WO2013054162A1 - Bildgebendes system - Google Patents

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WO2013054162A1
WO2013054162A1 PCT/IB2012/001393 IB2012001393W WO2013054162A1 WO 2013054162 A1 WO2013054162 A1 WO 2013054162A1 IB 2012001393 W IB2012001393 W IB 2012001393W WO 2013054162 A1 WO2013054162 A1 WO 2013054162A1
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WO
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channel
radiation
optical
laser
optoelectronic
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PCT/IB2012/001393
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Alexander POTEMKIN
Elena Ivanova SMIRNOVA
Original Assignee
Potemkin Alexander
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Publication date
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01C3/02—Details
    • G01C3/06—Use of electric means to obtain final indication
    • G01C3/08—Use of electric radiation detectors
    • G—PHYSICS
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    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
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    • G01S7/483—Details of pulse systems
    • G01S7/486—Receivers
    • G01S7/4861—Circuits for detection, sampling, integration or read-out

Definitions

  • the claimed utility model relates to the field of optoelectronic device manufacturing, namely the rangefinder using a laser beam at any time of the day and can in the visual observation systems of terrestrial transport and marine transport, in the fire extinguishing technique for measuring the fire range, to determine the fire intensity and other technical areas are used.
  • optical systems that either secure the visual shape (direct or TV) or the thermal image and determine the distance between the target and the operator.
  • An optoelectronic two-channel system whose first optoelectronic channel (the narrow field of view channel) has an objective which is designed as a concave mirror with a retroreflector.
  • the second optoelectronic channel (the wide field of view channel) has a lens objective which is inserted in front of the objective of the first optoelectronic module and has a common optical axis with it.
  • the first optoelectronic channel and the second optoelectronic channel have a common photoreceptor matrix (US Patent N2 5161051, 1990).
  • a two-channel opto-electronic system each of which has an objective and a photo-receiving matrix arranged on the optical axis in the focal plane of the objective, the objective of the first optoelectronic channel being formed as a mirror lens channel with the central shield and the second optoelectronic channel is provided before the first and with this has a common optical axis (RU J 2091834, Kl. G02B17 / 08, 1995).
  • the known optoelectronic system makes it possible to simultaneously observe one and the same object in the different spectral ranges by means of different image receivers with the different image scales.
  • the known two-channel optoelectronic system has a high coefficient of central shielding. This not only leads to a significant decrease in the luminous flux passing through this optoelectronic system. but is also associated with the essential energy distribution in the focusing plane, which ultimately worsens the degree of contrast and thus the image quality.
  • the known optoelectronic two-channel system does not allow to measure the object distance in the different spectral ranges, since the channel of a laser rangefinder is missing in the system.
  • a laser rangefinder comprising a transmission module comprising optically coupled lasers and optical transmission system consisting of a telescope and two rotating wedges arranged in the exit of the telescope, a sighting receiving module comprising an objective, a first spectral divider mounted on the is housed at an angle, a device for observing the object image with a sighting mark provided in the focal plane of the lens, and a photo-receiving device optically coupled by means of the first spectral divider with the device for observing the object image, a collimator for the visible light arranged parallel to and rigidly connected to the radiation axis of the laser and optically coupled to the optical transmission system by means of two plane mirrors parallel to each other, each of which is a spectral divider, and a retroreflector, i it is used in the areas of the exit pupil of the transmission module and the entrance pupil of the visor-receiving module, so that the module can be led out of the light beam path (European-Asiatic Patent Jfe 00158
  • the device has many components that need to be tuned to function, but it is difficult to secure.
  • the probability of deviation of the visor module and the receiving module is quite high in the positioning of the rangefinder, since the angular field of the receiving module is usually the units of the angular minutes.
  • the sighting channel which is intended to observe the image of objects and to aim at them, does not guarantee the required image quality under severe weather conditions, especially at twilight, in the night and in the fog.
  • the visualization system comes closest, comprising an entrance opening intended to receive the radiation of the objects and an optical system comprising a visible radiation receiving channel, an infrared radiation channel and a channel of the laser rangefinder egg- ne laser radiation source, a photo-receiver and spectral divider, all channels are optically coupled to each other (WO 99/13355, Kl. G01S 17/02, 18.03.99).
  • the technical result achieved by the pending invention is the production of the visualization system, which makes it possible to measure the object distance as well as to sight at every day and night by the use of the infrared viewer, as well as to simplify the construction.
