SE500235C2 - Förfarande och arrangemang för inbördes harmonisering av axeln för ett kikarsikte och axeln för en termokamera - Google Patents

Description

500 235i 2 det första hårkorset, och är transparent för det synliga och reflekterar det ur källan komande infraröda knippet.

Trerektangelstriedern utgörs av en första platta med parallella ytor, vilken är anordnad vid främre sidan av nämnda infraröda objektiv och lutar 45° mot sin axel, och av en dieder, vilken är anordnad vid främre sidan av nämnda objektiv i kikaren och innefattar en plan spegel och en andra platta, vilken uppvisar parallella ytor och på vilken plattas bakre yta ett filter är anordnat att blockera strålningen från kollimatorn i riktning utåt, varvid sidokanten av diedern är vinkelrät mot planet för nämnda första platta med parallella ytor, varjämte nämnda plana spegel och plattor med parallella ytor är framställda av ett material, som är reflekterande för nämnda våglängd utanför det - synliga spektret, och det hela bildar en odeformerbar enhet för alla omgivningsbetingade förhållanden.

I en första variant av harmoniseringsförfarandet utgörs nämnda system för visualisering av de från detektorn avgivna elektriska signalerna av en elektronikenhet för behandling av signalerna.

Elektronikenheten är kopplad till ett yttre katodstrálerör, på vilket målobjektet och nämnda andra detektor visualiseras, eller till ett inre katodstrålerör, vars bild återinjekteras i kikarsiktet med hjälp av en kollimator och en annan trieder, vilken är sammansatt av en parallella ytor uppvisande tredje platta samt nämnda dieder.

I en andra variant erhålls nämnda system för visualisering av de av detektorn avgivna elektriska signalerna med hjälp av elektro- luminescensdioder, vilka är anordnade symmetriskt med detekto- rerna relativt en dikroisk platta och matas av en elektronisk anordning för förstärkning av de från detektorn emitterade elektriska signalerna och för försörjning av nämnda dioder. Den synliga strålningen, som emitteras från elektroluminescens- dioderna genomlöper anordningen för optisk-mekanisk avsökning i motsatt riktning till den infallande infraröda strålningen och återinjekteras i kikarsiktet med hjälp av en kollimator och en 500 235 a annan trieder, vilken är sammansatt av en parallella ytor uppvisande tredje platta och nämnda dieder. uppfinningen kommer nu nedan att beskrivas i sin helhet såsom exempel och i anslutning till bifogade ritningar.

FIGUR l visar principschemat för en första variant av anord- ningen för genomförande av förfarandet enligt upp- finningen (i två projektioner) .

FIGUR 2 visar principschelnat för en andra variant av anord- ningen för genomförande av förfarandet enligt upp- finningen (i två projektioner).

FIGUR 3 återger en variant av kikarsiktet med två hårkors, det ena projicerat för det synliga och det andra för det infraröda.

På principschemat i fig. 1 har ett kikarsikte 1 sin siktaxel 2 definierad av objektivets 3 centrum .och sikthårkorset 4_. Ett andra hårkors 5 är 'symmetriskt med hårkorset 4 i den dikroiska plattan 6. Det belyses av en källa 7.

Termokameran 8 innefattar ett infrarött objektiv 9, ett system för avsökning 10, en infraröd-detektor 11, en elektronikenhet 12 för signalbehandling, vilken driver ett katodstrålerör 13 vars - skärm befinner sig i brännpunkten i en kollimator 14.

Harmoniseringsanordningen innefattar den med en spets 15 försedda trerektangelstriedern, vilken utgörs av den plana, parallellsidi- ga plattan 16 och diedern vars sidokant betecknas med 17. Diedern bildas av en platta med parallella ytor 18 och en plan spegel 19.

Enheten 16, 18, 19 måste vara odeformerbar för alla omgivnings- betingade förhållanden. Det är på stabiliteten i denna enhet som kvaliteten på harmoniseringen beror. Den optiska egenskapen hos en av tre rektanglar betående, perfekt trieder är att riktningen för det reflekterade strålknippet är exakt parallell med sno 23s 4 riktningen för det infallande strålknippet, oberoende av strålknippets riktning i förhållande till triedern.

Enligt uppfinningen är kikarsiktet 1 även en harmoniseringskolli- mator, vars axel sammanfaller med kikarsiktets axel 2. Denna kollimator projicerar i oändlighet bilden i hårkorset 5, vilket är konstruktionsenligt symmetriskt med det synliga hårkorset 4 i separatrisen 6. våglängden för emissionen befinner sig utanför det synliga spektret, så att strålningen från denna kollimator i riktningen utåt kan blockeras med hjälp av ett på den parallellsidiga plattan 18 anordnat filter. Man väljer företrädesvis en våglängd som understiger den för avskärning av optikglas, så att man för kikarsiktets objektiv 3 ej skall behöva utnyttja specialmaterial; å andra sidan måste våglängden för kollimatorn genomtränga IR- optiken och i synnerhet germanium. våglängden för kollimatorn kan således befinna sig mellan ca. 2. och 2,5 pm.

Det av kollimatorn emitterade strålknippet definierar således kikarens 1 siktriktning. Efter reflektion på de tre speglarna 18, 19; 16 som hör till den spetsförsedda trerektangelstriedern, intränger strålknippet i termokameran 8 genom centrum för ingångsoptiken 9. Detta strålknippe är då parallellt med kikarsiktets axel 2. Termokamerap _ser målobj ektet genom den parallellsidiga plattan 16 liksom bilden av hårkorset 5, som överlappar den betraktade skådescenen och som definierar rikt- ningen för sikteslinjen 2. Ett filter, som är anordnat på plattans 16 yttre yta, begränsar enhetens spektralband till det atmosfäriska fönstret, exempelvis bandet 8-12 p. Den bild man erhåller genom termokameran kan styras efter behandling i elektroniken 12 antingen mot ett yttre katodstrålerör 20, på vilket man ser målet och hårkorset som definierar sikteslinjen, eller mot ett inre katodstrålerör 13, vars bild' kan återin- jekteras i kikarsiktet 1 med hjälp av kollimatorn 14 och den med spets 21 försedda triedern, som är sammansatt av plattan med parallella ytor 22 och samma dieder 18, 19 som i det föregående. 500 235 s Observatören 23 ser då genom kikarsiktets okular 24 den bild av målet och den bild av hårkorset 5 som ses av termokameran.

Bilden av hårkorset 5 överlappar inte nödvändigtvis hårkorset 4.

Dess läge beror av orienteringen av termokameran 8 som helhet, men detta påverkar på intet sätt precisionen i inställningen, eftersom hårkorsets 5 bild alltid indikerar siktesriktningen. 'rermokameran måste vara känslig för våglängden för kollimatorn, dvs. mellan exempelvis 2 och 2,5 pm utöver sitt känsligheten avseende huvudband, vilket motsvarar ett atmosfäriskt fönster mellan exempelvis 8 och 12 pm.

Kollimatorn, vars våglängd är ungefär 5 gånger kortare än medelvåglängden hos termokamerans huvudband, medger en upplösning av det proj icerade hårkorset som är jämförbar med kamerans gränsupplösning i bandet 8-12 p med ett tjänligt knippe, vilket är lika med 1/5 av diametern hos den infraröda optiken 9; i själva verket är vinkelgränsen för diffraktionen vid 2 pm fem gånger mindre än vid 10 pm.

Spektralbanden för de olika komposanterna är de följande: Band, Band Synligt 2.- 2,5 pm 8 - 12 p spektrum IR-Optik 9 Inre trans- Transparent Absorberande parent yta filter 8-12): på ytterytan Parallell- sidig platta 16 Reflekterande Transparent Godtyckligt Parallell- sidig platta 22 Transparent Godtyckligt Reflekterande Spegel 19 Reflekterande Godtyckligt Reflekterande Reflekterande Reflekterande Parallell- främre yta 20 % siaig platta 18 Godtyekligt Absorberande Transparent bakre yta 80 % Objektiv 3 Transparent Godtyckligt Transparent 'Parallell- sidig platta 6 ' Reflekterande Godtyckligt Transparent Fig. 2 visar en variant i vilken visualiseringen i termokameran erhålls med hjälp av elektroluminescenta dioder 25, vilka är anordnade symmetriskt med detektorerna 11 i förhållande till en dikroisk platta 26. Elektroniken 12 förstärker signalerna, som avges av detektorerna 11, dioderna 25. och försörjer elektroluminescens- U I Cl C) IQ u! UI 7 Den optisk-mekaniska analysatorn 10 genomlöps två gånger av IR- strålningen på 8-12 p vid avsökzlingen och av den synliga strålningen, som emitteras från elektroluminescensdioderna, vid visualiseringen. Den av dioderna restituerade bilden är exakt överlappad objektivets 9 infraröda bild. Kollimatorn 14 pro- jicerar denna restituerade bild i det oändliga.

Den dikroiska plattan 27 är identisk med plattan 26 - den reflekterar det infraröda och bandet 2-2,5 p samt överför det synliga. _ _ Fig. 3 representerarlen variant av kikarsiktet 1 med två hårkor' (4,5) projicerade för det synliga resp. för bandet 2-2,5 pm. Man belyser antingen det ena eller det andra, så att man får endast ett synligt hårkors i kikarsiktets fält. Vid dagsljusanvändning belyser man hårkorset 4, medan man vid mörkeranvändning av termokameran belyser hårkorset 5. återstoden av längsgående kromatism mellan banden 2 och 10 pm, eller mellan banden för det synliga spektret och 2 _11 kan kompenseras genom att kikarsiktet konstrueras med en förskjutning i axiell riktning av hårkorset 5. Kollimatorn är då inte längre exakt fokuserad i det oändliga för kompensering av kromatismen.

Precisionen hos detta harmoniseringsförfarande ändras inte genom derma korrigering. .

Claims (6)

500 235 8 PnTEírrknAv

1. Förfarande för inbördes harmonisering av axeln (2) för ett kikarsikte (1), vilket innefattar ett objektiv (3), ett första hårkors (4), samt ett okular (24), med axeln för en termokamera (8), vilken uppvisar flera fält och som innefattar ett infrarött objektiv (9), ett system (10) för optisk-mekanisk avsökning, en infraröd-detektor (ll) och ett system (12,13,14) för visualise- ring av de elektriska signalerna, som avges från nämnda detektor (11), k ä n n e t e c kQn a t av att kikarsiktet (1) även verkar som en harmoniseringskollimator, vilken i termokameran (8) projicierar ett strålknippe av en våglängd utanför det synliga spektret, vilket utgår från ett andra hårkors (5) efter successi- va reflektioner på ytorna av en trerektangelstrieder (l6,l8,l9), som tillförsäkrar strikt parallellism mellan det längs kikarens (1) optiska axel infallande strålknippet och det längs kamerans (8) optiska axel framkommande strålknippet, varvid nämnda våglängd är ungefär fem gånger kortare än medelvåglängden för kamerans (8) huvudband i och för erhållande av en upplösning av det projicerade hårkorset, vilken är jämförlig med kamerans (8) gränsupplösning i nämnda band med ett tjänligt strålknippe, som är lika med 1/5 av diametern för den infraröda optiken (9,10,11).

2. Förfarande för harmonisering enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a t av att nämda andra hårkors (5) hos harmonise- ringskollimatorn belyses av en källa (7), som emitterar en strålning med nämnda våglängd utanför det synliga spektret och som är anordnad inuti kikarsiktet (1) , är symmetriskt med nämnda första kors (4) i en dikroisk platta (26), vilken lutar 45° mot kikarens (1) optiska axel (2) mellan objektivet (3) och det första hårkorset (4), samt är transparent för det synliga spektret och reflekterar det ur källan (7) kommande, infraröda strålknippet .

3. Förfarande för harmonisering'enligt krav'1 eller 2, i vilket nämnda system för visualisering av de elektriska signaler, som avges av detektorn (11) , erhålles med hjälp av elektroluminiscen- 500 235 9 ta dioder (25), som är anordnade symmetriskt med detektorn ( 11) i förhållande till den dikroiska plattan (26) och försörjda av en elektronikanordning (12) för förstärkning av de från detektorn (11) emitterade elektriska signalerna och för försörjning av nämnda dioder (25) k ä n n e t e c k n a t av att den synliga strålning, som emitteras från de elektroluminiscenta dioderna (25), återsändes till kikarsiktet (1) ed hjälp av en kollimator (14) och en annan trieder, vilken är sammansatt av en tredje platta (22) med parallella ytor samt av nämnda dieder (l8,l9).

4. Arrangemang för inbördes harmonisering av axeln (2) för ett kikarsikte (1), vilket innefattar ett objektiv (3), ett första hårkors (4), samt ett okular (24), med axeln för en termokamera (8), vilken uppvisar flera fält och som innefattar ett infrarött ' objektiv (10), ett system för optisk-mekanisk avsökning, en infraröd-detektor (11) och ett ystem för visualisering av de elektriska signaler, som avges från nämnda detektor (ll), k ä n - n e t e c k n a t av en trerektangelstrieder (16,18,19), som utgöres av en första platta med parallella ytor, vilken är anordnad vid den främre sidan av det-infraröda objektivet (10) och som lutar 45° mot sin axel, samt av en dieder (l8,l9), vilken är anordnad vid den främre sidan av nämnda objektiv (10) i kikaren (1) och vilken innefattar en plan spegel (19) och en andra platta (18) med parallella ytor och med ett filter på dess bakre yta för blockering av strålningen från en kollimator (14) i riktning utåt, varvid diederns (l8,l9) sidokant är vinkelrät mot planet för nämnda första platta med parallella ytor, varjämte nämnda plana spegel och plattor med parallella ytor är fram- ställda av ett material, som är reflekterande för nämnda våglängd utanför det synliga spektret, och det hela bildar en odeformerbar enhet för alla omgivningsbetingade förhållanden.

5. Arrangemang enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av att systemet för visualisering av de elektriska signaler, som avges av detektorn (11), utgöres av en elektronikenhet (12) för behandling av dessa signaler, vilken är ansluten till ett yttre katodstrålerör (13), på vilket målet och den andra detektorn 500 235% 10 visualiseras, eller tlll ett inre katodstràlerör, vars bild återsändes till kikarsiktet (1) med hjälp av en kollimator (14) och en annan trieder, vilken är sammansatt av en tredje platta med parallella ytor och av nämnda dieder (18,l9).

6. Arrangemang enligt krav 4 eller 5, k ä n n e t e c k n a t av att det första hårkorset (4) år ett projicerat hårkors.