DE2226371B2

DE2226371B2 - Verfahren zur passiven optischen Überwachung der Umgebung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2226371B2
Application number: DE19722226371
Authority: DE
Inventors: Josef F. Dipl.-Ing. 2392 Glücksburg Menke
Original assignee: Elektro-Optik & Co Kg 2392 Gluecksburg De GmbH
Current assignee: Elektro-Optik & Co Kg 2392 Gluecksburg De GmbH
Priority date: 1972-04-15
Filing date: 1972-04-15
Publication date: 1981-03-26
Also published as: DE2226371A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur passiven optischen Überwachung der Umgebung durch Azimut- und Elevationsabtastung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Wichtigkeit der Überwachung der Umgebung im militärischen Einsatz ist allgemein bekannt und spielt eine besondere Rolle bei Schiffen und Booten, bei denen die frühzeitige Entdeckung nicht nur von feindlichen Schiffen, sondern auch von Luftzielen, insbesondere von Tief- und Tiefstfliegern, genauso wie Luft-Schiff-Flugkörpern ausschlaggebend sein kann. Allgemein bekannt sind auch die guten Dienste, die zu einem solchen Zweck Radaranlagen erweisen; gleichzeitig aber haben solche Systeme den grundsätzlichen Nachteil, daß sie in sogenannter »aktiver Weise« arbeiten, d. h. sie emittieren eine Strahlung, die zur eigenen Ortung durch den Feind führen kann.

Dieser Nachteil wird bei Vorrichtungen vermieden, mit denen sogenannte passive Überwachungsverfahren durchgeführt werden. Eine solche Vorrichtung ist t. B. aus der DE-OS 15 48 421 bekannt. Sie besitzt ein mil seiner Achse etwa in der Horizontalebene umlaufendes optisches System, das eine seine optische Achse im bildseitigen Strahlengang etwa unter 45° schneidende Reflexionsfläche umfaßt. In Lichtrichning hinter dieser Reflexionsfläche ist der Detektor angeordnet, und zwar etwa auf der optischen Achse.

Mit einer Vorrichtung dieser Art ist durch das mit seiner optischen Achse in der Horizontalebene umlaufende optische System nur eine Azimut-Abtastung bzw. -Überwachung möglich.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein passives Überwachungsverfahren anzugeben, mit dem nicht nur eine Azimut-Abtastung, sondern auch eine Elevations-Abtastung möglich ist.

Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe mit einem ίο Verfahren gelöst, bei dem die Elevations-Abtastung durch eine Bildebenen-Abtastung bewirkt wird.

Die Elevations-Abtastung wird somit im konvergenten Strahlengang dadurch erzeugt, daß die Bildebene über dem strahlungsempfindlichen Element (im folgendm Detektor genannt) hinweg »bewegt« wird. In diesem Fall handelt es sich bekanntlich um eine Bildebenenabtastung.

Als Detektor kann entweder eine Detektor-Reihe verwendet werden, die parallel zur Achse des M Polygonalprismas angeordnet ist, oder es kann als Detektor ein Multielementendetektor verwendet werden.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

ist dadurch gekennzeichnet, daß die Bildebenen-Abta stung durch ein im bildseitigen Strahlengang des optischen Systems angeordnetes, um seine Längsachse rotierendes Polygonairtrisma bewirkt wird.

In weiterer Ausgestaltung dieser Vorrichtung sind in ihr Mittel vorgesehen, um die Vorrichtung auch für eine große relative Öffnung des optischen Systems verwendbar zu machen.

Wie bereits erwähnt, enthält die Vorrichtung eine Reflexionsfläche, durch die im Zusammenwirken mit

dem umlaufenden optischen System in der Bildebene ein

i^r> sogenannter Bildsturz, d. h. eine Drehung des Bildes in der Bildebene erzeugt wird (König-Köhler »Die

Fernrohre und Entfernungsmesser«, Springer-Verlag,

lf>59). Will man nicht gezwungen sein, den Detektor, die dazugehörende hochempfindliche EHctronik und die

■to eventuelle Kühlanlage mitzudrehen, so muß dieser

Bildsturz kompensiert werden.

