DE1548421C - Vorrichtung zur Entdeckung von elektro magnetischer Strahlung und zur Feststellung ihrer Einfallsnchtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ent- lung in einer Kompaßrose vorhanden ist, während deckung von elektromagnetischer Strahlung und zur die Anzeige der Richtung von einfallender Laser-Feststellung ihrer Einfallsrichtung. Die der Erfindung Strahlung auf einer zur Kompaßrose konzentrisch zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Warn- liegenden, ringförmigen Skala erfolgt, die in der jesystem zu schaffen, das für Fahrzeuge Verwendung 5 weiligen Orientierung der verschiedenen Laser-Definden kann und dem Fahrer selbsttätig und gleich- tektoren entsprechende Abschnitte unterteilt ist.
zeitig anzeigt, ob das Fahrzeug erstens von Schein- Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird an Hand werfern, insbesondere Infrarot-Scheinwerfern ange- der Zeichnungen erläutert. In diesen ist als Ausstrahlt und zweitens von Laser-Entfernungsmessern führungsbeispiel eine derartige Vorrichtung dargeangemessen wird. . io stellt, die aus zwei Baugruppen besteht.

Außerdem soll der Fahrer im Falle einer solchen Der im wesentlichen optisch-mechanische Teil der Anzeige Informationen über die Einfallsrichtungen Vorrichtung ist in den Fig. 1 und .2"gezeigt, wähder Scheinwerferstrahlung bzw. der Laser-Strahlung rend die zweite Baugruppe, nämlich das Auswerteerhalten, so daß daraus Schlüsse über den Standort und Anzeigegerät, aus den F i g. 3 und 4 zu entderartiger Strahlungsquellen gezogen werden können. 15 nehmen ist. ■

Ein Gerät zur Entdeckung von Infrarotstrahlen in Das glockenförmige Gehäuse 1 mit seiner Grundeiner Ebene und zur Feststellung ihrer Einfallsrich- platte 2 ist so ausgebildet, daß es auf einer Decktung ist durch die deutsche Patentschrift 1020 799 platte 3 eines gepanzerten Fahrzeuges befestigt werbekannt. . den kann.

Ein solches Gerät weist einerseits eine mit einem 20 Der obere Raum des Gehäuses 1 umfaßt die umlaufenden Spiegel versehene optische Vorrichtung Schutzglaskalotte des Rundsichtpeilers, dessen wesentauf, die den Horizont abtastet und in jedem Augen- lichster Bestandteil eine in bekannter Weise den blick nur einen kleinen Ausschnitt des Horizonts auf Horizont durch Drehung abtastende, periskopartig einem für Infrarotstrahlen empfindlichen Organ, bei- aufgebaute Empfangsoptik ist. Die Gehäusekappe 22 spielsweise einer Infrarot-Photozelle, abbildet, wäh- 25 wird durch drei Streben 23 vom unteren Teil des rend andererseits eine Anzeigevorrichtung vorge- Gehäuses 1 getragen. Die Lichtstrahlung kann praksehen ist, deren Anzeigeglied gleichzeitig und syn- tisch von jedem Winkelbereich des Horizontes herchron mit der optischen Vorrichtung umläuft. kommend durch die Schutzglaskalotte 4 in das Innere

Es ist auch ein automatischer Rundsichtpeiler für des Gerätes eintreten. Die Ausbildung der Schutz-Infrarotstrahlen (Panoramagerät) bekannt, bei dem 30 glaskalotte 4 garantiert eine verzerrungsfreie Abzur Meldung einer Zielanzeige selbsttätig ein akusti- bildung durch die nachfolgenden optischen Glieder, sches Warnsignal abgegeben wird (deutsches Ge- Diese bestehen im wesentlichen aus einem optischen brauchsmuster 1 794 422). Umlenkspiegel 5 und einem Fernrohrobjektiv 6.

