zeile von 180 Detektoren, besteht, wobei der zum Empfang der Laserstrahlung dienende Detektor in den Randbereichen der Detektorreihe liegt und dann zweckmäßigerweise von einem Detektor 20 der Reihe 19 selbst gebildet ist. Die Detektoranordnung 16 wandelt die empfangene Wärme- bzw. Laserstrahlung in elektrische Signale um, wobei die von der Laserstrahlung stammenden elektrischen Ausgangssignale 21 (Fig.l) der Detektoranordnung in üblicher Weise über eine Verstärkeranordnung 22 einer z.B. im zweiten Gehäuse 4 angeordneten, die Laufzeit der Lasersendeimpulse in Entfernungswerte umsetzenden und die

gemessene Entfernung anzeigenden Auswerteelektronik 23 zugeführt wird, während die von der Wärmestrahlung stammenden elektrischen Ausgangssignale 24 in ebenfalls üblicher, z.B. aus den oben angeführten Literaturstellen bekannter Weise über eine. Vielkanalverstärkeranordnung 25 einer LED-Anordnung 26 zugeleitet werden, welche die verstärkten elektrischen Ausgangssignale dann in sichtbares Licht umwandelt, so daß das Wärmebild nunmehr im sichtbaren Bereich in bekannter Weise über die verspiegelte Rückseite des Abtastspiegels 14 in ein Okular oder eine Visiereinrichtung 27 eingespiegelt wird. Dabei ist zwischen der Rückseite des Abtastspiegels und einer abbildenden Optik 28 der Visiereinrichtung noch ein Strahlteiler 29 angeordnet, der einen geringen Teil der Strahlung über eine weitere abbildende Optik 30 auf einen sogenannten Scan-Position-Sensor (SPS) 31 zuführt. Dies ist ein optisch-elektrischer Sensor, der den Sendezeitpunkt der Laserimpulse mit der Winkelstellung des Abtastspiegels syn-• chronisiert, also den Lasersender 3 triggert, d.h. die Position des Abtastspiegels feststellt und in der richtigen Stellung des Spiegels den Laserimpuls auslöst. Die richtige Stellung des Abtastspiegels ist im vorliegenden Falle dann gegeben, wenn die vom Zielobjekt reflektierte, empfangene und achsparallel einfallende Laserstrahlung durch die Bewegungen des Abtastspiegels 14 auf diejenige Stelle oder Stellen gerichtet wird, an der bzw. an denen die Auskopplung der Laserstrahlung aus dem gemeinsamen Empfangskanal erfolgt. Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3 ist eine mittelbare Auskopplung der Laserstrahlung über ein Auskoppelelement 32 vorgesehen, das aus einem totalreflektierenden Umlenkelement besteht. Das Auskoppelelement ist - wie sich aus obigen Ausführungen ergibt - so angeordnet, daß die Auskopplung der Laserstrahlung aus dem gemeinsamen Empfangskanal dann erfolgt, wenn die Strahlungskegel der Wärme- und der Laserstrahlung, z.B. die Strah- lungskegel 9a und 13b,

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geometrisch völlig voneinander getrennt sind. Vorzugsweise erfolgt die Auskopplung dann, wenn sich der Abtastspiegel jeweils in Umkehrposition befindet. Die Umkehrpositionen des Abtastspiegels sind in Fig.2 mit ausgezogenen bzw. gestrichelten Linien eingezeichnet. Durch ein weiteres in Fig.2 zusammen mit dem Strahlungskegel 9b der Laserstrahlung gestrichelt eingezeichnetes Auskoppelelement 32' ist angedeutet, daß die Auskopplung der Laserstrahlung auch auf der dem Strahlungskegel 13b gegenüberliegenden Seite nach der völligen geometrischen Trennung der Strahlungskegel von Wärme- und Laserstrahlung durchgeführt werden kann. In diesem Fall findet also bei jeder Umkehrposition des Abtastspiegels eine Auskopplung der Laserstrahlung statt. Als Auskoppelelement ist bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 3 ein Umlenkprisma 33 vorgesehen, das in der Zeichnung als Dachkantprisma dargestellt ist. Das Auskoppelelement kann aber auch aus einem Umlenkspiegel bestehen. Zweckmässigerweise ist das Auskoppelelement 32 bzw. 32' justierbar in Bezug auf die optische Achse des Gesamtsystems. Außerdem kann das Auskoppelelement Bestandteil einer optischen Baugruppe 35 sein, welche dazu vorgesehen ist, die ausgekoppelte Laserstrahlung von der Wärmestrahlung getrennt auf den zum Empfang der Laserstrahlung geeigneten Detektor 20 zu richten. Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3 besteht die optische Baugruppe 35 nach dem als Umlenkprisma 33 ausgebildeten Auskoppelelement aus einer Lichtleitfaser 36, insbesondere aus einer Gradientenfaser, deren Anfang in Fig. 1 im Bildpunkt der IR-Optik 15 und in den Fig.2 und 3 im Bildpunk eines optisch abbildenden Systems 60 angeordnet ist, und einem optisch abbildenden System 37, bestehend aus einem Linsensystem 38 und einem z.B. ebenfalls als Dachkantprisma ausgebildeten Umlenkelement 39, welches den Laserfleck der aus der Lichtleitfaser 36 austretenden Laserstrahlung auf den Detektor 20 fokussiert. Dabei ist der Abbildungsmaßstab des optisch abbildenden Systems 37 derart gewählt, daß eine Anpassung des Laserflecks an die Größe des Detektors 20 erfolgt.