  • the technical result is in the claimed utility model by the production of the visualization system comprising an entrance opening intended to receive the radiation of the objects and an optical system consisting of a visible ray receiving channel, an infrared radiation channel and a channel of the laser rangefinder a laser radiation source, a photoreceiver and spectral divider, achieved, wherein all channels are optically coupled to each other, which according to the pattern is provided with an optical element made of a material which transmits the radiation in the working range of the photoreceptor, is inserted in the intended for the hermetizing of the system input port, while the receiving channel for the visible radiation and the infrared radiation channel as Optoelectronic multi-channel system are formed, which has at least two channels, which coincide optical axes and are located within the input opening.
  • the design of the visible radiation receiving channel and the infrared radiation channel as the multi-channel opto-electronic system makes it possible to downsize the outer dimensions of the system and to use one and the same objective for the extraction and reception of the laser beam.
  • optical element of zinc selenide or zinc sulfide ensures the wide passband, the low scattering factor, the high mechanical properties, the low price of the optical element.
  • the arrangement of the visible radiation receiving channel in front of the infra-red radiation channel and the collapse of its optical axes provides the opportunity to improve the quality of the image, increase the width of object detection and detection.
  • the arrangement of the optical axis of the laser radiation source, which passes through the optical element, at a distance to the optical axis of the multi-channel optoelectronic system parallel to this allows the laser beam To separate the device with the high intensity, which is directed by the device to the object, and the optoelectronic receiving system.
  • the optical element is designed with the opening intended for the output of the laser radiation.
  • the replacement of the visible radiation receiving channel in the visualization system with the two-channel optoelectronic system ensures the required image quality under severe weather conditions, especially at twilight, night and fog, as well as remote searching of the object of measurement.
  • Fig. 1 is the scheme of the visualization system, wherein the receiving channel for the visible radiation and the infrared radiation channel as a multi-channel optoelectronic system having at least two channels which coincide optical axes and are located within (in the regions of) the input aperture, the visible radiation channel being disposed in front of the infrared radiation channel;
  • Fig. 2 shows the visualization system in which the optical systems of the visible ray receiving channel and the infrared ray channel are superimposed and located on the one optical axis;
  • Fig. 3 is the scheme of the visualization system, in which the optical axis of the laser radiation source at a distance to the optical axis of the multi-channel optoelectronic system and is parallel to this, and the output laser beam also passes through the optical element.
  • the visualization system consists of a housing 1 having an entrance opening 2 intended for the radiation reception of the objects, an optical element 3 arranged in the entrance opening, and an optical system consisting of a visible radiation receiving channel 4, an infrared radiation channel 5 and the channel of a laser rangefinder 6 with a laser radiation source 14, a photoreceiver 7, spectral splitters 8, 9, all channels being optically coupled together.
  • the receiving channel for the visible radiation 4 and the infrared radiation channel 5 are as an optoelectronic multi-channel system with at least formed two channels, which opti- see axes (not shown in the drawings) coincide and are located within the matterssöffhung 2.
  • the channels work simultaneously.
  • the optical element 3 is made of a material which transmits the radiation in the working area of the photoreceptor and is intended for hermetizing the system.
  • the element can be used to correct the spectral composition of the input radiation.
  • zinc selenide or zinc sulfide can be used, which the wide passband, the low scattering coefficient, the high mechanical properties, the low price of the optical element and the secure high weather resistance.
  • the optical element 3 may have the shape of the circle or the parts of the circle, the oval, the rectangle or their combination.
  • Each channel of the multi-channel optoelectronic system has respective focusing devices 10 and 11 and the photoreceivers 12 and 13 necessary for image reception and image transmission to the display (it is possible to use the image interworking device).
  • the Femseh photocell matrix is commonly used, and as the photoreceiver 13 of the infrared Radiation channel 5, for example, the bolometer matrix is used without cooling.
  • any source of the coherent impulse radiation in the range of visible light and infrared light, in the pass band regions of the multi-channel photoelectric system for example, the semiconductor laser, the Nd-YAG solid-state laser or the He-Ne gas laser can be used become.
  • the light splitters may be arranged, which are implemented as a light-splitting plate 8 and / or 9 and housed between the photoreceiver of the channel of the laser rangefinder 7 and the photoreceptor 12 of the visible radiation channel 4.
