DE2607608B2

DE2607608B2 - Optische Anordnung mit Zielmarkenprojektor

Info

Publication number: DE2607608B2
Application number: DE19762607608
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 6901 Dossenheim Weigel
Original assignee: Eltro Gesellschaft fur Strahlungstechnik 6900 Heidelberg GmbH
Current assignee: Eltro Gesellschaft fur Strahlungstechnik 6900 Heidelberg GmbH
Priority date: 1976-02-25
Filing date: 1976-02-25
Publication date: 1980-07-31
Also published as: DE2607608A1; DE2607608C3

Description

Die Erfindung betrifft eine optische Anordnung mil in mehreren Wcllenlängenbereichen arbeitenden Geräten, mit einem Eingangsobjektiv, einem Zielmarkenprojektor und wenigstens einem Spektralteiler, bei der der sichtbare Wcücnlängenbercich in ein erstes Gerät und der unsichtbare Wellcnlängenbereich in ein zweites Gerät abgebildet wird.

In der DE-PS 25 50 941 wurde vorgeschlagen, die optischen Achsen beliebig vieler in unterschiedlichen Wellcnlängenbereichcn arbeitender Geräte mit Hilfe von zwei Ziclmarkenprojektoren unterschiedlicher An zu harmonisieren (= in Übereinstimmung bringen). Diese Zielmarkenprojektoren sind zusammen mit einem syslemkritischen Gerät — einem Gerät auf dessen optische Achse alle übrigen beteiligten Geräte Bezug nehmen — sowie einem Prismensystem starr zueinander justiert und in l^:orm eines Breiiband-Zielmarkenprojektors zu einer kompakten Uaueinheit miteinander verbunden. Diese Ausbildung ermö;.-liehl es, die Zielmarkcn aller beteiligten Geräie entlang der ihnen zugeordneten optischen Achsen in die interessierenden Geräte ein/tispiegeln. Diese ansonsten durchaus brauchbare Vorrichtung ist insbesondere für den in der Praxis am häufigsten vorkommenden lall der Harmonisierung von nur zwei optischen Geräten /u aufwendig.

Aus der DE-OS 23 22 017 ist eine aus einem optischen Visier und einem IR-empfindlichen Gerat bestehende Anordnung mil Zielmarkenprojektor bekannt, l.cl/1.'-rer besitzt ein heratisklappbares IR-l-'ilier, durch das hindurch der sichtbare Anteil der Ziclmarke im optischen Visier abgebildet wird. Um die Harmonisierung der optischen Achsen zu überprüfen, wird das Filter aus dem Strahlengang geklappt, so chill jetzt der sichtbare Anteil weiterhin in das Visier und der IR-Anteil auf die IR Detektoren fällt. Im lall der exakten gegenseitigen |usticmng befindet sich die Zielmarke im Mittelpunkt des Beobachter-Gesichtsfeldes und die Ablagespanniingen des IR-empfindlichen Gerätes betragen »Null«. Dieser Zielmarkenprojektor besil/.t demnach eine Dherprüfungsfunktion, um Verwindtingen des Systems fcsi/ustellen. da in einem solchen lall die Ziclmarke aus dem Gcsichlsl-jld auswandert und die Ablagespannungen einen von Null abweichenden Wer! annehmen, was eine Nachjusiagc zur l'olge hai.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, eine optische Anordnung mit in mehreren Wellenlängen arbeitenden Geräten möglichst einfach auszubilden, so daß sie bei ihrem Einsaiz keine Nachjustage oder Überprüfung der optischen Achsen mehr benötigt. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst,

daß dem die einfallende Strahlung aufnehmenden Eingangsobjektiv auf einem Träger eine diese Strahlung rechtwinkelig umlenkende Spiegeleinheit und dann eine Spektralteilereinheit mit einer frequenzselektierenden ersten Teilerschichl derart zugeordnet sind, daß der sichtbare Spektralanteil der Strahlung geradlinig in Richtung zu einer Bildebene des ersten Gerätes die Spcktralteilereinheit durchsetzt und der unsichtbare Spektralanteil im rechten Winkel und damit parallel zur Einfallsrichtung des Eingangsobjektivs umgelenkt wird,