Bei einem derartigen optischen System ist zwar die Auskopplung grundsätzlich nach dem Abtastspiegel 14 im konvergierenden Teil 40 des Strahlenganges an einer oder auch ah mehreren Stellen nach der völligen geometrischen Trennung der durch die Bewegungen des Abtastspiegels in unterschiedliche Richtungen verlaufenden Strahlungskegel 13a,13b bzw. 9a,9b der Wärme- und der Laserstrahlung vorgesehen, jedoch sind für die Art der Auskopplung der Laserstrahlung aus dem gemeinsamen Empfangskanal und für die Ausbildung der optisehen Baugruppe wie auch der Detektoranordnung verschiedene, von dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3 abweichende Ausführungsformen möglich. Diese sind in der älteren Patentanmeldung P 34 08 082.1 näher beschrieben.

Um nun bei dem vorliegenden optischen System den gemeinsamen Empfangskanal und damit auch die Empfangsoptik für die Aussendung des Laserstrahles zu nutzen, ist nach den Figuren 2 und 3 der Sendestrahl 50 nicht wie in Fig. 1 über einen eigenen Sendekanal abgestrahlt, sondern über eine Polarisationsweiche in den abgetrennten Laserempfangskanal 55 eingekoppelt und über die Empfangsoptik abgestrahlt. Die Einkopplung erfolgt hier in der Weise, daß die vom hier nicht dargestellten, räumlich abgesetzten oder in das Gerät integrierten Lasersender ausgehende, linear polarisierte Laserstrahlung 50 - gegebenenfalls durch ein Ablenkelement 51 auf den abgetrennten Laserempfangskanal 55 gerichtet mittels eines polarisationsselektiven Elementes 52, das hier insbesondere aus einer Brewster-Platte besteht, in den abgetrennten Laserempfangskanal 55 eingekoppelt und dann in den Strahlengang des gemeinsamen Empfangskanals 1 abgelenkt wird. In dem abgetrennten Laserempfangskanal 55 ist eine in Abstrahlrichtung auf die Brewster-Platte 52 folgende λ /4-Platte 53 angeordnet.

Bei Durchtritt durch die λ /4-Platte 53 wird die linear polarisierte Lasersendestrahlung zirkulär polarisiert. Ein nachfolgendes optisches Negativglied 54 ist vor dem Auskoppelelement 32 angeordnet und so dimensioniert, daß es mit der IR-Optik 15 ein Sendeteleskop bildet, über dieses Sendeteleskop, den Abtastspiegel 14, den gemeinsamen Empfangskanal 1 und die gemeinsame Empfangsoptik 11 wird die Lasersendestrahlung auf ein Zielobjekt abgestrahlt. Die Auslösung des Lasers erfolgt wie bereits erwähnt - im Umkehrzeitpunkt des Abtastspiegels, wobei dieser Zeitpunkt mit dem Positionssensor (Fig.l) bestimmt wird. Ein Teil der vom Zielobjekt reflektierten Laserstrahlung gelangt über den gleichen Weg zurück, wird jedoch beim Durchtritt durch die Λ /4-Platte 53 wiederum linear polarisiert, und zwar um 90° zur ursprünglichen Polarisationsrichtung. Diese gegenüber der auf die Brewster-Platte 52 auftreffenden Sendestrahlung 50 um 90° gedrehte linear polarisierte Strahlung tritt nunmehr durch die Brewster-Platte 52 hindurch und gelangt als Laserempfangsstrahlung 56 über den Weg, wie er oben näher beschrieben ist, d.h. über die optische Baugruppe 35, auf den Detektor. Wie die Figuren 2 und 3 noch zeigen, ist die gesamte Einkopplung des Lasersendestrahles in den abgetrennten Laserempfangskanal 55 zwischen dem Auskoppelelement 32 und dem optisch abbildenden System 60 der optischen Baugruppe 35 integriert.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Brewster-Platte 52 so angeordnet, daß die Lasersendestrahlung 50 an der Brewster-Platte reflektiert und sodann in den abgetrennten Laserempfangskanal 55 eingekoppelt ist, während die Laserempfangsstrahlung durch die Brewster-Platte hindurch in die optische Baugruppe 35 tritt. Es ist aber auch möglich, bei

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gegenüber dem dargestellten Ausführungsbeispiel nach den Fig.2 und 3 um 90° gedrehter Polarisationsrichtung der Lasersendestrahlung die Kanäle in der Weise zu vertauschen, daß die vom Lasersender kommende Lasersendestrahlung durch die Brewster-Platte hindurchtretend in den abgetrennten Laserempfangskanal 55 eingekoppelt wird, während die Laserempfangsstrahlung an der Brewster-Platte reflektiert und in die optische Baugruppe 35 gelenkt wird.

