NL9002834A - Optoelektronisch doelverwervingsstelsel met zeer groot veld - Google Patents

Optoelektronisch doelverwervingsstelsel met zeer groot veld Download PDF

Info

Publication number
NL9002834A
NL9002834A NL9002834A NL9002834A NL9002834A NL 9002834 A NL9002834 A NL 9002834A NL 9002834 A NL9002834 A NL 9002834A NL 9002834 A NL9002834 A NL 9002834A NL 9002834 A NL9002834 A NL 9002834A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
prism
carrier
optical axis
rotation
double prism
Prior art date
Application number
NL9002834A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Thomson Csf
Telecommunications Sa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thomson Csf, Telecommunications Sa filed Critical Thomson Csf
Publication of NL9002834A publication Critical patent/NL9002834A/nl

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0875Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more refracting elements
    • G02B26/0883Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more refracting elements the refracting element being a prism
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/78Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S3/782Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G01S3/789Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using rotating or oscillating beam systems, e.g. using mirrors, prisms
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10Scanning systems
    • G02B26/108Scanning systems having one or more prisms as scanning elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/64Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image
    • G02B27/642Optical derotators, i.e. systems for compensating for image rotation, e.g. using rotating prisms, mirrors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Description

Korte aanduiding: Optoelektronisch doelverwervingsstelsel met zeer groot veld
De onderhavige uitvinding betreft een optoelektronisch doelverwervingsstelsel, dat wil zeggen voor de detectie en hoeklokalisatie van een doel binnen een zeer groot veld, in de orde van de halve ruimte.
Een dergelijk stelsel kan in een luchtvaartuig worden meegenomen.
Het maakt dan mogelijk om vijandelijke bedreigingen'van de soort van vliegtuigen of projektielen te detecteren.
Dergelijke optoelektronische bewakingsstelsels gebruiken, voor de overgrote meerderheid, detectietechnieken van de infraroodstraling die door de doelen worden uitgezonden. Een infrarood detector is in het brandpunt van een optiek geplaatst. De rol van de detector is het tot een elektrisch signaal transformeren van de elektromagnetische straling die door het doel wordt uitgezonden en door het optiek wordt gefocusseerd. Bij wijze van voorbeeld, dergelijke stelsels zijn gevoelig voor velden met golflengten die liggen tussen 2 en 5 micrometer, of nog wel tussen 8 en 13 micrometer. Het ter hoogte van de detector opgewekte, elektrische signaal wordt versterkt. Elektronische behandelingsmiddelen van dit elektrische signaal maken mogelijk om hierin een plotselinge stijging op te sporen die over-) eenkomt met het passeren van het beeld van een doel ter hoogte van de infrarood detector.
De infrarood detectoren hebben over het algemeen gevoelige zonen waarin de infrarood flux moet zijn gefocusseerd om tot een elektrisch signaal te worden getransformeerd. Deze zone heeft kleine meetkundige af- j metingen. Gewoonlijk zijn de afmetingen van de gevoelige zone kleiner dan 2 1 mm , en verminderen dikwijls tot 50 .^m x 50 ,<UM. Hieruit volgt dat het veld waarin zich het doel bevindt cm te worden gedetecteerd zeer klein is in het geval van het gebruik van een enkele detector die in het brandpunt van een objektief is geplaatst. De veldhoek is gelijk aan het quotiënt van ) de afmeting van de gevoelige zone op de brandpuntsafstand van het objektief en is gewoonlijk kleiner dan de hoekgraad. Deze veldhoekwaarde maakt het onmogelijk om een doel onder goede omstandigheden te detecteren, en gewoonlijk zijn er verschillende gevoelige zones volgens een langsas naast elkaar geplaatst voor het vormen van een staafje met elementaire infrarood detec-5 toren. Gewoonlijk zijn enkele tientallen detectoren op deze wijze gegroepeerd. In het brandpuntsvlak van het objektief geplaatst bedekt een dergelijk detectorstaafje een veld dat een hoek heeft nabij een tiental graden volgens de langsrichting van het staafje, en een fraktie van een graad volgens een richting loodrecht op het staafje.
De analyse van een zone van de ruimte wordt dan uitgevoerd door de verplaatsting van het elementaire veld dat door het staafje wordt bedekt, welk veld verplaatst wordt in de richting loodrecht op de langsas van het staafje.
