DE10135222A1

DE10135222A1 - Arrangement for detecting object scene has detector, imaging system with object side part pivotable about pitch axis by pitch frame pivotable in roll frame mounted about roll axis

Info

Publication number: DE10135222A1
Application number: DE2001135222
Authority: DE
Inventors: Rainer Baumann
Original assignee: Bodenseewerk Geratetechnik GmbH
Current assignee: BAUMANN, RAINER, DE
Priority date: 2001-07-24
Filing date: 2001-07-24
Publication date: 2003-02-06
Anticipated expiration: 2021-07-25
Also published as: DE10135222B4

Abstract

The arrangement has a pivotable imaging optical system and fixed detector on which an image of the scene can be formed. The imaging system has an object side part pivotable about a pitch axis by a pitch frame pivotable in a roll frame mounted in the structure and an arrangement for deflecting the beam path along the pitch axis. A further beam deflection arrangement deflects the beam path along the roll axis, on which the detector is arranged. The arrangement has an imaging optical system (30) pivotable with 2 degrees of freedom relative to a structure (10) and a detector fixed to the structure on which an image of the scene can be formed. The imaging system has a part (28) on the object side pivotable about a pitch axis by a pitch frame (24) pivotable about the pitch axis (26) in a roll frame (16) mounted in the structure about a roll axis (18). This part has a first beam deflection arrangement (36) for deflecting the beam path in the pitch axis direction. A further beam deflection arrangement (52) deflects the beam path along the roll axis. The detector (86) is arranged along the roll axis.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung einer Objektszene, enthaltend ein abbildendes optisches System, das mit zwei Freiheitsgraden relativ zu einer Struktur verschwenkbar ist und einem strukturfesten Detektor, auf welchem durch das abbildende optische System ein Bild der Objektszene erzeugt wird. The invention relates to a device for detecting an object scene, comprising a imaging optical system with two degrees of freedom relative to a structure is pivotable and a structurally fixed detector on which by the imaging optical system creates an image of the object scene.

Es kann sich bei dieser Vorrichtung um einen Suchkopf für einen zielverfolgenden Flugkörper handeln. Die Erfindung ist aber auch anwendbar bei einem "Rundumsuchgerät", also einer stationären Vorrichtung, durch welche ein großes Gesichtsfeld ständig abgetastet wird. Ein solches Rundumsuchgerät ist beispielsweise in der EP 0 629 890 B1 dargestellt und beschrieben. This device can be a search head for a target-tracking Act Missile. The invention is also applicable to one "All-round search device", ie a stationary device through which a large Visual field is constantly scanned. Such an all-round search device is for example in EP 0 629 890 B1 shown and described.

Bei bekannten Suchköpfen für zielverfolgende Flugkörper mit einem strukturfesten Detektor ist ein abbildendes optisches System um zwei Achsen kardanisch gelagert, die sich im wesentlichen senkrecht zu der Längsachse oder Rollachse des Flugkörpers erstrecken, nämlich um eine Nickachse und eine Gierachse. Damit kann das optische System um den strukturfesten Detektor mit zwei Freiheitsgraden verschwenkt und auf ein Ziel ausgerichtet werden. Ein Beispiel eines solchen Suchkopfes ist in der DE 34 38 544 C2 beschrieben. Dabei ist der Schielwinkel des Suchkopfes, also die Neigung der optischen Achse des optischen Systems relativ zu der Längsachse des Flugkörpers durch die Mechanik der kardanischen Lagerung beschränkt. In known search heads for target-tracking missiles with a structurally fixed An imaging optical system is gimballed around two axes, the detector essentially perpendicular to the longitudinal axis or roll axis of the missile extend, namely about a pitch axis and a yaw axis. So that the optical System pivoted around the structure-fixed detector with two degrees of freedom and on one Be targeted. An example of such a search head is in DE 34 38 544 C2 described. The squint angle of the seeker head, i.e. the inclination of the optical axis of the optical system relative to the longitudinal axis of the missile the mechanics of the cardanic bearing are limited.