, Ferner ist es auch möglich, anstelle von Einzelelementen das optische Element 54, das Auskoppelelement 32 und gegebenenfalls auch noch die Λ /4-Platte 53 zu einem einzigen Element zusammenfassen bzw. zu einer mechanisehen Einheit zu verbinden.

3 Figureru
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Claims

Patentansprüche:

1. Optisches System zum Empfang von Wärme- und Laserstrahlung, insbesondere für ein mit einem CCU-Laserentfernungsmesser kombiniertes Wärmebildgerät, mit einem gemeinsamen, eine Empfangsoptik, einen Abtastspiegel, eine IR-Optik und mindestens eine Detektoranordnung enthaltenden Empfangskanal und einem Positionssensor zur Synchronisation des Sendezeitpunktes der Laserimpulse des Lasersenders mit der Winkelstellung des Abtastspiegels, wobei nach dem Abtastspiegel im konvergierenden Strahlengang mindestens an einer Stelle nach der völligen geometrischen Trennung der durch die Bewegungen des Abtastspiegels in unterschiedliche Richtungen verlaufenden Strahlungskegel der Wärme- und der Laserempfangsstrahlung eine Auskopplung der Laserempfangsstrahlung aus dem gemeinsamen Empfangskanal vorgesehen und die ausgekoppelte Laserempfangsstrahlung in einem von der Wärmestrahlung abgetrennten Laserempfangskanal über jeweils eine optische Baugruppe auf einen zum Empfang der Laserstrahlung geeigneten Detektor gerichtet ist, nach Patentanmeldung P 34 08 082.1,

dadurch gekennzeichnet, daß die vom Lasersender ausgehende Laserstrahlung (50) über den abgetrennten Laserempfangskanal (55) und den gemeinsamen Empfangskanal (1) ausgesendet wird, daß zur Trennung der Lasersende- und der Laserempfangsstrahlung (50 bzw. 56) in dem abgetrennten Laserempfangskanal (55) eine an sich bekannte Polarisationsweiche vorgesehen ist, und daß in dem Sendestrahlengang vor der IR-Optik (15) ein optisches Element (54) vorgesehen ist, das mit der IR-Optik ein Sendeteleskop bildet .

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2. Optisches System nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Polarisationsweiche aus einem polarisationsselektiven Element (52) und einer in Abstrahlrichtung auf dieses Element folgenden \ /4-Platte (53) besteht.

3. Optisches System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das polarisationsselektive Element (52) eine Brewster-Platte ist.

4. Optisches System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brewster-Platte (52) so angeordnet ist, daß die Lasersendestrahlung (50) über Reflexion an der Brewster-Platte in den abgetrennten Laserempfangskanal (55) eingekoppelt ist und die Laserempfangsstrahlung (56) durch die Brewster-Platte hindurchtritt.

5. Optisches System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lasersendestrahlung (50) durch die Brewster-Platte hindurchtretend in den abgetrennten Laserempfangskanal (55) eingekoppelt ist, und daß die Laserempfangsstrahlung

(56) über Reflexion an der Brewster-Platte aus dem abgetrennten Laserempfangskanal (55) aus- und in die optische Baugruppe (35) eingekoppelt ist.

6. Optisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Element (54) aus einem zwischen der Polarisationsweiche und der IR-Optik (15) angeordneten optischen Negativglied besteht.

7. Optisches System nach einem der Ansprüche 2-6, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Element (54) von der X /4-Platte (53) und einem für die Laserempfangsstrahlung an der Auskoppelstelle vorgesehenen Auskoppelelement (32) gebildet ist.

8. Optisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Element (54) und das für die Laserempfangsstrahlung an der Auskoppelstelle vorgesehene Auskoppelelement (32) aus einem Element bestehen.

9. Optisches System nach einem der Ansprüche 2-8, dadurch gekennzeichnet, daß das für die Laserempfangsstrahlung an der Auskoppelstelle vorgesehene Auskoppelelement (32), das optische Element (54) und die X /4-Platte (53) zu einer mechanischen Einheit verbunden sind.

10. Optisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Polarisationsweiche ein die Lasersendestrahlung (50) auf den abgetrennten Laserempfangskanal (55) richtendes Ablenkelement (51) vorgesehen ist.