De bijgaande fig.l toont schematisch een bekend verwervingsstelsel, dat dikwijls wordt toegepast, voorzien van een opnemer samenstel dat een objektief en een staafje met infrarood detecteren omvat, en roterend bevestigd is om de vertikale langsas van het staafje. Elk van de elementaire detectoren van het staafje is met behandelingsmiddelen verbonden. Het doel wordt in hoekrichting opgespoord in een "hoekband" die aldus wordt afgetast zodra de behandelingsmiddelen een stijging hebben gedetecteerd van het elektrische signaal dat door een van de detectoren van het staafje wordt geleverd, dankzij enerzijds de kennis van .het nummer van de detector die de lïchtflux heeft waargenomen, en anderzijds van het meten van de hoekrichting die door het stelsel op het ogenblik van de detectie is gemeten.
Dit type van optoelektronische infrarood bewaking heeft het bezwaar dat het totale onderzoekingsveld sterk is beperkt.
Men heeft proeven gedaan met andere systemen. Zij passen optomecha-nische aftastinrichtingen toe van het type van oscillerende spiegels, veel hoeken van roterende spiegels, of analoog, die twee aan twee worden gebruikt zodanig dat verschillende boven elkaar liggende banden worden af getast. Zelfs met deze inrichtingen is de aftasting van een volledige halve ruimte, die met 2 7Γ sterkradialen overeenkomt, onmogelijk.
Het doel van de uitvinding is het principieel opheffen van dit bezwaar dankzij een aftastinrichting met twee vrijheidsgraden die het bedekken mogelijk maakt van een groter veld dan een halve ruimte met behulp van een staafje van fotodetectoren.
Hiertoe omvat een doelverwervingsstelsel optische focusseringsmiddelen en fotodetectormiddelen die in het brandpuntsvlak van de focusseermiddelen zijn opgesteld, met het kenmerk, dat het een dubbel prisma omvat dat ten opzichte van de focusseermiddelen tegenover de fotodetectormiddelen ligt, eerste middelen voor het ten opzichte van een drager roterend aandrijven van het dubbele prisma om een lengteas X'X van het dubbele prisma en loodrecht op de optische as Z'Z van de focusseermiddelen, tweede middelen voor het roterend aandrijven van de drager met het dubbele prisma om de optische as Z'Z, en middelen die tussen het dubbele prisma en de focusseermiddelen liggen voor het handhaven van een beeld van het doel volgens een zelfde richting in het brandspuntsvlak, onafhankelijk van de rotatiebewegingen van de drager die het dubbele prisma draagt.
Onder deze omstandigheden bedekt het optoelektronische doelverwervings-stelsel een totaal zoekveld van tenminste een ruimte van 2 7? sterradialen. Deze ruimte wordt geanalyseerd door middel van een opeenvolging van N banden waarvan de hoekbreedte overeenkomt met de hoek onder spanning door een staafje van de fotodetectormiddelen dat in het brandpuntsvlak van een objektief is geplaatst. Elke band bedekt tenminste 180° lengte en is gecentreerd op de vertikaal van het stelsel dat door de optische as wordt bepaald wanneer het stelsel de bovenste halve ruimte analyseert. De banden worden op uniforme wijze in horizontale richting afgetast door een rotatie-beweging van het dubbele prisma om een horizontale as, loodrecht op de ver-tikale optische as. Een stelsel dat de eerste optomechanische middelen draagt die de aftasting van de band opwekken, is om de verikale as beweegbaar, wat mogelijk maakt om de banden in azimutrichting toenemend te verschuiven.
Het uitsluitende gebruik van twee stelsels volgens de uitvinding, waarvan het eerste stelsel b.v de bovenste halve ruimte en het onderste stelsel de onderste halve ruimte bewaakt, staat het verzekeren toe van de bewaking van de volledige ruimte die een luchtvaartuig omgeeft dat de drager is van optoelektronische stelsels.
Volgens een ander kenmerk van de uitvinding hebben de eerste en de tweede roterende aandrijfmiddelen, resp. van het prisma ten opzichte van zijn drager, en van de drager ten opzichte van een vast gestel, verschillende rotatiesnelheden en worden geregeld voor het op een optimale wijze aftasten van tenminste één halve ruimte (2 1f sterradialen). Volgens een eerste variant kan de aftastfiguur zijn samengesteld uit "polaire" banden die verkregen worden door de snelle aftasting van het dubbele prisma dat met een eerste rotatie met uniforme snelheid wordt aangedreven, waarbij deze banden door middel van een langzamer tweede rotatie om de optische as toenemend worden verschoven. Volgens een tweede variant kan de aftastfiguur zijn samengesteld uit "parallelle" banden die door de snelle aftasting om de optische as wordt verkregen, welke banden door middel van een langzamer rotatie van het prisma, om zijn lengteas toenemend worden verschoven.
Andere voordelen van de onderhavige uitvinding zullen duidelijker naar voren treden bij het lezen van de beschrijving van verschillende voorkeur suitvoeringsvormen van de uitvinding met verwijzing naar de bijbehorende bijgaande tekeningen, waarin: ~ Fig.l een schema is dat de aftasting van een "band" toont d.m.v.een
Λ Λ Λ Λ 9 Z
fotodetectorstaafje volgens de bekende stand van de techniek; - Fig.2 een schematisch aanzicht een vertikale diametrale doorsnede is van een optoelektronisch doelverwervingsstelsel volgens de uitvinding; - Fig.3 een bovenaanzicht is van een tandwieloverbrenging die aanwezig is in het stelsel van fig.2; - Fig.4 een schema is dat een eerste aftastmodus toont van een halve ruimte d.m.v. "polaire banden", verkregen d.m.v. het stelsel van fig.2; - Fig.5 een schema is dat een tweede aftastmodus toont van een halve ruimte d.m.v. "evenwijdige" banden, verkrijgbaar d.m.v. het stelsel van fig.2; - Fig.óA tot 6E zijn resp. aanzichten van een zelfde dwarsdoorsnede van een dubbel aftastprisma van het stelsel, weergegeven in vijf opeenvolgende rotatiestanden.