Aus der britischen Patentschrift 294114 sind meh- Der Umlenkspiegel 5, der auch durch ein prismarere rotierende Infrarot-Empfangsvorrichtungen be- 35 tisches Umlenksystem ersetzt sein kann, ist durch kannt, die auf unterschiedliche Frequenzbereiche des den Mittelpunkt der Schutzglaskalotte 4 gelegt und zu erfassenden infraroten Spektrums abgestimmt bildet in bekannter Weise mit der optischen Achse 24 sind. Die Anzeige für die einzelnen Infrarot-Emp- des Objektivs 6 einen Winkel von 45°. In der Bildfänger erfolgt mittels Lampen, die sowohl den Fre- ebene des Objektivs 6 ist ein Modulationsgitter 7 quenzbereich, innerhalb dessen die empfangene 40 angeordnet. "
Strahlung liegt, sowie die örtliche Lage des die be- Umlenkspiegel 5, Objektiv 6 und Modulatioristreffende Starhlung aussendenden Objektes anzeigen. gitter 7 werden von einer gemeinsamen Fassung 25

Die vorliegende Erfindung macht Gebrauch von getragen.

den Merkmalen an sich bekannter Systeme zur auto- Diese Anordnung rotiert gemeinsam um die op-

matischen Rundsichtpeilung, kombiniert diese jedoch 45 tische Achse 24, wobei der Antrieb, durch einen

mit einer Anordnung von mehreren feststehenden Motor 11 mit hohler Achse erfolgt.

Detektoren für Laser-Strahlung, die radialsymme- Das Modulationsgitter läuft somit phasengleich

trisch um die vertikale Achse des optischen Systems mit der Empfangsoptik etwa mit 5 Umdr./Sek. um.

des Rundsichtpeilers herum verteilt angeordnet sind. Unterhalb der Schutzglaskalotte 4 sind radial-

Die optische Orientierung der Laser-Detektoren ist 50 symmetrisch um die vertikal gerichtete optische

dabei praktisch in einer Horizontalebene festgelegt, Achse 24 der rotierenden Empfangsoptik herum

die,der Orientierung der rotierenden Empfangsoptik sechs feststehende Detektoren9 für Laser-Strahlung

für sichtbare und/oder Infrarotstrahlung entspricht im Gehäuse 1 untergebracht. Das Gehäuse 1 weist

bzw. parallel zu ihr liegt. hierfür sechs bullaugenartige Fenster 12 auf, die aus

Die Vorrichtung ist erfindungsgemäß dadurch ge- 55 einem geeigneten Schutzglas bestehen,
kennzeichnet, daß innerhalb eines gemeinsamen Als Laser-Detektoren werden vorzugsweise SiIi-. Gehäuses ein an sich bekanntes System zur automa- cium-Photoelemente verwendet, vor denen jeweils tischen Rundsichtpeilung für elektromagnetische Spektralfilter 8 zur Unterdrückung von Hintergrund-Strahlung des sichtbaren und/oder infraroten Spek- strahlung angeordnet sind. Außerdem können vor tralbereiches mit einer den Horizont durch Drehung 60 den Spektralfiltern jeweils einfache achromatische abtastenden Empfangsoptik zusammen mit mehreren Linsensysteme angeordnet sein,
feststehenden, ringförmig um die Vertikalachse der Die Laser-Detektoren können aber genauso gut rotierenden Empfangsoptik, jedoch außerhalb deren auch in den Raum innerhalb der Schutzglaskalotte 4 Auffaßbereich angeordneten Detektoren für Laser- eingebaut sein.