daß die Achsen des Strahlenbündels im unsichtbaren Wellenlängenbereich und die des ebenfalls auf dem Träger angeordneten Zielmarkenprojektor zusammenfallen,

daß der Strahlteiler des Zielmarkenprojektors so angeordnet und ausgebildet ist, daß seine ebenfalls speklralselektiv wirkende Teilerschicht die ankommende unsichtbare Strahlung in das zweite Gerät ablenkt, während die von der Lichtquelle des Zielmarkenprojektor in enigcgcngesctzter Richtung zur unsichtbaren Strahlung ausgehende sichtbare Strahlung den S rahlleilcr geradlinig durchsetzt,

und daß ein rückflächenverspiegcltes Objektiv derart an der Spektralicilereinheit angeordncl ist, daß die vom Zielmarkenprojektor kommende Strahlung nach geradliniger Durchsetzung der Spektralteilereinheit vom Objektiv über die erste Teilerschicht in der Bildebene abgebildet wird.

Durch diese starre gegenseitige justierung läßt sich automatisch eine dauerhafte Übereinstimmung der optischen Achsen der beteiligten beiden Geräte erzielen, die kleiner als 0,1 mrad ist und die keiner weiteren Nachjustage und Überprüfung mehr bedarf.

Das Zusammenfallen der Achse des im unsichtbaren Wellenlängenbcreich liegenden Strahlenbündels mil derjenigen des Zielmarkenprojektor wird vorteilhafterweise dadurch erreicht, daß /wischen der Spektralteilereinheit und dem Zielmarkenprojektor ein weiterer, den Strahlengang um einen vorzugsweise rechten Winkel umlenkender Reflektor angeordnet ist.

Was die verwendeten beiden Geräte anbetrifft, so kann beispielsweise das crsie, dem sichtbaren Wellenlängenbereich zugeordnete Geräi ein Sichtgerät und Jas /weite, dem unsichtbaren Wellenlängenbereich zugeordnete Gerät einen Empfänger darstellen.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Teilerschicht der Spektralteilereinheit für den Wellenlängenbereich von 0,4 bis 0,b μηι mit einer hohen Transmission, für den Wellenlängenbereich von 0,69 μτπ mit einer Teillransmission und für den Wcllenlängenbereich vun 1,06 um mit einer hohen Reflexion ausgebildet ist. Dadurch wird in einfacher Weise eine Aufteilung des einfallenden Spektrums nach den gerätespe/ifischen Wellenlängenbereichen erreicht. Zweckmäßigerweise sind hierbei der Reflektor und die Spiegeleinheil als Prismen sowie der Sirahlteiler und die Spekiralleilereinheit .ils Strahl leilerwürfel ausgebildet. In diesem Zusammenhang ist es ferner von Vorteil, wenn der Reflektor an der dem Zielmarkenprojektor /ugekehrien Seite und die Spiegeleinheii an der dem Eingangsobjektiv /ugekehrien Seite der Spektralteilereinheit befestigt sind Dies trägt wesentlich zu der in sich starren Bauweise der gesamten Anordnung bei.

Was den konstruktiven Aufbau des Zielmarkenprojektors anbetrifft, so ist es sinnvoll, wenn derselbe — in Richtung der von ihm ausgehenden Strahlung — aus der Lichtquelle, einer Strichplatte, dem Strahlteiler und einem Spiegelobjektiv besteht.

Gemäß einem weiteren Merkmal zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß an dem Strahlteiler an der der Lichtquelle zugekehrten Seite die Strichplatte, an der der Spektralteilereinheit zugekehrten Seite das Spiegelobjektiv und an der dem Empfänger zugekehrten Seite eine Lochblende befestigt sind. Auch diese Maßnahmen sind im wesentlichen unter dem Gesichtspunkt einer kompakten Bauweise der Anordnung zu sehen.