In Fig.l is het bekende principe van de aftasting van een band weergegeven door middel van een staafje 1 van infrarood-fotodetectors. Men heeft bij wijze van voorbeeld verondersteld, dat het detectorstaafje vijf elementaire gevoelige zones omvat, ook genoemd "elementaire detectoren" 31 tot 33. Focusseringsmiddelen, die een convergerend objektief 2 omvatten, laten op elk ogenblik met elk van de elementaire detectoren 31 tot 35 een respektieve ruimtezone 41 tot 45 samenvallen. Het samenstel van boven elkaar liggende zones 41 tot 45 vormt een vertikale "band" met een hoogte die overeenkomt met het hoekveld dat bedekt wordt door het staafje 1, dat in het brandpuntsvlak van het objektief 2 is geplaatst. Een pijl DB geeft de aftastrichting aan. Deze aftasting kan op eenvoudige wijze worden verkregen door de rotatie van het samenstel gevormd door het objektief 2 en het staafje 1, om een as evenwijdig aan de lengteas van het detectorstaafje 1, welke rotatie wordt aangegeven door de pijl FR in fig.l.
Elektronische behandelingsmiddelen 61 tot 65 zijn resp. met de elementaire fotodetectors 31 tot 35 verbonden. Elk van de behandelingsmiddelen is b.v. uitgevoerd voor het signaleren van een piek, ten opzichte van een voorafbepaalde sterkte, van het elektrische signaal dat door de respektieve fotodetector wordt afgegeven. Volgens fig.l wordt deze piek bereikt in het behandelingsmiddel 65 dat met de detector 35 is verbonden, waarop de infrarood flux is gefocusseerd die wordt uitgezonden door het betreffende doel, dat bij 5 is weergegeven, en dat de ruimtezone 45 doorkruist. Het zal duidelijk zijn, dat dit doel 5 dan is gelokaliseerd in de zone 45, vanaf het ogenblik dat zijn beeld door de detector 35 is ontvangen. Het doel 5 is eveneens gelokaliseerd volgens de aftastrichting DB zodra de rotatiehoek bekend is die de aftasting veroorzaakt, op het ogenblik waarop het doel 5 is gedetecteerd.
In fig.2 is een optoelektronisch verwervingsstelsel met een objektief met zeer groot veld volgens de uitvinding weergegeven. In dit stelsel worden teruggevonden een infrarood-fotodetectorstaafje 1, een focusserings-objektief 2 en behandelingsmiddelen 6 die resp. de elektrische signalen behandelen welke worden afgegeven door de elementaire fotodetectors van het staafje, welke reeds in het kader van fig.l zijn beschreven. Het optoelek-tronische stelsel omvat bovendien een eerste prisma 7, een eerste cilindrische drager 8, waarin het prisma 7 met diametrale rotatie is gemonteerd, en een vast cilindrisch gestel 12 waarin de drager 8 met coaxiale rotatie is gemonteerd.
Het prisma 7 is een regelmatig rechthoekig dubbel prisma, waarvan de zijvlakken, zoals b.v. met lijnen, zijn verbonden met twee coaxiale tappen 111 en 112 met een diameter van het bovengedeelte van de drager 8. Deze diameter bepaalt een horizontale langsas X'X van het prisma 7 en loodrecht op de gemeenschappelijke vertikale as Z'Z van de drager 8, het gestel 12 en het objektief 2. Onder deze omstandigheden voert het prisma een horizontale aftasting uit volgens de pijl FS, bij zijn rotatie om de as X'X. In dit opzicht worden de tappen 111 en 112 roterend geleid door de legers 91 en 92 die zijn aangebracht in twee tegenoverelkaar liggende cilindrische holten in het bovengedeelte van de drager 8. De ene tap 112 wordt rechtstreeks aangedreven door een eerste elektrische motor 10 die in de drager 8 is ingeklemd, en de andere tap 111 werkt samen met een horizontale standopnemer 13 die eveneens in de drager 8 is opgenomen.
De drager 8 is roterend beweegbaar om de "azimut" of "vertikale" as Z'Z die samenvalt met de optische as van het objektief 2. Het bovengedeelte van het gestel 12 omgeeft het ondergedeelte van de drager 8, die d.m.v. de legers 141 en 142 roterend wordt geleid in het gestel 12.
Een draaiende elektrischeafdichting 15 heeft een binnenring 152 die is verbonden met de buitenomtrek van de drager 8, en een buitenring 151 die verbonden is met het bovengedeelte van het vaste gestel 12. De draaiende afdichting 15 doet enerzijds dienst voor het overdragen van de horizontale standsignalen van het prisma 7, afkomstig van de opnemer 13 naar een regel-eenheid 16 voor de motor 10 en anderzijds van stuursignalen voor het starten/ stoppen en de rotatie richting en -snelheid vanaf de eenheid 16 naar de motor 10. De eenheid 16 regelt de werking van de motor 10 afhankelijk van de voorafbepaalde instruktiesignalen SC10, en uitgaande van de horizontale standsignalen.
Op analoge wijze doet een tweede motor 17 dienst voor het volgens de pijl FA om de optische as Z'Z roterend aandrijven van de drager 8 ten opzichte van het vaste gestel 12, waarbij tussen de drager 8 en het gestel 12 een azimut-standopnemer 18 is aangebracht, en een tweede regeleenheid 19 via de motor 17 en de opnemer 18 is aangesloten en voor de motor 17 andere instruc-tiesignalen SC17 ontvangt.