Strahlung untergebracht ist und daß in an sich bc- 65 Jedem Silicium-Photoelement ist ein Vorverstärker

kaiinter Weise eine mit der rotierenden Empfangs- nachgeschaltet, der derart ausgelegt ist, daß er nur

optik synchron umlaufende Anzeige der Richtung auf Impulse von etwa 30 bis 50 nanosec Impulsdauer

der einfallenden sichtbaren und/oder infraroten Strah- anspricht, so daß nur Strahlungsimpulse zur An-

zeige kommen können, wie sie von mit Impulslasern arbeitenden Entfernungsmeßgeräten ausgesandt werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht nun eine besonders zweckmäßige Ausführungsform des Systems zur automatischen Rundsichtpeilung für sichtbare und/oder Infrarotstrahlung darin, daß das mit der Empfangsoptik umlaufende Modulationsgitter 7 als ein rechteckförmiges Raster mit einer definierten Anzahl von strahlungsdurchlässigen Schlitzen ausgebildet ist (z. B. mit fünf Schlitzen). Dadurch ist gewährleistet, daß die Impulsfolgefrequenz der modulierten Strahlungsenergie als eindeutiges Kriterium für die Unterscheidung zwischen praktisch punktförmigen Strahlungsquellen und Strahlungsquellen größerer Fläche dienen kann.

Dabei ist vorgesehen, daß die resultierende Impulsfolgefrequenz einer Zählschaltung zugeführt wird, die nur dann ein Signal zur Anzeigevorrichtung hindurchläßt, wenn die Anzahl der vorhandenen Impulse pro Impulsfolge gleich der Anzahl der strahlungsdurchlässigen Schlitze des Modulationsgitters 7 ist. Falls die Anzahl der Impulse geringer ist, dann wird die Signalanzeige automatisch gesperrt.

Es werden infolgedessen nur solche Strahlungsquellen angezeigt, deren Bildpunktdurchmesser in der Bildebene des Objektivs 6 nicht wesentlich größer ist als die Breite eines Schlitzes des Modulationsgitters 7, da nur solche Strahlungsquellen zu der erforderlichen Impulsfolgefrequenz des Ausgangssignals führen.

Dem Modulationsgitter 7 folgend ist ein Spektralfilter 13 vor einen Empfänger 14 gesetzt. Das Spektralfilter 13 hat die Aufgabe, die nicht interessierenden Wellenlängen herauszufiltern.

An Stelle eines einzigen Empfängers 14 kann aber auch eine strahlungsempfindliche Halbleiteranordnung mit mehreren, hintereinander angeordneten Halbleiterkörpern verwendet werden, wie sie durch die deutsche Auslegeschrift 1 213 069 bekannt ist.

Bei einer solchen Anordnung besteht ein erster, für den sichtbaren Spektralbereich und zum Teil für das nahe Infrarot empfindlicher Halbleiterkörper aus Silicium. Er läßt die langwelligere Strahlung auf einen zweiten Halbleiterkörper aus Bleisulfid hindurch, der für diesen Spektralbereich empfindlich ist.

Um eine möglichst verlustlose Aufnahme der empfangenen Strahlung durch den bzw. die Empfänger 14 zu gewährleisten, ist nach weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß auf der dem Empfänger 14 zugewendeten Seite des Modulationsgitters 7 eine mit diesem fest verbundene Glasfaseroptik angebracht ist, die die modulierte Strahlungsenergie auf die Oberfläche des Empfängers 14 leitet. Durch eine derartige Glasfaseroptik wird die Oberfläche des Modulationsgitters 7 auf die Oberfläche des Empfängers 14 genau abgebildet.

Das Auswerte- und Anzeigesystem bildet eine besondere Baugruppe, die bei dem hier erörterten Ausführungsbeispiel im Inneren des gepanzerten Fahrzeuges ihren Platz findet.

Die elektrischen Ausgangssignale werden über entsprechende Kabelverbindungen zum Auswerte- und Anzeigesystem übertragen.

F i g. 3 zeigt die Anzeigevorrichtung von vorn gesehen. Links befinden sich die beiden ringförmigen, konzentrisch angeordneten Skalen 10 und 15, rechts verschiedene Bedienelemente für die Gesamtanlage.

Der Pfeil in der Mitte der Kompaßrose 17 gibt die Ausrichtung des Fahrzeuges im Gelände an.