Im folgenden wird an Hand einer Schemazeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert:

Der Zielmarkenprojektor 8 besteht im wesentlichen aus einem mit einer Strahlteilerschichl 11 versehenen Strahlteilerwürfel. An seiner Außenseite sind in der Achse 2 des die Zielmarke erzeugenden Kanals die Strichplatte 3, in der Achse 4 des Empfängers 14 die Lochblende 5 sowie in der durch Zusammenführen der Achsen 2 und 4 entstandenen Achse 6 das Objektiv 12 — z. B. durch Aufkitten — starr befestigt. Der Stichplatte 3 ist dabei in Achse 2 eine Beleuchtung 17 zugeordnet. Dem in Achse β verlaufenden Strahlengang folgend schließt sich das Prismensystem 13, 15, 18 an, das sich aus den beiden Prismeneinheiten 15 und 18 sowie einem opüsch zwischen diese beiden Einheiten gekoppelten Strahlteilerwürfel 13 zusammcnselzt.

Die über das Eingangsobjektiv 9 eintretende Szene im z. B. sichtbaren und im l.Ob^im-Wellcnlängeiibereich wird durch die Prismeneinheit 18 im rechten Winkel auf die Strahlteilerschicht 10 des Sirahlteilerwürfels 13 umgelenkt. Die Strahlteilerschicht besitzt eine hohe Transmission für den Wellenlängenbereich von 0,4 bis 0,6 μηι und eine Teiltransmission für den Wcllenlängenbereich von 0,69 μηι oder eine Teiltransmission von z. B. 75% (26% Reflexion) für den Wellcnlüngenbereich von 0,4 bis 0,7 μηι und eine hohe Reflexion für den Wellenlängenbereich von 1,0b μηι. Dabei tritt (.lic im sichtbaren Wellenlängenbcreich von 0,4 bis 0,6 μιη liegende Szene durch den Strahlieilerwürfel 13 unbeeinflußt hindurch und wird in zeichnerisch nicht dargestellter Weise im gemeinsamen Brennpunkt f abgebildet. Die im unsichtbaren Wellenlängenbcreich von 1.06 μιη liegende Szene dagegen wird an der Strahlteilerschicht

10 des Prismensystems 13, 15, 18 in einem zur Einfallsrichtung rechten Winkel reflektiert. Sie gelangt anschließend nach einer abermaligen rechtwinkligen Ablenkung durch die Prismeneinheit 15 — durch das gemeinsame Abbildungssystem 9, 12 abgebildet — über die zusammengelegte Achse 6 auf die Sirahlteilerschicht

11 des Zielmarkenprojektor 8. Auch diese Strahlteilerschicht besitzt eine hohe Transmission für den Wellenlängenbercich von 0,69 μm oder eine Teillransmission für denjenigen zwischen 0,4 und 0,7 μιη — in Prozenten ausgedrückt ein Verhältnis von 75/25% — sowie eine hohe Reflexion für den Wcllenlängenbereich von 1 (>b μηι. Die Szene im unsichtbaren Wellenlängenbercich von 1,0b μιη wird auf die Lochblende 5 reflektiert. Die durch die Beleuchtung 17 angestrahlte Slrichplaite 3 wird über ein gemeinsames Abbildungssystem 7 und 12 in zeichnerisch nicht dargestellter Weise im gemeinsamen Brennpunkt /abgebildet.

Das Abbildungssystem 7, 12 besteht aus einem heraustritt. Auch das Prismensystem 13, 15, 18

Linsen-oder Spiegelobjektiv 12 und einem rückflächen· Zielmarkenprojektor 8 sind auf dem strichpi

verspiegelten Objektiv 7, das an derjenigen Fläche des angedeuteten Träger 16 starr befestigt, so d

Strahlteilerwürfcls 13 — z. B. durch Aufkitten — insgesamt gesehen eine in sich starre Baueinheii

befestigt ist, aus der die vom Zielmarkenprojektor 8 '< die keinerlei Nachjustage bedarf,
kommende Information der Wellenlänge 0,b9 μιιι