In hoofdzaak in het midden van gestel 12 omvat het optoelektronische verwervingsstelsel een tweede afwikkelprisma 20, dat roterend beweegbaar is om de azimutas Z'Z, wat een "Taylor prisma" is in een voorkeursuitvoerings-vom. Het prisma 20 verzekert de "afwikkeling" van het beeld, zodat het beeld van het doel dat in de ruimte is waargenomen gezien door het staafje 1 via het objektief 2 georiënteerd blijft volgens een bepaalde richting evenwijdig aan de lengteas van het staafje, onafhankelijk van de rotatie om de as Z'Z van de eerste drager 8 die de rotatielegers van het aftastprisma 7 draagt. Met andere woorden, het beeld van het staafje 1 ter hoogte van het eerste prisma 7 en door het tweede prisma 20 wordt evenwijdig gehouden aan de lengteas X'X van het prisma 7. Het afwikkelprisma 20 is aan de binnenzijde bevestigd van een tweede cilindrische drager 21, die roterend wordt geleid om de azimutas Z'Z door middel van legers 221 en 222 aan de binnenzijde van de draaiende drager 8. Een artikel in het tijdschrift "Opties and laser technology", augustus 1972, blz. 175-188, met als titel "Image rotation devices - a comparative survey" beschrijft tot in bijzonderheden de werking van de belangrijkste bruikbare afwikkelprisma's.
Bij een variant van de uitvinding is de tweede drager 21 rechtstreeks roterend beweegbaar binnen het gestel 12, en de eerste drager 8 draait concentrisch om het gestel 12. Deze variant geeft geen opmerkelijk verschil met betrekking tot de definitie van het optoelektronische stelsel.
Als gevolg van een bekende optische eigenschap van het afwikkelprisma 20 moet op elk ogenblik de rotatieoek van dit prisma gelijk zijn aan de helft van de rotatiehoek van de drager 8, waarbij de rotatiehoeken ten opzichte van een referentiediameter van het vaste gestel 12 worden gemeten. Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding is de sturing van de rotatie van de tweede drager 21, die het prisma 20 draagt, uitgevoerd d.m.v. de motor 17 die de rotatie van de drager 8 bestuurt en d.m.v. een tandwielstelsel 23 dat tussen de rotatiehoeken de verhouding ½ invoert.
Zoals fig.3 toont omvat het tandwielstelsel 23 twee tandwielen 231 en 232, en tenminste één paar planeetrondsels 233 en 234. De tandwielen 231 en 232 zijn concentrisch met de as Z'Z en zijn resp. bevestigd aan de ondergedeelten van de eerste drager 8 en de tweede drager 21. De rondsels 233 en 234 zijn aangebracht tussen de tandwielen 231 en 232 en draaien d.m.v. kogel-legers om de vertikale assen 235 en 236, die evenwijdig zijn aan de as Z'Z, en zijn bevestigd aan het onderstuk van het gestel dat het objektief 2 opneemt. De rondsels 233 en 234 zijn in onderlinge ingrijping en resp. met de tandwielen 231 en 232. Volgens de uitvoeringsvorm van fig.2 zijn twee paar rondsels 233 en 234 diametraal tussen de tandwielen aangebracht. De tandwieloverbrenging 23 maakt een rotatie mogelijk van de dragers 8 en 21 in dezelfde richting, en de overbrengingsverhouding ½ wordt in het bijzonder verkregen door de verhouding van het aantal tanden tussen de tandwielen 231 en 232. Volgens een andere uitvoering van de uitvinding stuurt een onafhankelijke motor, die samenwerkt met een opnemer en met een regeleen-heid die de signalen SC17 ontvangt de rotatie van de tweede drager 21 die het prisma 20 draagt.
In fig.2 is schematisch de door de lichtstralen gevolgde weg weergegeven d.m.v. dubbele pijlen die de richting aangeven welke door de straling wordt gevolgd. Men heeft de weg aangegeven van de stralen door het prisma 20, het focusseringsobjektief 2 en tot aan het fotodetectorstaafje 1. Bij wijze van voorbeeld is het afwikkelprisma 20 een regelmatig prisma met een gelijkbenig trapezium als basis van de "TAYLOR" soort, waarvan de lange rechthoekszijde reflector is en tegen de drager 21, evenwijdig aan de as Z'Z is bevestigd.
Fig. 4 en 5 tonen twee analysemodi van het veld welke uitvoerbaar zijn d.m.v. een optoelektronisch stelsel volgens de uitvinding.
Volgens fig.4 bestaat een eerste analysemodus met zgn. "polaire banden" BPO uit een snelle horizontale aftasting die verkregen wordt d.m.v. de rotatie van het prisma 7, en een langzame azimutaftasting die verkregen wordt door de rotatie van de drager 8 en daarmede van het prisma 20, waardoor een toenemende verschuiving mogelijk is van een polaire azimutband.
In fig.4 is schematisch de analyse weergegeven van een ruimtezone die met een halve bol overeenkomt, dus 2 7t' sterradialen. Elke band BPO komt overeen met het aftastingsprincipe waarvan de beschrijving is gegeven aan de hand van fig.l. In de hypothese, die bij wijze van voorbeeld tot hieraan toe is genomen, dat het geanalyseerde veld op de vertikaal is gecentreerd, wordt de aftasting van de band "horizontaal" uitgevoerd.