Auf der inneren Skala 15 der Kompaßrose 17 kann in bekannter Weise die Richtung der einfallenden sichtbaren und/oder Infrarotstrahlung durch das Aufleuchten eines rotierenden Lichtzeigers abgelesen werden, der synchron mit der rotierenden Empfangsoptik umläuft. Der Lichtzeiger wird durch eine kreisrunde Scheibe mit einer am Rande eingeschnittenen, schlitzförmigen Öffnung und einer darunter angeordneten Glimmlampe 19 gebildet. Die Glimmlampe 19 wird kapazitiv oder induktiv gezündet, sobald vom Empfänger 14 ein Signal abgegeben wird und nach entsprechender Verstärkung in das Auswerte- und Anzeigesystem gelangt.

In F i g. 4 ist die Anzeigevorrichtung teilweise in Schnittansicht zu sehen.

Der Lichtzeiger mit der Glimmlampe 19 wird durch einen Motor 21 in einen Umlauf um die Achse versetzt.

Die äußere Skala 10 der Kompaßrose 17 ist in sechs Abschnitte unterteilt, unter denen jeweils eine Glühlampe 20 angeordnet ist, durch welche eine Anzeige der Richtung einfallender Laser-Impulse erfolgt.

Die gesamte Kompaßrose 17 ist von einer Glasscheibe 16 bedeckt, unter der sich eine die beiden Skalen 10 und 15 gut sichtbarmachende Beleuchtung 18 befindet.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Entdeckung von elektromagnetischer Strahlung und zur Feststellung ihrer Einfallsrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses ein an sich bekanntes System zur automatischen Rundsichtpeilung für elektromagnetische Strahlung des sichtbaren und/oder infraroten Spektralbereiches mit einer den Horizont durch Drehung abtastenden Empfangsoptik zusammen mit mehreren, feststehenden, ringförmig um die Vertikalachse der rotierenden Empfangsoptik, jedoch außerhalb deren Auffaßbereich angeordneten Detektoren (9) für Laser-Strahlung untergebracht ist und daß in an sich bekannter Weise eine mit der rotierenden Empfangsoptik synchron umlaufende Anzeige der Richtung der einfallenden sichtbaren und/oder Infrarotstrahlung in einer Kompaßrose (17) vorhanden ist, während die Anzeige der Richtung von einfallender Laser-Strahlung auf einer zur Kompaßrose (17) konzentrisch liegenden, ringförmigen Skala (10) erfolgt, die in der jeweiligen Orientierung der verschiedenen Laser-Detektoren entsprechende Abschnitte unterteilt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekanntes optisches Umlenksystem (5) durch den Mittelpunkt einer eine verzerrungsfreie Abbildung garantierenden sphärischen Schutzglaskalotte (4) gelegt ist und daß in der Bildebene des dem Umlenksystem (5) nachfolgenden Objektivs (6) ein mit der Objektivfassung (25) mechanisch gekoppeltes Modulationsgitter (7) angeordnet ist, das mit der Empfangsoptik umläuft und so ausgebildet ist, daß die Impulsfolgefrequenz der modulierten Strahlungsenergie ein Kriterium für die Unterscheidung zwischen praktisch punktförmigen Strahlungsquellen und Strahlungsquellen größerer Fläche ist, derart,

daß die Impulsfolgefrequenz einer Zählschaltung zugeführt wird, die nur dann ein Signal zur Anzeigevorrichtung hindurchläßt, wenn die Anzahl der vorhandenen Impulse pro Impulsfolge gleich der Anzahl der strahlungsdurchlässigen Schlitze des Modulationsgitters (7) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der einem Empfänger (14) zugewendeten Seite des Modulationsgitters (7) eine mit diesem fest verbundene Glasfaseroptik angebracht ist, die die modulierte Strahlungsenergie auf die Oberfläche des Empfängers (14) leitet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Laser-Detektoren (9) jeweils Spektralfilter (8) zur Unterdrückung von Hintergrundstrahlung angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Spektralfiltern (8) jeweils einfache achromatische Linsensysteme angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige der Richtung einfallender Laser-Strahlung durch Glühlampen (20) erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen