DE2037583C3 - Fernrohr für ein optisches Ortungsgerät mit dichroitischem Filter - Google Patents

Description

ricea die Lochblende zwischen Sekundär, eflektor Photonenvervielfacher durch die Lochblende des f bus und die zentrale öffnung im Sekundärreflek-^T h ndu?ch beobachten. Nach der Justierung wird ^t0· il bekannten Fernrohr das Prisma entfernt und T Α in der Blende, an dem da, Prisma ange-"a ? verschlossen. Eine Bedeutung für den ^reflektierten Lichtes hat die, Anord-

lig ungeeignet ist. Darüber hinaus bietet das erfindungsgemäße Fernrohr den Vorteil, daß bei einer verhältnismäßig kurzen Baulänge des Fcmiohrsune verhältnismäßig große Brennweite erzie ■ J"«ⁿ ! ann, was dazu führt, daß das Fernrohr t οU^ verhältnismäßig kurzen Baulänge emc: rel. Zielgenauigkeit hat. Außerdem ^fjf

zu-

optischer Achse angeordnet. Seit- meliinse großer Brennweite «

^n^Z^aStda^_P;S"H-:- SeT^nTÄ^f^ Betrachten des reflektiert Lichtes. linse angeordnet sein mußten urri daher

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Der Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde, ein fen Orumgsge a das mXjo _Qerät

Fernrohr der eingangs bcschnebencn Art zu schaf- 'R-^Str^lung J^^ciWt^ _{hrs ein Infraro}tde-

L das sich für die Verarbeitung von sichtbarem 30 an einem der Ausgangeo^ Fernrohrs eine

LTcht und von Infrarotlicht gleich gut eignet, und das tektor und am anderen Aj^ ^ _{Licht a eord}.

«gestattet, bei verhältnismäßig kurzer Baulänge Empfang«!^^^^ϊ^η ein den Sende-

eine verhältnismäßig große Brennweite zu cmeleji. net j nMW de. Einttrt™ J _{UcMes erzcu}

D1.-.SC Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch slral1 bi d«der, impu^ _{u scin Endhch}

_LsUeransp

_1ιβη von Maßnahmen Geder Technik der optischen ^_η^ _{sind< so} daß für die Gegenansprüche nur in Verbindung mit des^auptanspruchs Schutz begehrt

_foi_genden an Hand der

reflektor reflektierten Strahl auf dessen zentrale « ;-nunu richtet, welche den Auseang des Fernrohrs fur 3ic 'erste Strahlungskomponente darstellt und der einen zentralen Durchlaß mit einem dahinter an-

Ablenkglied zum Reflekt.eren der den ₄₅ üerate

weist das dichroitisch Filter im Gang des vom Se- w.rd

so

£4,« iM und de, «üicte Ausgang als Au^n₈ Fernrohr ^ Ch de BΛ »«^

für die zweite Sn ahlungskomponente dient. r ' 8- ^L *·■ "^" , " . ^e

Infolge der bei dem erfindungsgemäßen Fernrohr ₅₅ Fernrohr nach ^ B- ; perspektivische Ansicht

ausschließlich verwendeten Spiegelopt.k eignet s.ch ^_is ³ _ch ^e^^e _E1™_edesFern^

das erfindungsgemäße Fernrohr besonders gut^uch %°?^™Ζ^_ΜΜ eines optischen Or-^VS^^^teÄ ^er Erfindung.

^durchdn

: rd", nur'in sehr beschränktem Umfang Infrarotlicht passieren lassen, und Material, das fur die Ver-

^Von Strahlung einßerie!,-pernrohrtubus 12 weist an einem

im Labor benutzt werden, in den meisten Fallen vol-

2 037

Eine zweite Ausgangsöffnung 20 ist am anderen das reflektierte kohärente Licht als auch die Infrarot-Ende des Tubus vorgesehen und durchdringt einen strahlung umfaßt, wird aus dem Blickfeld von dem das Objektiv bildenden Primärreflektor 22. An die- Abtastspiegel 70 in den ringförmigen Raum 72 abgesem Ende des Tubus 10 ist ein Flansch 24 ange- lenkt. Der Strahl wird von dem Primärreflektor 22 bracht. An dem Flansch 24 ist ein gelochtes Endteil :· auf die Fläche des Sekundärreflcktors 40 reflektiert. 26 befestigt. Das Endteil 26 weist einen abgesetzten Der Sekundarreflektor 40 richtet seinerseits den äußeren Abschnitt 28 auf, der eine Lippe 28 bildet, Strahl auf das dichroitische Filter 36. Die Infraroldie mit dem Flansch 24 in Eingriff steht. Mit der komponente des Strahles wird von dem Filier durchÖffnung des Endiclles 26 ist ein konischer Rohrab- gelassen und verläßt das Fernrohr i0 durch die Öffschnitt 30 verbunden, der sich nach innen in den Tu- io nung 20 im Primärreflektor 22 und wird von einem bus erstreckt. IR-Abtastspiegel 74 der Weiterverarbeitung dicnen-

Der Primärreflektor 22 ist rnii seiner Öffnung 20 den Geräten zugeführt.

über den Rohrabschnitt 30 geschoben und zwischen Die von dem kohärenten Licht gebildete Kompo-

dem konischen Rohrabschnitt 30 und der Innen- nente des Strahles wird dagegen von dem dichroiti-

fläche 32 des Tubus 12 gehalten. Ein den Rohrab- i;, sehen Filter 36 durch den Durchlaß 42 in dem Se-

schnitt 30 umgebendes Halteband 34 dient dazu, den kundärreflektor 40 auf die äußere versilberte Fläche

Reflektor 22 in seiner Stellung zu sichern. Die innere 56 des Primi« 54 reflekiicrt. Die Fläche 56 ist so

Endfläche des Rohrabschnittes ist ausgespart und angeordnet, daß der empfangene Strahl kohärenten

bildet einen Sitz für ein selektives Filter 36. Das FiI- Lichtes durch die erste Strahlungs-Austrittsöffnung

ter 36 ist selektiv für eine Strahlungsform durchlässig ao 18 auf einen Spiegel 76 gerichtet wird, der den Strahl

und reflektiert die andere. Geeignete Filter Vönnen auf ein lichtempfindliches Element oder eine andere

mit einer dichroitischen Beschichtung 38 ver.shen geeignete Anordnung lenkt,

sein. Fig.4 veranschaulicht ein Entfernungsmcßsystem,

Ein Sekundarreflektor 40, der mit einem Durchlaß das von einem Mchrzweck-Fernrohr nach der Erfin-

42 versehen ist, ist am hinteren Ende eines internen, 25 dung Gebrauch macht. Das Entfernungsmeßsystem

koaxial angeordneten Tubus 44 befestigt. Ein nach umfaßt ein Fernrohr 10, das eine öffnung 14 zum

innen gerichteter Bund 45 nahe dem hinteren Ende Aussenden des Strahlen eines optischen Senders und

des inneren Tubus 44 bildet einen Anschlag fm den in einem koaxialen, ringförmigen Bereich zum Emp-

Sekundärreflektor 40. Der innere Reflektortubus 44 fang von Strahlung dient. Der empfangene Strahl, in

ist mit Hilfe einer Anzahl dünner Rippen 46 zentral 30 dem eine IR-Stranlung und die kohärente Strahlung

im äußeren Tubus 12 gehalten, die an der Innenseite des optischen Senders gemischt sind, wird in dem

32 des Tubus 12 befestigt sind. Die Rippen enden in Fernrohr zerlegt Die IR-Komponente tritt aus dem

Hohlzvlindern 48, die 1r.i1 Augen 50 flüchten, die von Fernrohr durch eine erste axiale öffnung 20 au>- wf>-

dem inneren Tubus 44 abstehen. Durch Einfügen gegen die kohäic-nte Stsahlung eine zweite, seitliche

von Stiften 52 in die Augen und die Hohlzylinder 48 35 Austrittsöffnung 18 verläßt. Eine weitere seitliche

wird der innere Tubus 44 in dem äußeren Tubus 12 Öffnung 16 ist für den Eintritt des kohärenten Lich-

befestigt. les des optischen Senders vorgesehen.