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Optische Anordnung mit in mehreren Wellenlängenbereichen arbeitenden Geräten, mit einem Eingangsobjektiv, einem Zielmarkenprojektor und wenigstens einem Spektralteiler, bei der der sichtbare Wellenlängenbereich in ein erstes Gerät und der unsichtbare Wellenlängenbereich in ein zweites Gerät abgebildet wird, dadurch gekennzeichnet,

daß dem die einfallende Strahlung aufnehmenden Eingangsobjektiv (9) auf einem Träger (16) eine diese Strahlung rechtwinkelig umlenkende Spiegeleinheit (18) und dann eine Spektraiteilereinheit (13) mit einer frequenzselektierenden ersten Teilerschicht (ίθ) derart zugeordnet sind, daß dd sichtbare Spektralanteil der Strahlung geradlinig in Richtung zu einer Bildebene (f) des ersten Gerätes die Spektraiteilereinheit (13) durchsetzt und der unsichtbare Spektralanieil im rechten Winkel und damit parallel zur Einfallsrichlung des Eingangsobjcktivs (9) umgelenkt wird,

daß die Achsen des Strahlenbündel im unsichtbaren Wcllcnlängcnbercich und die des ebenfalls auf dem Träger (16) angeordneten Zielmarkenprojekiors (3, 8,12,17) zusammenfallen,

daß der Strahltcilcr (8) des Zielmarkenprojekiors (3, 8,12,17) so angeordnet und ausgebildet ist, daß seine ebenfalls speiaralsclcktiv wirkende Tcilerschicht (II) die ankommende unsichtbare Strahlung in das zweite Gerät (14) ablenkt, während die von der Lichtquelle (17) des Zielmarkenprojektors in entgegengesetzter Richtung zur unsichtbaren Strahlung ausgehende sichtbare Strahlung den Sirahlteilcr (8) geradlinig durchsetzt,

und daß ein rückflächenverspicgeltes Objektiv (7) derart an der Spektraiteilereinheit (13) angeordnet ist, daß die vom Zielmarkenprojektor (3, 8, 12, 17) kommende Strahlung nach geradliniger Durehseizung der Spektraiteilereinheit vom Objektiv (7) über die erste Teilerschichi (10) in der Bildebene (f) abgebildet wird.

2. Optische Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Spektraiteilereinheit (13) und dem Zielmarkenprojektor (3, 8, 12, 17) ein weiterer, den Strahlengang um einen vorzugsweise rechten Winkel umlenkender Reflektor (I¹S) angeordnet ist.

3. Optische Anordnung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste, dem sichtbaren Wellenlängenbercich zugeordnete Gerät ein Sichtgerät und das /weite, dem unsichtbaren Wellenlängenbercich zugeordnete Gerät (14) einen Empfänger darstellt.

4. Optische Anordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilerschichi (10) der .Spektraiteilereinheit (13) für den Wellenlängenbercich von 0,4 bis 0,6 (im mit einer hohen Transmission für den Wellenlängenbercich von 0,69 μιη mit einer Teiltransmission und für den Wellenlängenbercich von 1,0b μιη mit einer hohen Reflexion ausgebildet ist.

5. Optische Anordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (15) und die Spiegeleinheit (18) als Prismen sowie der Strahlleiler (8) und die Spekiraltcilcrcinheit (13) als Sirahlleilerwürfel ausgebildet sind.

6. Optische Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (15) an der dem Zielmarkenprojektor (3,8,12,17) zugekehrten Seile und die Spiegeleinheit (18) an der dem Eingangsob-

-, jekliv (9) zugekehrten Seite der Spektralteilereinheit (13) befestigt sind.

7. Optische Anordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zielmarkenprojektor (3.8,12,17) — in Richtung

in der von ihm ausgehenden Strahlung — aus der Lichtquelle (17), einer Strichplatte (3), dem Strahlteiler(8) und einem Spiegelobjektiv (12) besteht.

8. Optische Anordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an

i) dem Sirahlteiler (8) an der der Lichtquelle (17) zugekehrten Seite die Strichplatte (3), an der der Spektralteilercinhcit (13) zugekehrten Seite das Spiegelobjektiv (12) und an der dem Empfänger (14) zugekehrten Seite eine Lochblende (5) befestigt sind.