  • each radiation sensor 7 is used, which is sensitive to the radiation spectrum of the laser.
  • the optical element 3 with the opening 15 is executed, which is responsible for the output of the laser radiation is determined. This achieves the separation of the high-intensity laser radiation, which is directed from the device onto the object, and the optoelectronic receiving system.
  • FIGS. 1 to 3 Three embodiments of the visualization system are possible, to which basic schemes in FIGS. 1 to 3 are disclosed.
  • the claimed visualization system has the following functions (FIG. 1,
  • the luminous flux passes from the object into the entrance opening 2 destined for the reception of the radiation of the objects and into the optical element 3 arranged in the opening, after which the luminous flux is transmitted to the entrance of the optical multi-channel system consisting of the visible radiation channel 4 and the infrared radiation channel 5, and enters the photoreceptor 12 of the visible (optical) channel and the photoreceptor 13 of the infrared radiation channel 5.
  • the optical axes of the photoreceptors 12, 13 are on the one optical axis coincident with the input port 2 of the system, the high image quality of both the thermal image and the visible image and achieves the high selectivity of the visualization system.
  • the output signal is fed to the display (not shown in the diagrams).
  • the sighting (the determination of the direction of the object) is based on the image of the object, which is formed on the display according to the information of the visible channel and heat channel (not shown in the drawing).
  • the laser rangefinder has the following functions:
  • the laser beam of the laser radiation source 14 is directed onto the object by the spectral splitters 8 and / or 9, the optical system of the visible ray channel 4 and the optical element 3.
  • the laser beam reflected from the object enters the input aperture 2 intended for the reception of the radiation and the optical element 3 arranged in this aperture, and thereafter this beam is transmitted to the input of the optical system consisting of the visible radiation receiving channel 4 and Channel of the laser rangefinder exists, and enters the respective photoreceptor 7 and 12th
  • the signals are processed by means of a computer (not shown in the drawing) and the result obtained is recorded and displayed.
  • the output radiation of the laser 14 is directed directly through the aperture 15 in the optical element 3 parallel to the optical axis of the multi-channel optoelectronic system onto the object, which reduces the total scattering of the radiation into the visual elements of the visualization system and minimizes the noise.
  • the stream of laser radiation reflected by the object enters the 2 and then this is processed by the same method described in the previous embodiments ( Figures 1, 2).

Abstract

Bildgebendes System umfassend ein Gehäuse (1), eine für den Empfang der Strahlung der Objekte bestimmte Eingangsöffnung (2) und ein optisches System, bestehend aus einem Empfangskanal für die sichtbare Strahlung (4), einem Infrarot-Strahlungskanal (5) und einem Kanal des Laserentfernungsmessers (6), umfassend eine Laserstrahlungsquelle (14), einen Photoempfänger (7) und Spektralteiler (8, 9), wobei alle Kanäle miteinander optisch gekoppelt sind, und ein optisches Element (3), das aus einem Material hergestellt ist, welches die Strahlung im Arbeitsbereich der Photoempfänger durchlässt und das der für das Hermetisieren des Systems bestimmten Eingangsöffnung (2) eingesetzt ist, wobei der Empfangskanal für die sichtbare Strahlung (4) und der Infrarot-Strahlungskanal (5) als optoelektronisches Mehrkanalsystem ausgebildet sind, das mindestens zwei Kanäle aufweist, deren optische Achsen zusammenfallen und innerhalb der Eingangsöffnung (2) liegen.

Description

BILDGEBENDES SYSTEM
Technisches Gebiet
Das beanspruchte Gebrauchsmuster betrifft das Gebiet des optoelektronischen Gerätebaus, nämlich die Entfernungsmesser unter der Verwendung eines Laserstrahles in jeder Zeit des Tages und kann bei den Sichtbeobachtungssystemen am erdgebundenen Transport und am Schiffstransport, bei der Feuerlöschtechnik zum Messen der Brandherdweite, zur Feststellung der Brandintensität sowie auf anderen technischen Gebieten eingesetzt werden.
Bisheriger Stand der Technik
Es ist erwünscht, das Bild des Zieles bei seinem Erfassen sowie die exakte Entfernung oder den Abstand zwischen dem Objekt und der Bedienungsperson zu haben.
Es gibt optische Systeme, die entweder die visuelle Gestalt (direkte oder TV) oder das Wärmebild sichern sowie die Entfernung zwischen dem Ziel und der Bedienungsperson feststellen.