Es sind Suchköpfe bekannt, bei denen ein abbildendes optisches System in einem Nickrahmen sitzt, der um eine Nickachse relativ zu einem Rollrahmen verschwenkbar ist. Der Rollrahmen wiederum ist um eine mit der Längsachse des Flugkörpers zusammenfallende Rollachse drehbar in der Struktur des Flugkörpers gelagert (siehe DE 33 17 232 A1 und DE 198 24 899 C1). Bei diesen bekannten Suchköpfen ist der Detektor nicht strukturfest sondern an dem Nickrahmen vorgesehen. Das macht es schwierig, die Signale des Detektors herauszuführen. Search heads are known in which an imaging optical system in one Pitch frame is seated, which is pivotable about a pitch axis relative to a rolling frame. The rolling frame in turn is around one with the longitudinal axis of the missile coinciding roll axis rotatably mounted in the structure of the missile (see DE 33 17 232 A1 and DE 198 24 899 C1). The detector is in these known search heads not structurally fixed but provided on the pitch frame. That makes it difficult Lead out signals of the detector.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zum Erfassen einer Objektszene so auszubilden, daß bei strukturfestem Detektor ein großer Raumwinkel erfaßt werden kann. The invention is based on the object of a device of the type mentioned Form to detect an object scene so that a structurally fixed detector large solid angle can be detected.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

a) das abbildende optische System einen objektseitigen Systemteil aufweist, der mit einem Nickrahmen um eine zu einer Rollachse senkrechte Nickachse schwenkbar ist,
b) der Nickrahmen um die Nickachse schwenkbar in einem Rollrahmen gelagert ist, der um die Rollachse in der Struktur drehbar gelagert ist,
c) der objektseitige Systemteil erste Strahlenumlenkmittel enthält, durch welche der Abbildungsstrahlengang des abbildenden optischen Systems in die Richtung der Nickachse umlenkbar ist
d) das abbildende optische System weiterhin zweite Strahlenumlenkmittel enthält, die mit dem Rollrahmen verdrehbar sind und durch welche der umgelenkten Strahlengang längs der Nickachse aufgenommen und in die Richtung der Rollachse umgelenkt wird, und
e) der strukturfeste Detektor auf der Rollachse angeordnet ist.

According to the invention, this object is achieved in that

a) the imaging optical system has a system part on the object side, which can be pivoted with a pitch frame about a pitch axis perpendicular to a roll axis,
b) the pitch frame is pivotally mounted about the pitch axis in a rolling frame which is rotatably supported in the structure about the rolling axis,
c) the object-side system part contains first beam deflection means, through which the imaging beam path of the imaging optical system can be deflected in the direction of the pitch axis
d) the imaging optical system further contains second beam deflecting means which can be rotated with the rolling frame and through which the deflected beam path is received along the pitch axis and deflected in the direction of the rolling axis, and
e) the structurally fixed detector is arranged on the roll axis.

