DE3642545A1 - Verfahren zur harmonisierung eines zielfernrohres, einer ir-kamera und eines fuehrungsstrahlprojektors - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Harmonisierung (Angleichung) eines Zielfernrohres, einer IR-Kamera (thermischen Kamera) und eines Führungsprojektors, wobei das Zielfernrohr ein Objektiv, ein mit sichtbarem Licht beleuchtetes Fadenkreuz und ein Okular umfaßt, und die Kamera als Wellenlängenwandler arbeitet und eine Eintrittsoptik sowie eine Austrittsoptik umfaßt, die das sichtbare Bild des Gesichtsfeldes nach Reflexion an einer dichroitischen Platte längs der Zielfernrohr­ achse ins Unendliche projiziert.

Dieses System dient als Feuerleitsystem.

Der Führungsstrahlprojektor arbeitet mit einem Laser­ strahl und beleuchtet einen Führungskanal, dessen Mittelachse auf der Visierlinie liegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur ständigen Steuerung und Kontrolle der Harmonisierung vor dem Feuern und während der Flugphase des Geschosses zwischen den Achsen des Laserführungsstrahls, des Zielfernrohres und der ZR-Kamera durch Vorgänge zu schaffen, die nicht die Verwendung irgendeiner Spezial­ apparatur erfordern.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Zielfernrohr mit einer parallelflächigen Platte zu einer stabilen Referenzanordnung starr verbunden ist, daß die Platte konstruktiv rechtwinklig zu der Achse des Zielfernrohres eingestellt ist und die Einstellung mittels durch das Okular erfolgender Beobachtung des Zusammenfallens des Fadenkreuzes und seines durch Autokollimation auf der Platte erhaltenen Bildes kon­ trollierbar ist, daß die Achse des Führungsstrahl­ projektors so nachgeführt wird, daß sie stets recht­ winklig zu der Platte steht, und daß die Kamera vor dem Zielfernrohr angeordnet ist und ihre Harmonisierung durch Einstellung ihrer Lage in bezug auf die stabile Bezugsanordnung erfolgt.

Wenn die ZR-Kamera eine von +1 verschiedene Vergröße­ rung hat, wird eine andere planparallele Platte, die am Ausgang des Kanals für sichtbares Licht angeordnet ist, konstruktiv rechtwinklig zu der invarianten Achse der Kamera eingestellt. Die Einstellung ihrer Lage geschieht durch Änderung ihrer Orientierung in der Weise, daß das Zielfadenkreuz mit seinem durch Autokollimation auf dieser anderen planparallelen Platte erzeugten Bild zusammenfällt.

Wenn die IR-Kamera eine Vergrößerung gleich +1 hat, kann die Einstellung ihrer Positionierung ohne hohe Genauigkeitsforderungen geschehen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der einzigen Figur der Zeichnung erläutert, in der ein Ausführungs­ beispiel schematisch vereinfacht wiedergegeben ist.

Die Figur zeigt das Prinzipschema des Systems zur Durchführung des vorgeschlagenen Harmonisierungsverfah­ rens.

Das Tagzielfernrohr 1 ist fest verbunden mit einer planparallelen, transparenten Platte 2, so daß sich eine stabile Referenzanordnung ergibt. Die Visierachse oder Visierlinie 3 dieses Zielfernrohrs, die durch das Objektiv 4 und das Fadenkreuz 5 definiert ist, ist durch konstruktive Maßnahmen rechtwinklig zu der Bezugsplatte 2 ausgerichtet. Eine Lichtquelle 6 beleuchtet das Faden­ kreuz 5 durch Reflexion an einer halbdurchlässigen Plat­ te 7. Der Beobachter 8 kann somit durch das Okular 9 hindurch kontrollieren, daß das Bild des Fadenkreuzes 5 mit dem Fadenkreuz nach Autokollimation an der Platte 2 zusammenfällt, sobald die Lichtquelle 6 eingeschaltet ist.

Der Führungs- oder Leitstrahlprojektor 10 ist so konstru­ iert, daß seine Führungsachse 11 stets rechtwinklig zu der Platte 2 verläuft. Eine Nachführung in dem Führungs­ sender, die diese Aufgabe übernimmt ist, in der am glei­ chen Tage wie die vorliegende Anmeldung eingereichten diesseitigen Anmeldung beschrieben, die die Priorität der französischen Patentanmeldung Nr. 85 18 467 in Anspruch nimmt.

Die IR-Kamera 12 arbeitet als Wellenlängenwandler und ist vor dem Zielfernrohr 1 angeordnet. Sie umfaßt eine IR-Eingangsoptik 13 und eine Ausgangsoptik 14, die das sichtbare Bild des Gesichtsfeldes nach Reflexion an einer dichroitischen oder halbdurchlässigen Platte 15 ins Unendliche projiziert.

Das Harmonisierungsverfahren ist je nach Kameratyp etwas unterschiedlich. Wenn die IR-Kamera eine von +1 ver­ schiedene Vergrößerung oder mehrere Gesichtsfelder und mehrere Vergrößerungen bietet, von denen wenigstens eine von +1 verschieden ist, muß die Kamera in bezug auf das Zielfernrohr eine genaue winkelmäßige Ausrichtung haben, damit die Visierrichtung sich nicht ändert. Die Kamera ist dann mit eine parallelflächigen Platte 18 ausgestattet, die sich am Ausgang des Kanals für sicht­ bares Licht befindet und konstruktiv so eingestellt ist, daß die invariante Achse der IR-Kamera rechtwinklig zu dieser Platte verläuft.