Bekannt ist ein optoelektronisches Zweikanalsystem, dessen erster optoelektronischer Kanal (der schmale Sichtfeldkanal) ein Objektiv aufweist, das als Konkavspiegel mit einem Retroreflektor ausgeführt.
Der zweite optoelektronische Kanal (der breite Sichtfeldkanal) weist ein Linsenobjektiv auf, das vor dem Objektiv des ersten optoelektronishen Moduls eingesetzt ist und eine mit diesem gemeinsame optische Achse hat. Der erste optoelektronische Kanal und der zweite optoelektronische Kanal verfugen über eine gemeinsame Photoempfangermatrix (US-Patent N2 5161051, 1990).
Bei der Sicherung des Erhalts des Bildes des Objekts der Beobachtung über zwei Kanäle das bekannte optoelektronische System:
-ermöglicht nicht, ein und dasselbe Objekt in den verschiedenen Spektralbereichen mittels verschiedener Bildempfänger mit den verschiedenen Bildmaßstäben gleichzeitig zu beobachten
-ermöglicht nicht, die Zielweite zu messen.
Bekannt ist ein optoelektronisches Zweikanalsystem, jeder der Kanäle von welchem ein Objektiv und eine auf der optischen Achse in der Fokalebene des Objektivs angeordnete Photo-empfangermatrix aufweist, wobei das Objektiv des ersten optoelektronischen Kanals als Spiegellinsenkanal mit der zentralen Abschirmung ausgebildet ist und der zweite optoelektronische Kanal vor dem ersten vorgesehen ist und mit diesem eine gemeinsame optische Achse aufweist (RU j 2091834, Kl. G02B17/08, 1995).
Das bekannte optoelektronische System ermöglicht, ein und dasselbe Objekt in den verschiedenen Spektralbereichen mittels verschiedener Bildempfänger mit den verschiedenen Bildmaßstäben gleichzeitig zu beobachten.
Aber das bekannte optoelektronische Zweikanalsystem besitzt einen hohen Koeffizienten der zentralen Abschirmung. Das fuhrt nicht nur zur wesentlichen Abnahme des Lichtstroms, der durch dieses optoelektronische System hindurch- geht, sondern auch mit der wesentlichen Energieverteilung in der Fokussierungs- ebene verbunden ist, was letzten Endes den Kontrastgrad und somit die Bildgüte verschlechtert.
Das bekannte optoelektronische Zweikanalsystem ermöglicht nicht, die Objektweite in den verschiedenen Spektralbereichen zu messen, da im System der Kanal eines Laserentfernungsmessers fehlt.
Bekannt ist ein Laserentfernungsmesser, enthaltend einen Übertragungsmodul, umfassend optisch gekoppelte Laser und optisches Übertragungssystem, bestehend aus einem Teleskop und zwei rotierenden Keilen, die im Ausgang des Teleskops angeordnet sind, einen Visier-Empfangsmodul, umfassend ein Objektiv, einen ersten Spektralteiler, der auf der optischen Objektivachse unter einem Winkel untergebracht ist, eine Vorrichtung zur Beobachtung des Objektbildes mit einer in der Fokalebene des Objektivs vorgesehenen Visiermarke, und eine Photoempfangsvorrichtung, die mittels des ersten Spektralteilers mit der Vorrichtung zur Beobachtung des Objektbildes optisch gekoppelt ist, einen Kollimator für das sichtbare Lichte, der zur Strahlungsachse des Lasers parallel angeordnet und mit diesem starr verbunden und mit dem optischen Übertragungssystem mittels zweier zueinander paralleler ebener Spiegel optisch gekoppelt ist, von denen jeder als Spektralteiler ausgebildet ist, und einen Retroreflektor, der in den Bereichen der Austrittspupille des Übertragungsmoduls und der Eintrittspupille des Visier-Empfangsmoduls eingesetzt ist, so daß die Modul aus dem Lichtstrahlengang herausgeführt werden können (europäisch-asiatisches Patent Jfe 001581, Kl. G01C3/08, 2001). Der bekannte Laserentfernungs- messer bietet die Möglichkeit, die Parallelität der Achsen des Übertragungskanals und des Visierkanals operativ zu überwachen.
Aber sein Nachteil besteht im Folgenden:
-die Kompliziertheit der Konstruktion, d.h. die Vorrichtung weist viele Bauelemente auf, denen Funktion abgestimmt werden muß, aber es ist schwer, das zu sichern.