In fig.4 wordt de totale hoeklengte van een band gelijk verondersteld aan 180°. In de praktijk kan deze hoeklengte verschillend zijn en kan in het bijzonder groter zijn dan 180°, zodat de analyse wordt verzekerd van een ruimtelijke zone groter dan een halve bol. In feite kan de rotatie van het eerste prisma 7, dat de ruimte boven een horizontaal vlak loodrecht op de as Z'Z aftast, naar beneden worden doorgetrokken, b.v. van 30° totaan 90°, aan weerszijden van dit vlak.
De toenemende azimutverschuiving van de banden BPO heeft plaatst door rotatie om de vertikale as Z'Z. Wanneer men met "Θ" de hoekbreedte van een band aanduidt, overeenkomende met de door het staafje 1 in het brandpunt van het objektief 2 onderspannen hoek, vereist de volledige analyse van het veld een heel aantal N banden tenminste gelijk aan 180°/θ, afgerond op het hogere gehele getal. De rotatie van de drager 8 moet een halve omwenteling zijn, dus 180°, tijdens de aftasting van de N banden. Deze veldanalysemodus heeft het voordeel dat de halve bol op eenvoudige wijze wordt bedekt d.m.v. een continue rotatie van enerzijds optomechanische elementen, zoals het prisma 7 en anderzijds de drager 8, de drager 21 en het afwikkelprisma 20. Deze veldanalysemodus heeft daarentegen een overlapping van de aftasting ter hoogte van de "polaire" zone die de vertikaal Z'Z omgeeft waarin alle banden samenvallen.
Fig.5 beschrijft een tweede aftastmodus, volgens welke.de aftasting van de banden door de rotatie van de drager. 8 wordt uitgevoerd. Elke band BPA wordt daarna snel in azimut af ge tast. De banden BPA zijn achtereenvolgens in horizontale richting versprongen door een draaiing van het prisma 7 om de as X'X. De draaiing in horizontale richting kan continu zijn, overeenkomende met een toenemende verspringing van de banden met uniforme snelheid, wat dan het probleem vormt van de aftasting in de nabijheid van de vertikaal Z'Z, ofwel deze horizontale rotatie kan stapsgewijs zijn, zodat de banden BPA achtereenvolgens naar boven en naar beneden zijn versprongen.
Deze laatste aftastmodus veronderstelt dat de snelste en met uniforme snelheid optredende rotatie plaats vindt ter hoogte van de in azimut ten opzichte van het gestel beweegbare drager 8. Onder deze omstandigheden is het rendement van de aftasting het beste, daar er geen overlapping van de aftasting bij het vertikaal is. Het blijkt echter, dat de hoeksnelheid in een band BPA niet uniform is, wanneer deze in horizontale richting is versprongen, om bij de vertikaal zeer hoog te zijn. Dit probleem kan ter hoogte van de regeleenheden 16 en 19 worden opgelost, dankzij geoptimaliseerde regelingen van de rotatiesnelheden. In elk geval wordt het afwikkelprisma 20 geregeld cm bij een snelheid te draaien die de helft bedraagt van die van de drager 8.
Het werkingsprincipe van het aftastprisma-7 wordt thans beschreven met vertuijzing naar fig.6A tot 6E. Het prisma 7, dat volgens bekende technieken is vervaardigd, bezit de bijzondere eigenschap dat het een aftasting mogelijk maakt van een optische bundel over meer dan 180° dankzij een eenvoudige rotatiebeweging om de as X'X. Volgens de bekende stand van de techniek is deze aftasting over 180° onmogelijk met behulp van een spiegel die een rotatieas heeft loodrecht op de optische as van de bundel, daar de spiegel dan tijdens zijn rotatie door een van zijn smalle zijden wordt gezien. In fig.6A tot 6E zijn vijf hoekstanden van het prisma 7 weergegeven die overeenkomen met vier rotaties over 22°5 naar rechts on de respectieve as X'X, vanuit een oorspronkelijke richtstand die naar links is georiënteerd (fig.6A) naar een naar rechts georiënteerde, uiteindelijke richtstand (fig.6E). In deze figuren is eveneens schematisch het objektief 2 getekend, dat tijdens de rotatie van het prisma 7 vaststaat.
Het prisma 7 wordt gevormd door twee identieke regelmatige prisma's 71 en 72 met een basis in de vorm van een gelijkbenige rechthoekige driehoek, die loodrecht op de rotatieas X'X zijn geplaatst. De lange zijden 73 van de prisma's 71 en 72 zijn bedekt met een totale reflectielaag, zijn tegen elkaar aan gelegd en zijn overlangs uitgericht op de as X'X. Elk prisma 71, 72 is daardoor een prisma met totale reflectie.
Met uitzondering van de begin- en de eindstand tijdens de rotatie, zoals in fig.óA en 6E zijn weergegeven blijkt dat de optische stralen in twee delen zijn verdeeld die resp. de twee prisma's 71 en 72 doorlopen en ter hoogte van de lange zijden totaal reflecteren.hit de voortplaatiogc-Mdus van dit dubbele prisma 7 volgt, dat de rotatie van de richtlijn LV tweemaal zo snel is als de mechanische rotatie van het prisma 7 zelf om de as X'X. Het blijkt eveneens, dat voor een rotatie van het prisma 7 met uniforme snelheid dat een sektor van hoogstens 180° aftast, het aftastrende-ment minder dan 50% is. In feite wordt de richtlijn LV tijdens hoogstens de helft van de rotatie naar de binnenzijde van het gestel 12 van het stelsel gericht, waardoor de aftasting in horizontale richting onbruikbaar wordt gemaakt. Deze onbruikbare rotatie kan echter worden vermeden door een oscillerende rotatie van het prisma 7 in een sektor van omstreeks 90°.

Claims (7)

1. Doelverwervingsstelsel voorzien van optische focusseermiddelen (2), waarbij in het brandpuntsvlak van de focusseermiddelen fotodetectormiddelen (1) zijn geplaatst, met het kenmerk, dat het een dubbel prisma (7) omvat die ten opzichte van de focusseermiddelen (2) tegenover de fotodetectormiddelen zijn aangebracht, eerste middelen ( 10, 13, 16) voor het ten opzichte van een drager (8) roterend aandrijven van he.t dubbele prisma (7) om een langsas (X'X) van het dubbele prisma en loodrecht op de optische as (Z'Z) van de focusseermiddelen, waarbij tweede middelen (17, 18, 19) aanwezig zijn voor het roterend aandrijven van de drager (8) die het dubbele prisma (7) draagt om de optische as(Z'Z) evenals tussen het dubbele prisma (7) en de focusseermiddelen (2) aangebrachte middelen (20,21) voor het handhaven van een beeld van het doel volgens een zelfde richting in het brandpuntsvlak, onafhankelijk van de rotaties van de drager (8) die het dubbele prisma (7) draagt.
2. Stelsel volgens conclusiel, met het kenmerk, dat het een gestel (12) omvat aan de focusseermiddelen (2) en de fotodetectormiddelen (1) zijn bevestigd, en waarin de drager (8) roterend is bevestigd om de optische as (Z'Z) en door de tweede aandrijf middelen (17, 18, 19) roterend wordt aangedreven.
3. Stelsel volgens een van de conclusies 1 en 2, met het kenmerk, dat de eerste en de tweede roterende aandrijfmiddelen voor resp. het dubbele prisma (7) in de drager (8) evenals de drager (8) in het gestel (12) verschillende rotatiesnelheden hebben en geregeld zijn voor het op optimale wijze aftasten van een gehele ruimte van omstreeks 2 7Γ ster-radialen.
4. Stelsel volgens een of meer van de conclusies 1 tot 3, met het kenmerk, dat het dubbele prisma (7) twee rechthoekige prisma's (71, 72) omvat, waarvan de lange zijden (73) tegen elkaar aan liggen en op de langsas (X'X) zijn uitgericht.
5. Stelsel volgens een of meer van de conclusies 1 tot 4, met het kenmerk, dat de middelen voor het handhaven van een beeld van het doel volgens een zelfde richting van het brandpuntsvlak een afwikkelprisma(20) omvatten.
6. Stelsel volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat het afwikkelpris-ma(20) langs de optische as (Z'Z) tussen hetdubbele prisma (7) en de focus-seermiddelen(2) is opgesteld, en om de optische as(Z'Z) roterend wordt aangedreven met een rotatiehoeksnelheid gelijk aan de helft van die van de drager (8).
7. Stelsel volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat dit een tweede drager (21) omvat die het afwikkelprisma(20) draagt, evenals een tandwiel-stelsel (23) met een overbrengingsverhouding ½ die de eerste en de tweede drager (8, 21) coaxiaal met de optische as (Z'Z) koppelt.
NL9002834A 1989-12-29 1990-12-21 Optoelektronisch doelverwervingsstelsel met zeer groot veld NL9002834A (nl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8917427 1989-12-29
FR898917427A FR2690997B1 (fr) 1989-12-29 1989-12-29 Système optoélectronique d'acquisition de cible à très grand champ.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL9002834A true NL9002834A (nl) 1993-09-01

Family

ID=9389133

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL9002834A NL9002834A (nl) 1989-12-29 1990-12-21 Optoelektronisch doelverwervingsstelsel met zeer groot veld

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5512741A (nl)
DE (1) DE4042165C2 (nl)
ES (1) ES2117960A6 (nl)
FR (1) FR2690997B1 (nl)
GB (1) GB2266022B (nl)
IT (1) IT1240581B (nl)
NL (1) NL9002834A (nl)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2714479B1 (fr) * 1993-12-23 1996-01-26 Thomson Csf Dispositif de veille panoramique infrarouge à couverture angulaire orientable en site.
US5663825A (en) * 1995-06-07 1997-09-02 Martin Marietta Corporation Stabilized step/stare scanning device
FR2739192B1 (fr) * 1995-09-22 1997-10-24 Thomson Csf Dispositif de veille panoramique optronique a grande vitesse
WO1998002769A1 (fr) * 1996-07-15 1998-01-22 Aerospatiale Societe Nationale Industrielle Systeme optique a rotation d'image et systeme d'observation le comportant
FR2753282B1 (fr) * 1996-09-10 1998-12-04 Aerospatiale Systeme optique a rotation d'image et systeme d'observation le comportant
EP0977068A3 (en) * 1998-07-31 2000-04-19 Loyal Port Company Limited Image inverting device
DE19842150C1 (de) * 1998-09-15 2000-08-31 Klaus Eckerl Optisches System zur Bilddrehung
US6343767B1 (en) * 1999-03-03 2002-02-05 Raytheon Company Missile seeker having a beam steering optical arrangement using risley prisms
DE10001519A1 (de) * 2000-01-15 2017-11-02 LFK Lenkflugkörpersysteme GmbH Einrichtung zur Lenkung eines rollenden Flugkörpers
US6782160B2 (en) * 2002-04-10 2004-08-24 Lockheed Martin Corporation Optical-signal coupler and related method
FR2849216B1 (fr) * 2002-12-23 2005-03-11 Sagem Dispositif d'observation a detecteur d'images matriciel
GB2399947A (en) * 2003-03-22 2004-09-29 Qinetiq Ltd Imaging apparatus
FR2903751B1 (fr) * 2006-07-13 2008-08-29 Alcatel Sa Mecanisme d'entrainement d'une charge en rotation selon deux axes
KR101038206B1 (ko) * 2009-02-09 2011-05-31 한국과학기술원 텔리센트릭 스캐너와 두 쐐기형 프리즘을 이용한 가변시야 광학계
CN101526420B (zh) * 2009-03-25 2011-04-27 中国科学院上海技术物理研究所 一种模拟小角度运动激光目标的装置
US8497457B2 (en) * 2010-12-07 2013-07-30 Raytheon Company Flight vehicles with improved pointing devices for optical systems
DE102011104021A1 (de) 2011-06-11 2012-12-13 Diehl Bgt Defence Gmbh & Co. Kg Optische Vorrichtung
DE102011104023B4 (de) 2011-06-11 2019-07-25 Diehl Defence Gmbh & Co. Kg Optische Vorrichtung für einen Suchkopf für einen Lenkflugkörper und Suchkopf für einen Lenkflugkörper
US9256117B2 (en) 2011-10-07 2016-02-09 L-3 Communications Cincinnati Electronics Corporation Panoramic imaging systems comprising rotatable mirrors for image stabilization
JP6925525B2 (ja) * 2018-06-04 2021-08-25 三菱電機株式会社 照明装置
CN109343194A (zh) * 2018-12-18 2019-02-15 中国电子科技集团公司第十研究所 一种利用等腰棱镜消像旋的方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3442575A (en) * 1965-03-04 1969-05-06 Bell Aerospace Corp Optical scanning system
US3428812A (en) * 1965-10-22 1969-02-18 Nasa Optical spin compensator
FR2180736B1 (nl) * 1972-04-15 1977-04-29 Elektro Optik Gmbh & Co Kg
DE2226372B2 (de) * 1972-04-15 1975-10-02 Elektro-Optik Gmbh & Co Kg, 2392 Gluecksburg Verfahren und Anordnung für optische Zielverfolgungsgeräte
DE2848325A1 (de) * 1978-11-08 1980-05-22 Philips Patentverwaltung Waermebildgeraet zum erfassen und erkennen eines waermeziels
DE3805642C1 (nl) * 1988-02-24 1989-06-01 Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8012 Ottobrunn, De

Also Published As

Publication number Publication date
GB9028106D0 (en) 1993-07-14
IT9067936A0 (it) 1990-11-28
IT1240581B (it) 1993-12-17
DE4042165C2 (de) 2003-05-08
IT9067936A1 (it) 1991-06-30
ES2117960A6 (es) 1998-08-16
GB2266022A (en) 1993-10-13
DE4042165A1 (de) 1993-11-25
FR2690997B1 (fr) 1994-09-16
GB2266022B (en) 1994-04-27
FR2690997A1 (fr) 1993-11-12
US5512741A (en) 1996-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL9002834A (nl) Optoelektronisch doelverwervingsstelsel met zeer groot veld
KR100313819B1 (ko) 전자광학센서용비기계적단계스캐너시스템
EP0004227B1 (fr) Appareil de détection optoélectrique et de localisation angulaire d&#39;un objet lumineux et son utilisation
US3971939A (en) Unitary lasser/IR seeker
JP2949600B2 (ja) 結像装置
JP7102797B2 (ja) 光学装置、これを用いた距離計測装置、及び移動体
US7940444B2 (en) Method and apparatus for synchronous laser beam scanning
JP2007538243A (ja) 試料を調査するための装置及び方法
FR2476325A1 (fr) Systeme de reperage omnidirectionnel pour objets en mouvement
JP4326946B2 (ja) 多数の回転望遠鏡サブアセンブリを有する走査センサシステム
JP2020076718A (ja) 距離測定装置及び移動体
US3614194A (en) Wide field optical scanner
JP2001512586A (ja) 光学装置
KR102328368B1 (ko) 전자기파 검출 모듈 및 전자기파를 이용한 투과 검출 장치
EP0702246A1 (fr) Dispositif embarquable de mesure de rétrodiffusion de lumière
FR2505505A1 (fr) Dispositif laser pour detecter et neutraliser l&#39;optique d&#39;un appareil de reperage adverse
EP0138646B1 (fr) Dispositif d&#39;analyse de champ spatial pour la localisation angulaire d&#39;objects rayonnants
US5473438A (en) Spectroscopic method and apparatus for measuring optical radiation
KR102069299B1 (ko) 고효율 투과영상 물체검사모듈 및 물체검사장치
US3318650A (en) Radiation detection system
JPS63173940A (ja) 光学式欠陥検出装置
EP0100354B1 (en) Method and means of beam apodization
FR2687791A1 (fr) Systeme optronique de poursuite tridimensionnelle avec alignement automatique d&#39;un telemetre optique sur la cible.
EP1856552B1 (fr) Dispositif de contre-mesure et de poursuite d&#39;une menace sous la forme d&#39;un missile a autodirecteur
FR2551194A1 (fr) Dispositif pour guider un missile sur un objectif

Legal Events

Date Code Title Description
BV The patent application has lapsed