Die allgemeine Losung dieses Problems besteht darin, daß mit einem Wendeprisma (König-Köhler »Die Fernrohre und Entfernungsmesser« S. 44) eine gegen- «* läufige Drehung erzeugt wird. Solche Systeme werden bei Rundblickfernrohren und Geschützzielfernrohren verwendet, sind aber für ein Gerät, wie es hier der Fall ist, indiskutabel, da in den bekannten Anordnungen nur geringe Öffnungsveriiältnisse erreicht werden, was in w unserem Falle die Empfindlichkeit unerträglich reduzieren würde.

In der weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dieser Bildslurz dadurch kompensiert, daß das optische μ System eine Reversionsoptik enthält, die bei umlaufendem optischen System derart um die optische Achse rotiert, daß sie eine dem Bildsturz entgegengerichtete und diese kompensierende Bilddrehung erzeugt.

Eine solche Reversionsoptik ist ein optisches Element, das eine Bildumkehrung erzeugt und bei einer Drehung um ihre Achse eine Drehung (des doppelten Winkels) des Bildes erzeugt. AK solche wirkt im

telezcntrischen Strahlengang z. B. eine Rcversionsplatte (aus kleinen Wendeprismen zusammengesetzt) oder im homozentrischen Strahlengang bei Verwendung eines gefalteten optischen Systems ein Dachkantspiegel oder ein Dachkantprisma.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einem

Ausführungsbeispiel dargestellt und wird nachfolgend an Hand dessen näher erläutert. Es zeigt

Fig. laschematis.'h eine Darstellung der Anordnung zur Durchführung des Verfahrens,

Fig.! b eine Prinzipskizze des Abtastverfahrens, und

Fi g. 2 schematisch eine Anordnung gemäß Anspruch 3.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung ist insbesondere in F i g. 2 dargestellt

Das Hauptobjektiv sammelt die einfallende Strahlung auf einen Dachkantspiegel, dieser rotiert um eine zur Kante serikrechte Achse mit einer Drehgeschwindigkeit halb so groß wie die Azimut-Abtastgeschwindigkeit. Bei entsprechender Wahl der Richtung der Rotation wird eine Bildrotation erzeugt, die exakt den Bildsturz

kompensiert. Objektiv und Dachkamspiegel bilden das primäre optische System mit waagerechter optischer Achse. Die vom Dachkantspiegel reflektierte Strahlung wird nochmal durch einen Spiegel so umgelenkt, daß der neue Hauptstrahl des Büschels mit der senkrechten Rotationsachse koinzidiert, die die Azimutabtastung erzeugt. Anschließend geht das Büschel durch das polygonale Prisma, das die Elevationsabtastung erzeugt. Hinter diesem befindet sich die erste Bildebene. In dieser Bildebene kann direkt ein Reihendetektor (Multielementdetektor, dessen Elemente in einer Reihe angeordnet sind) gesetzt werden oder man kann, um die gesamte Brennweite des Systems zu reduzieren, zwischen dieser Ebene und dem Reihendetektor ein Zwischenabbildungssystem legen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

K Verfahren zur passiven optischen Überwachung der Umgebung durch Azimut- und Elevationsabtastung, bei dem zur Azimutabtastung ein mit seiner optischen Achse etwa in der Horizontalebene umlaufendes optisches System verwendet wird, das eine seine optische Achse im bildseitigen Strahlengang etwa unter 45° schneidende Reflexionsfläche umfaßt, und bei dem ein Detektor verwendet wird, der etwa auf der optischen Achse in Lichtrichtung hinter der Reflexionsfläche angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Elevations-Abtastung durch eine Bildebenenabtastung bewirkt wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildebenenabtastung durch ein im bildseitigen Strahlengang des optischen Systems angeordnetes, um seine Längsachse rotierendes Polygonalprisma bewirkt wird.
3^Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit Kompensation des Bildsturzes auch bei großer relativer Öffnung des optischen Systems, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System eine Reversionsoptik enthält, die bei umlaufendem optischen System derart um die optische Achse rotiert, daß sie eine dem Bildsturz entgegengerichtete und diesen kompensierende Bilddrehung erzeugt
4. Vom'chtu"? nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Detektor eine Detektor-Reihe verwendet wird, die parallel zur Achse des Polygonalprismas angeordnet ist
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Detektor ein Multielementdetektor verwendet wird.