-die niedrige Genauigkeit des Messens der Zielweite wegen der Unmöglichkeit der operativen Überwachung der Parallelität der Achsen und der Ausrichtung des Visiermoduls und des Empfangsmoduls. Die Wahrscheinlichkeit der Abweichung des Visiermoduls und des Empfangsmoduls ist bei der Aufstellung des Entfernungsmessers ziemlich hoch, da das Winkelfeld des Empfangsmoduls üblich die Einheiten der Winkelminuten beträgt.
-Der Visierkanal, der für die Beobachtung des Bildes der Objekte und zum Visieren an ihnen bestimmt ist, sichert die erforderliche Bildgüte unter schweren Wetterverhältnissen insbe-sondere in der Dämmerung, der Nacht und im Nebel nicht.
Nach dem technischen Grundgehalt kommt der beanspruchten Lösung kommt das Sichtbarmachungssystem am nächsten, umfassend eine für den Empfang der Strahlung der Objekte bestimmte Eingangsöffnung und ein optisches System, bestehend aus einem Empfangskanal für die sichtbare Strahlung, einem Infrarot-Strahlungskanal und einem Kanal des Laserentfernungsmessers, umfassend ei- ne Laserstrahlungsquelle, einen Photo- empfanger und Spektralteiler, wobei alle Kanäle miteinander optisch gekoppelt sind (WO 99/13355, Kl. G01S 17/02, 18.03.99).
Die Nachteile des bekannten Systems bestehen in:
-dem Vorhandensein vieler Spektralteiler, die den gemeinsamen Lichtstrom mindern, der auf jeden Photoempfänger gelenkt wird,
-der Kompliziertheit der Konstruktion,
-dem Fehlen eines speziellen optischen Elements, das im Gesamtarbeitsbereich des Geräts transparent ist und in der Eingangsöffhung (der Blende) angeordnet ist, gegen die Einwirkung des Umgebungsmediums (der Atmosphäre) schützt.
Offenbarung des Erfindungskerns
Das technische Ergebnis, das durch die angemeldete Erfindung erreicht wird, besteht in der Herstellung des Sichtbarmachungssystems, das ermöglicht, die Objektweite zu messen sowie zu jeder Tages- und Nachstunde durch den Einsatz des Infrarot-Sichtgeräts zu visieren, sowie die Konstruktion zu vereinfachen.
Das technische Ergebnis wird bei dem beanspruchten Gebrauchsmuster durch die Herstellung des Sichtbarmachungssystems, umfassend eine für den Empfang der Strahlung der Objekte bestimmte Eingangsöffhung und ein optisches System, bestehend aus einem Empfangskanal für die sichtbare Strahlung, einem Infrarot-Strahlungskanal und einem Kanal des Laserentfernungsmessers, umfassend eine Laserstrahlungsquelle, einen Photoempfänger und Spektralteiler, erreicht, wobei alle Kanäle miteinander optisch gekoppelt sind, welches gemäß dem Gebrauchs- muster mit einem optischen Element versehen ist, das aus einem Material hergestellt, welches die Strahlung im Arbeitsbereich der Photoempfanger durch- lässt, in der für das Hermetisieren des Systems bestimmte Eingangsöffnung eingesetzt ist, während der Empfangskanal für die sichtbare Strahlung und der Infrarot- Strahlungskanal als optoelektronisches Mehrkanalsystem ausgebildet sind, das mindestens zwei Kanäle aufweist, denen optische Achsen zusammenfallen und sich innerhalb der Eingangsöffhung befinden.
Die Ausführung des Empfangskanals für die sichtbare Strahlung und des Infrarot- Strahlungskanals als optoelektronisches Mehrkanalsystem ermöglicht, Außenabmessungen des Systems zu verkleinern und ein und dasselbe Objektiv für das Herausführen und den Empfang des Laserstrahls zu verwenden.
Die Herstellung des optischen Elements aus Zinkselenid bzw. Zinksulfid sichert den weiten Durchlaßbereich, den niedrigen Streufaktor, die hohen mechanischen Eigenschaften, den niedrigen Preis des optischen Elements.
Die Anordnung des Empfangskanals für die sichtbare Strahlung vor dem Infrarot-Strahlungskanal und das Zusammenfallen ihrer optischen Achsen bietet die Möglichkeit, die Bidgüte zu verbessern, die Weite der Objektentdeckung- und Erkennung zu vergrößern.
Die Anordnung der optischen Achse der Laserstrahlungsquelle, die durch das optische Element hindurchgeht, in einem Abstand bis optische Achse des optoelektronischen Mehrkanalsystems parallel zu dieser ermöglicht die Laserstrah- lung des Geräts mit der hohen Intensität, die vom Gerät auf das Objekt gelenkt wird, und des optoelektronisches Empfangssystems zu trennen.
Zur größeren Wirkungsweite des Entfernungsmessers und zur höheren Genauigkeit des Visierens ist das optische Element mit der für den Ausgang der Laserstrahlung bestimmten Öffnung ausgeführt.
Der Ersatz des Empfangskanals für die sichtbare Strahlung beim Sichtbarmachungssystem durch das optoelektronisches Zweikanalsystem sichert die erforderliche Bildgüte unter den schweren Wetterverhältnissen insbesondere in der Dämmerung, der Nacht und im Nebel, sowie die Fernsuche des Objekts des Messens.
Die geführten Patentrecherchen ergaben, daß die technische Lösungen mit der genannten Gesamtheit der wesentlichen Merkmale bei den ähnlichen Sichtbarmachungssystemen nicht bekannt sind, d.h. die beanspruchte Lösung stimmt mit der Voraussetzung„ Neuheit„ überein.
Wir sind der Auffassung, daß die in den Anmeldungsunterlagen hinreichend sind, um die Erfindung zu verwirklichen.
Offenbarung der graphischen Unterlagen
Der Kern des beanspruchten Sichtbarmachungssystems wird an Hand der nächsten Beschreibung und der Zeichnungen erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 das Schema des Sichtbarmachungssystems, bei dem der Empfangskanal für die sichtbare Strahlung und der Infrarot-Strahlungskanal als optoelektronisches Mehrkanalsystem ausgeführt sind, das zumindest zwei Kanäle aufweist, denen optische Achsen zusammenfallen und sich innerhalb (in den Bereichen) der Eingangsöffhung befinden, wobei der Kanal für die sichtbare Strahlung vor dem Infrarot-Strahlungskanal angeordnet ist;
Fig. 2 das Sichtbarmachungssystem, bei dem die optischen Systeme des Empfangskanals für die sichtbare Strahlung und des Infrarot-Strahlungskanals übereinandergelagert sind und sich auf der einen optischen Achse befinden;
Fig. 3 das Schema des Sichtbarmachungssystems, bei dem die optische Achse der Laser-strahlungsquelle in einem Abstand bis optische Achse des optoelektronischen Mehrkanalsystems und parallel zu dieser liegt, und der Ausgangslaserstrahl auch durch das optische Element hindurchgeht.
Die beste Ausführungsform des beanspruchten Sichtbarmachungssystems.
Wir betrachten die Ausfuhrungsform nach der Fig. 1.
Das Sichtbarmachungssystem besteht aus einem Gehäuse 1 mit einer für den Strahlungsempfang der Objekte bestimmten Eingangsöffhung 2, einem optischen Element 3, das in der Eingangsöffhung angeordnet ist, und einem optischen System, bestehend aus einem Empfangskanals für die sichtbare Strahlung 4, einem Infrarot- Strahlungskanal 5 und dem Kanal eines Laserentfernungsmessers 6 mit einer Laserstrahlungsquelle 14, einem Photoempfänger 7, Spektralteilern 8, 9, wobei alle Kanäle miteinander optisch gekoppelt sind.
Der Empfangskanal für die sichtbare Strahlung 4 und der Infrarot- Strahlungskanal 5 sind als optoelektronisches Mehrkanalsystem mit zumindest zwei Kanälen ausgebildet, denen opti- sehe Achsen (in den Zeichnungen nicht gezeigt) zusammenfallen und sich innerhalb der Eingangsöffhung 2 befinden. Dabei funktionieren die Kanäle gleichzeitig.
Das optische Element 3 ist einem Material hergestellt, das im Arbeitsbereich der Photoempfanger die Strahlung durchlässt und für das Hermetisieren des Systems bestimmt ist. Das Element kann für die Korrektur der spektralen Zusammensetzung der Eingangsstrahlung verwendet werden.
Als Material, das im Arbeitsbereich der Photoempfänger des Komplexes je nach den verfahrenstechnischen Möglichkeiten die Strahlung durchlässt, kann zum Beispiel Zinkselenid oder Zinksulfid verwendet werden, welche den weiten Durchlaßbereich, den niedrigen Streukoeffizienten, die hohen mechanischen Eigenschaften, den niedrigen Preis des optischen Elements sowie die hohe Wetterbeständigkeit sichern.
Je nach den technischen Aufgaben und den verfahrenstechnischen Möglichkeiten kann das optische Element 3 die Form des Kreises oder der Teile des Kreises, des Ovals, des Rechtecks oder ihrer Kombination aufweisen.
Jeder Kanal des optoelektronisches Mehrkanalsystems weist jeweilige Fo- kussierein-richtung 10 und 1 1 und die Photoempfänger 12 und 13 auf, die für den Bildempfang und die Bildübertragung auf das Display notwendig sind (es ist möglich, die Einrichtung zur Bildzwischenverar-beitungseinrichtung zu verwenden).
Als Photoempfanger 12 des sichtbaren (optischen) Kanals 4 wird üblich die Femseh-Photozellenmatrix verwendet, und als Photoempfanger 13 des Infrarot- Strahlungskanals 5 wird zum Beispiel die Bolometermatrix ohne Abkühlung verwendet.
Als Laserstrahlungsquelle 14 kann jede Quelle der kohärenten Impulsstrahlung im Bereich des sichtbaren Lichtes und des Infrarot-Lichtes, in den Bereichen des Durchlaßbandes des optoelektronischen Mehrkanalsystems, zum Beispiel der Halbleiterlaser, der Nd-YAG-Fest-körperlaser oder der He-Ne-Gaslaser verwendet werden.
Im Kanal des Laserentfernungsmessers können die Lichtteiler angeordnet werden, die als Lichtteilungsplatte 8 und/oder 9 ausgeführt und zwischen dem Photoempfänger des Kanals des Laserentfernungsmessers 7 und dem Photoempfänger 12 des Kanals für die sichtbare Strahlung 4 untergebracht sind.
Im Falle daß der Laserstrahl zur optischen Achse des optoelektronischen Mehrkanalsystems (Fig. 3) parallel ist, wird nur die eine Lichtteilungsplatte 8 verwendet.
Fällt der Strahl der Laserstrahlungsquelle 14 mit dem optischen Achse des optoelektro-nischen Mehrkanalsystems (Fig. 2) zusammen, werden zwei Lichtteilungsplatten 8 und 9 verwendet, da der Ausgangsstrahl mit der optischen Hauptachse des Sichtbarmachungssystems zu vereinen.
Als Empfanger der Laserstrahlung des Kanals 6 wird jeder Strahlungsfühler 7 eingesetzt, der gegen das Strahlungsspektrum des Lasers empfindlich.
Wenn die Konstruktion nach der Fig. 3 verwendet wird, wird das optische Element 3 mit der Öffnung 15 ausgeführt, die für den Ausgang der Laserstrahlung bestimmt ist. Dadurch wird die Tren- nung der hochintensiven Laserstrahlung, die aus dem Gerät auf das Objekt gelenkt wird, und des optoelektronisches Empfangssystems erreicht.
Je nach den verfahrenstechnischen Aufgaben und Möglichkeiten der Produktion sind drei Ausfuhrungsformen des Sichtbarmachungssystems möglich, denen prinzipielle Schemata in den Fig. 1 bis 3 offenbart sind.
Das beanspruchte Sichtbarmachungssystem hat folgende Funktionen (Fig. 1,
2):
Der Lichtstrom gelangt von dem Objekt aus in die für den Empfang der Strahlung der Objekte bestimmte Eingangsöffnung 2 und ins in der Öffnung angeordnete optische Element 3, danach wird der Lichtstrom in den Eingang des optischen Mehrkanalsystems übertragen, das aus dem Kanal für die sichtbare Strahlung 4 und dem Infrarotstrahlungskanal 5 besteht, und gelangt in den Photoempfanger 12 des sichtbaren (optischen) Kanals und den Photoempfanger 13 des Infrarotstrahlungskanals 5.
Da die Richtung des sichtbaren Stroms und des Wärmestroms gleich ist, und die optischen Achsen der Photoempfanger 12, 13 auf der einen optischen Achse liegen, die mit der Eingangsöffiiung 2 des Systems zusammenfällt, wird die hohe Bildgüte sowohl des Wärmebildes als auch des sichtbaren Bildes und die hohe Selektivität des Sichtbarmachungssystems erreicht.
Nach der Signalverarbeitung mittels jeweiliger Schaltungen wird das Ausgangssignal auf das Display geführt (in den Schemata nicht gezeigt). Das Anvisieren (die Bestimmung der Richtung auf das Objekt) erfolgt nach dem Bild des Objekts, das nach den Angaben des sichtbaren Kanals und Wärmekanals auf dem Display formiert ist (in der Zeichnung nicht gezeigt).
Der Laserentfernungsmesser hat folgende Funktionen:
Der Laserstrahl der Laserstrahlungsquelle 14 wird durch die Spektralteiler 8 und/oder 9, das optische System des Kanals für die sichtbare Strahlung 4 und das optische Element 3 auf das Objekt gelenkt.
Der vom Objekt reflektierte Laserstrahl gelangt in die für den Empfang der Strahlung bestimmte Eingangsöff ung 2 und ins in dieser Öffnung angeordnete optische Element 3 und danach wird dieser Strahl in den Eingang des optischen Systems übertragen, das aus dem Empfangskanal für die sichtbare Strahlung 4 und dem Kanal des Laserentfernungsmessers besteht, und gelangt in die jeweiligen Photoempfänger 7 und 12.
Nachher werden die Signale mittels eines Rechners (in der Zeichnung nicht gezeigt) verarbeitet, und das erhaltene Resultat wird erfasst und am Display angezeigt.
Bei der Ausführung des optischen Elements 3 gemäß dem Schema (Fig. 3) wird die Ausgangsstrahlung des Lasers 14 direkt durch die Öffnung 15 im optischen Element 3 parallel zur optischen Achse des optoelektronischen Mehrkanalsystems auf das Objekt gelenkt, was die gesamte Streuung der Strahlung in den optischen Elementen des Sichtbarmachungssystems mindert und die Geräusche herabsetzt. Der vom Objekt reflektierte Strom der Laserstrahlung gelangt in die Ein- gangsöffnung 2 und danach wird dieser nach dem gleichen Verfahren verarbeitet, das in den vorherigen Ausfuhrungsformen beschrieben ist (Fig. 1, 2).
Die Tag und Nacht durchgeführten Prüfungen ergaben, daß das beanspruchte Sichtbarmachungssystem ermöglicht, die Objekte zu beobachten und die Objektentfernungen innerhalb der Schranken von 2,5 km zu messen.

Claims

Patentansprüche
1. Sichtbarmachungssystem, umfassend ein Gehäuse (1), eine für den Empfang der Strahlung der Objekte bestimmte Eingangsöffhung (2), und ein optisches System, bestehend aus einem Empfangskanal für die sichtbare Strahlung (4), einem Infrarot-Strahlungskanal (5) und einem Kanal des Laserentfernungsmessers (6), umfassend eine Laserstrahlungsquelle (14), einen Photoemp fanger (7) und Spektralteiler (8, 9), wobei alle Kanäle miteinander optisch gekoppelt sind, gekennzeichnet durch ein optische Element (3), das aus einem Material hergestellt, welches die Strahlung im Arbeitsbereich der Photoempfänger durchlässt, in der für das Hermetisieren des Systems bestimmte Eingangsöffnung (2) eingesetzt ist, während der Empfangskanal für die sichtbare Strahlung (4) und der Infrarot- Strahlungskanal (5) als optoelektronisches Mehrkanalsystem ausgebildet sind, das mindestens zwei Kanäle aufweist, denen optische Achsen zusammenfallen und innerhalb der Eingangsöffhung (2) liegen.
2. Sichtbarmachungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Element (3) aus Zinkselenid bzw. Zinksulfid hergestellt ist.
3. Sichtbarmachungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfangskanal für die sichtbare Strahlung (4) vor dem Infrarot- Strahlungskanal (5) angeordnet ist, und ihre optischen Achsen zusammenfallen.
4. Sichtbarmachungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Achse der Laserstrahlungsquelle (14) in einem Abstand bis optische Achse des optoelektro-nischen Mehrka- nalsystems und parallel zu dieser angeordnet ist und durch das optische Element (3) hindurchgeht.
5. Sichtbarmachungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Element (3) mit einer für den Ausgang der Laserstrahlung bestimmten Öffnung (15) ausgeführt ist.
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