Als invariante Achse einer Kamera mit einer von +1 ver­ schiedenen Vergrößerung wird die Richtung des Bildraumes bezeichnet, für die der eintretende Strahl und der aus­ tretende Strahl parallel sind.

Wenn diese invariante Achse mit 17 bezeichnet wird, sind die Eintrittsachse 16 und die Austrittsachse 17 der Kamera parallel. Die Platte 18 wurde durch konstruktive Maßnahmen rechtwinklig zu der Achse 17 ausgerichtet. Unter diesen Umständen ist die Platte 18 parallel zu der Platte 2 des Zielfernrohres.

Die Harmonisierung der IR-Kamera in bezug auf das Ziel­ fernrohr besteht folglich darin, die Orientierung der IR-Kamera 12 solange zu verändern, bis das Bild des Fadenkreuzes 5 mit dem Fadenkreuz nach Autokollimation an der Platte 18 zusammenfällt.

Diese Einstellung ist in einfacher Weise durch den Be­ obachter 8 durchführbar, ohne daß hierzu spezielles Gerät, das nicht zu der Feuerleiteinrichtung gehört, benötigt wird.

Die Achse 3 des Zielfernrohres, die Achse 11 des Führungs­ strahlprojektors und die Achse 16 der IR-Kamera sind zu­ einander parallel.

Die Änderung des Gesichtsfeldes der IR-Kamera wirkt sich auf die Harmonisierung nicht aus.

Wenn die IR-Kamera eine Vergrößerung von +1 hat, sind die Eingangsachse 16 und die Ausgangsachse 17 konstruktionsbedingt parallel. Dasselbe gilt für alle Gesichtsfeldstrahlen am Eingang und am Ausgang der Kamera.

Die Kamera kann ohne irgendwelche Genauigkeitsforderungen vor dem Zielfernrohr 1 angebracht werden, weil sie äquivalent zu einer parallelflächigen Platte ist, die die Eigenschaft hätte, die Wellenlänge der sie durch­ querenden Strahlung zu ändern.

Das vorstehend beschriebene System eignet sich auch für einen Feuerleitstand zum Feuern auf bewegliche Ziele. Es müssen dann die von einem Rechner ermittelten Schieß­ korrekturen angebracht werden, die den verschiedenen Parametern wie der Entfernung und der Geschwindigkeit des Ziels, der Geschoßgeschwindigkeit, atmosphärischen Bedingungen usw. Rechnung tragen.

Die Korrekturen dienen dazu, das Geschoß auf einer Flugbahn fliegen zu lassen, die winkelmäßig von der auf das Ziel gerichteten Visierlinie abweicht. Deshalb ist vor dem Führungsstrahlprojektor ein Ablenkelement 19 angeordnet, so daß die Führungs- oder Leitachse 11 um den von dem Feuerleitrechner ermittelten Winkel abgelenkt oder geschwenkt werden kann.

Der Beobachter 8 visiert jedoch weiterhin das Ziel an. Das Ablenkelement 19 kann entweder ein Spiegel oder ein Diasporameter oder irgendein anderes Ablenksystem sein, das von dem Feuerleitrechner gesteuert wird.

Claims (3)

1. Verfahren zur Harmonisierung eines Zielfernrohrs, einer IR-Kamera und eines Führungsstrahlprojektors, wobei das Zielfernrohr ein Objektiv, ein mit sicht­ barem Licht beleuchtetes Fadenkreuz und ein Okular umfaßt und die Kamera als Wellenlängenwandler arbeitet und eine Eintrittsoptik sowie eine Austrittsoptik umfaßt, die das sichtbare Bild eines Gesichtsfeldes nach Reflexion an einer halbdurchlässigen Platte längs der Zielfernrohrachse ins Unendliche projiziert, dadurch gekennzeichnet, daß das Zielfernrohr (1) mit einer parallelflächigen Platte (2) zu einer stabilen Referenzanordnung starr verbunden ist, daß die Platte (2) konstruktiv rechtwinklig zur Achse (3) des Zielfernrohres (1) eingestellt ist und die Ein­ stellung kontrollierbar ist durch Beobachtung des Zusammenfallens des Fadenkreuzes (5) und seines durch Autokollimation auf der Platte (2) erhaltenen Bildes durch das Okular (9) hindurch, daß die Achse (11) des Führungsstrahlprojektors (10) so nachgeführt wird, daß sie stets rechtwinklig zu der Platte (2) steht, und daß die Kamera (12) vor dem Zielfernrohr (1) angeordnet ist und ihre Harmonisierung durch Einstel­ lung ihrer Lage in bezug auf die stabile Bezugsanord­ nung (1, 2) erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, mit einer IR-Kamera mit mehreren Gesichtsfeldern oder mehreren Vergrößerungen, von denen mindestens eine von +1 verschieden ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Platte (18) mit parallelen Flächen am Ausgang des Kanals für sichtbares Licht angeordnet und konstruktiv recht­ winklig zu der invarianten Kameraachse (16) eingestellt ist, und daß die Einstellung ihrer Lage in der Weise vorgenommen wird, daß ihre Ausrichtung so geändert wird, daß das Fadenkreuz (5) mit seinem durch Autokollimation an der parallelflächigen Platte (18) am Ausgang des Kanals für sichtbares Licht erzeugten Bild zusammenfällt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, mit einer IR-Kamera mit der Vergrößerung +1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung ihrer Lage ohne besondere Genauigkeits­ anforderungen erfolgen kann.