Der innere Tubus 44 enthält weiterhin ein Prisma Das System umfaßt weiterhin einen IR-Detektor

54, dessen reflektierende Fläche 56 hinter dem HO, einen optischen Sender 62, eine Impulsquelle

Durchlaß 42 des Sekundarreflektors 40 angeordnet 40 114, einen Empfanger 116 für das kohärente Licht

ist. Das vordere Ende des Prismas kann von einem und einen Digitakahkr 118. Der Q-Schalter des op-

Führungsring 58 umgeben sein. Der innere Tubus 44 tischen Senders 62 ist mit dem Auslöseschalter des

weist weiterhin eine öffnung 57 auf, die der öffnung Digitalzählers 118 verbunden, wogegen der Abstell-

16 gegenübersteht, und weiterhin eine der Öffnung schalter des Zählers 118 mit dem Empfänger 116 für

18 gegenüberstehende Öffnung 59. Das vordere Ende 45 das kohärente Licht verbunden ist.

des inneren Tubus 44 ist kegelig aufgeweitet und Das Fernrohr enthält einen als Objektiv dienenden

nimmt eine Sammellinse 60 auf. Primärspiegel 22 mit einer zentralen öffnung, ein

Wie aus F i g. 3 ersichtlich, bilden das Prisma 54 dichroitisches Filter 36, einen mit einem DurchlaO

und die Sammellinse 60 ein Sendefernrohr. Eine versehenen Sekundärspiegel 40, ein reflektierende«

Lichtquelle, wie beispielsweise ein optischer Sender 5° Prisma 54 und eine Sammellinse 60. Die letzten dre

62, sendet einen Lichtstrahl 62 aus, der von einer Elemente sind in einem Tubus 44 angeordnet, das in

Linse 66 verbreitert und von einem Prisma 68 durch nerhalb des Fernrohres 10 mit Hilfe von Rippen 4(

die Eintrittsöffnung 16 auf eine versilberte Refle- gehalten ist.

xionsfläche des Prismas 54 geworfen wird. Der Wenn das von dem verfolgten Objekt herrührend!

Strahl 64 wird von der Sammellinse 60 parallelisiert 55 Ausgangssignal des IR-Detektors seinen Maximal

und kann mit Hilfe eines zur Abtastung des Blickfei- wert hat, ist das Fernrohr richtig auf das Ziel gerich

des dienenden Spiegels 70 in die gewünschte Rieh- tet. Dann wird die ImpulsqueHe und mit ihr de

tung projiziert werden. Das Sendefernrohr fügt sich Q-Schalter ausgelöst, der den optischen Sender 6:

kompakt in den zentralen Raum ein, der von den üb- zur Abgabe eines Riesenimpulses veranlaßt und zu

rigen Elementen des optischen Systems, das eine Cas- 60 gleich den Digitalzähler 118 einschaltet. Das Echo

segrain-Anordnung bildet, nicht verwendet wird. Der signal des optischen Senders beendet beim Empfan

ringförmige Raum 72 der Einfallsöffnung wird dann durch den Empfänger 116 für das kohärente Licti

dazu benutzt, zwei verschiedene Strahlungsarten von die Zählung. Das Ergebnis ist ein Zählerstand, de

einem Objekt zu empfangen, wie beispielsweise den unmittelbar in Entfernungseinheiten geeicht werde

reflektierten Strahl kohärenten Lichtes des optischen 65 kann.

Senders und Infrarotstrahlung, die von einem Ziel, Das erfindungsgemäße Fernrohr kann auch i

dessen Entfernung gemessen werden soll, ausgeht. Überwachungsgeräten, Feuerleitgeräten, Bomber

Der von dem Objekt ausgehende Strahl, der sowohl wurfgeräten u. dgl. Anwendung finden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 2 8 Fernrohr nach einem der vorhergehenden Patentansprüche: Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwen-

1. Fernrohr für ein optisches Ortungsgerät mit dung in einem solchen optischen Ortungsgerät, einem Gehäuse mit einer einzigen Einfallöffnung bei dem an einem (20) der Ausgange des Fcrnzum Empfang eines zwei Strahlungskomponenten 5 rohrs (10) ein Infrarotdetektor (110) und am anverschiedener Frequenzbereiche enthaltenden deren Ausgang (18) des Fcrnvohrs eine Emp-Strahles, mit einem dichroitischen Filter zur fangseinrichtung (116) für kohärentes Licht anTrennung der beiden Strahlungskomponenten geordnet sind und bei dem mit der Eintnttsoffdurch Hindurchlassen der ersten und Reflektie- nung (14) ein den Sendestrahl bildender, Impulse ren der zweiten Komponente, die voneinander io kohärenten Lichtes erzeugender optischer Sender getrennten Ausgängen des Fernrohrs zugeführt (62) gekoppelt und an den optischen Sender und werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinrichtung (116) eine für die Entbei Verwendung eines Cassegrain-Systems an fernung eines Objektes charakteristische Signale sich bekannter Art mit einem ringförmigen kcn- erzeugende Schaltungsanordnung (118) angekaven Primärreflektor (22), dessen Spiegelfläche 15 schlossen ist.

auf die Einfallsöffnung (14) gerichtet ist, mit

einem zwischen dem Primärreflektor und der

Einfallsöffnung angeordneten Sekundärreflektor Die Erfindung bezieht sich auf ein Fernrohr für

(40), der den vom Primärreflektor reflektierten ein optisches Ortungsgerät mit einem Gehäuse mit

Strahl auf dessen zentrale Öffnung (20) richtet, 20 einer einzigen Einfallöffnung zum Empfang eines

welche den Ausgang des Fernrohrs (10) für die zwei Strahlungskomponenten verschiedener Fre-

erste Strahlungskomponente darstellt, und der quenzbereiche enthaltenden Strahles, mit einem di-

einen zentralen Durchlaß (42) mit einem dahinter chroiüschenFilterzurTrennungderbeidenStrahlungs-

angeordneten Ablenkglied (54) zum Reflektieren komponenten durch Hindurchlassen der ersten und

der den Durchlaß passierenden Strahlungskom- 25 Reflektieren der zweiten Komponente, die voneinan-

ponente auf einen hierfür bestimmten seitlichen der getrennten Ausgängen des Fernrohres zugeführt

Ausgang (18) aufweist, das dichroitische Filter werden.

(36) im Gang des vom Sekundärreflektor (40) κ Aus der französischen Patentschrift 1 486 753 ist flektierten Strahles derart angeordnet ist, daß die eine Anordnung zur Entfernungsmessung bekannt, vom dichroitischen Filter (36) reflektierte zweite 30 bei der ein zur Entfernungsmessung dienender Laser-Strahlungskomponente durch den Durchlaß (42) strahl ausgesendet wird und das vom Ziel reflektierte des Sekundärreflektors (40) hindurch auf das Laserlicht sowie anderes vom Ziel stammendes sicht-Ablenkglied (54) gerichtet ist und der seitliche bares Licht durch eine Einfallöffnung empfangen Ausgang (18) als Ausgang für die zweite Strah- wird. Zur empfangsseitigen Trennung des Laserlichlungskomponcnte dient. 35 tes, das für die Entfernungsmessung benötigt wird.

2. Fernrohr nach Anspruch 1. dadurch ge- von dem anderen Licht, das der Zielbeobachtung kennzeichnet, daß koaxial im Gehäuse (12, 26) dient, ist ein dichroitischer Spiegel vorgesehen. Im optische Mittel (54, 60) angeordnet sind, die übrigen wird für den Empfang des Laserlichtes um! einen von einer der beiden Strahlungskomponcn- des anderen vom Ziel stammenden Lichtes eine Listen· gebildeten Sendestrahl durch di Einfallsöff- 40 senoptik verwendet. Die bekannte Anordnung hat nung (14) lenken. den Nachteil, daß sie sich für die Verarbeitung von

3. Fernrohr nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Infrarotlicht nicht so gut eignet wie für die Verarbeizeichnet, daß das Gehäuse (12, 26) einen zvlin- tung von sichtbarem Licht und daher in ihren Andrischen äußeren Tubus (12) umfaßt, der als seit- Wendungsmöglichkeiten begrenzt ist. Außerdem ist es liehen Ausgang (18) eine seitliche Öffnung auf- 45 mit dor bekannten Anordnung nicht möglich, eine weist. verhältnismäßig lange Brennweite des Fen;rohrs bei

4. Fernrohr nach Anspruch 3, dadurch gekenn- verhältnismäßig kurzer Baulänge zu erreichen,
zeichnet, daß in dem äußeren Tubus (12) koaxial Es ist weiterhin aus der USA.-Patentschrift ein innerer Tubus (44) angeordnet ist, in dem der 2 953 05° ein Fernrohr für ein optisches Ortungsge-Sekundärreflektor (40) und das Ablenkglied (54) 50 rät bekannt, das ein Cassegrain-System zum Empgehalten sind. fang des von einem Ziel reflektierten Lichtes auf-

5 Fernrohr nach Anspruch 2, 3 und 4, dadurch weist. Dieses Cassegrain-System umfaßt einen ringgekennzeichnet, daß von dem inneren Tubus (44) förmigen konkaven Primärreflektor, dessen Spiegeleine Sammellinse (60) fuV den Sendestrahl gehal- fläche auf die Einfallsöffnung gerichtet ist, und einen ten wird, die sich zwischen dem Ablenkglied (54) 55 zwischen dem Primärreflektor und der Einfallöff- und der Einfallsöffnung (14) befindet. nung angeordneten Sekundärreflektor, der den vom

6. Fernrohr nach einem der Ansprüche 3 bis 5, Primärreflektor reflektierten Strahl auf dessen zendadurch geV^nnzeichnct, daß d... ringförmige Pri- trale Öffnung richtet, in der ein Photonenvervielfamärreflektor (22) an dem der Einfallsöffnung eher als Empfangseinrichtung für das reflektierte (14) entgegengesetzten Ende des äußeren Tubus 60 Licht vorgesehen ist. !rn Bereich zwischen dem Se-(12) angebracht ist. kundärreflektor und dem Photonenvervielfacher be-

7. Fernrohr nach Anspruch 5, dadurch gekenn- findet sich eine Lochblende. Weiterhin weist der Sezeichnet, daß der äußere Tubus (12) eine seitliche kundärreflektor eine zentrale Öffnung auf, und es ist Eintrittsöffnung (16) für den Sendestrahl auf- auch der den Sekundärreflektor enthaltende Tubus weist, die so angeordnet ist, daß der Sendestrahl 65 an seinem dem Sekundärreflektor augewandten. Ends auf die Rückseite des Ablenkgliedes (54) fällt mit einer Lochblende versehen. An der Außenseite und von dem Abiei.kglied auf die Sammellinse der Lochblende befindet sich ein Prisma als Ablenk-(60) gelenkt wird. glisd. Mit Hilfe dieses Prismas läßt sich zu Justier-