Durch die Verwendung eines aus Nickrahmen und Rollrahmen bestehenden Kardansystems ist es möglich, einen großen Raumwinkel zu erfassen. Der objektseitige Systemteil kann bei geeigneter konstruktiver Auslegung um die Nickachse um mehr als 90° gegenüber dem Rollrahmen verschwenkt werden, ohne daß diese Bewegung durch den Rollrahmen behindert wird. Die Drehung des Rollrahmens um die Rollachse gestattet eine Orientierung des Systemteils innerhalb eines Winkels von 360°. Im Gegensatz zu bekannten Roll-Nick-Systemen sitzt aber der Detektor nicht am Nickrahmen sondern ist strukturfest auf der Rollachse angeordnet. Das wird ermöglicht durch eine Umlenkung des Abbildungsstrahlenganges. Der Abbildungsstrahlengang wird zunächst durch die ersten Strahlenumlenkmittel so umgelenkt, daß er längs der Nickachse verläuft. Der Strahlengang wird dann durch eine Verschwenkung des objektseitigen Systemteils um die Nickachse nicht beeinflußt. Die zweiten Strahlenumlenkmittel, die mit dem Rollrahmen verdrehbar sind, erfassen den so umgelenkten Strahlengang auf der Nickachse und lenken ihn so um, daß er längs der Rollachse verläuft. Auf der Rollachse, die ja strukturfest ist, sitzt der strukturfeste Detektor. By using a pitch frame and rolling frame Cardan systems make it possible to record a large solid angle. The object side With a suitable design, the system part can be more than about the pitch axis Can be pivoted 90 ° relative to the rolling frame without this movement the rolling frame is hindered. The roll frame can be rotated around the roll axis an orientation of the system part within an angle of 360 °. In contrast to known roll nick systems, the detector is not located on the pitch frame but is structurally arranged on the roll axis. This is made possible by a redirection of the imaging beam path. The imaging beam path is initially determined by the first deflected so that it runs along the pitch axis. The The beam path is then swiveled around by the object-side system part the pitch axis is not affected. The second radiation deflecting means, which with the Rolling frames are rotatable, capture the beam path thus deflected on the Pitch axis and deflect it so that it runs along the roll axis. On the roll axis, which is structurally stable, the structurally fixed detector sits.

Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. An embodiment of the invention is below with reference to the associated drawings explained in more detail.

Fig. 1 zeigt schematisch und abgebrochen einen Längsschnitt eines Flugkörpers mit einem Suchkopf. Fig. 1 shows schematically and broken a longitudinal section of a missile with a seeker head.

Fig. 2 zeigt eine Abwandlung einer Einzelheit des abbildenden optischen Systems. Fig. 2 shows a modification of a detail of the imaging optical system.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführung des Suchkopfes. Fig. 3 shows another embodiment of the seeker head.

In Fig. 1 ist mit 10 die Struktur eines zielverfolgenden Flugkörpers bezeichnet. Die Nase des Flugkörpers wird von einem halbkugeligen Dom oder Fenster 12 gebildet. Hinter dem Dom 12 sitzt ein Suchkopf 14. The structure of a target-tracking missile is designated by 10 in FIG. 1. The nose of the missile is formed by a hemispherical dome or window 12 . A search head 14 sits behind the cathedral 12 .

Der Suchkopf 14 weist einen Rollrahmen 16 auf. Der Rollrahmen 16 ist in Lagermitteln 17 um eine Rollachse 18 drehbar gelagert. Das ist in Fig. 1 durch die Pfeile 20 angedeutet. Die Rollachse 18 fällt hier mit der Längsachse des Flugkörpers zusammen. In dem Rollrahmen 16 ist über Lagermittel 22 ein Nickrahmen 24 um eine Nickachse 26 schwenkbar gelagert. Der Rollrahmen 16 gestattet eine Schwenkbewegung des Nickrahmens und der darin sitzenden Teile um die Nickachse 26 um einen Winkel von etwa 180°, also um 90° nach hinten in Fig. 1 und um 90° nach vorn. The search head 14 has a rolling frame 16 . The rolling frame 16 is rotatably supported in bearing means 17 about a rolling axis 18 . This is indicated in Fig. 1 by the arrows 20 . The roll axis 18 coincides here with the longitudinal axis of the missile. A pitch frame 24 is pivotally mounted about a pitch axis 26 in the rolling frame 16 via bearing means 22 . The rolling frame 16 permits a pivoting movement of the pitch frame and the parts seated therein about the pitch axis 26 by an angle of approximately 180 °, that is to say by 90 ° to the rear in FIG. 1 and by 90 ° to the front.

In dem Nickrahmen 24 sitzt ein objektseitiger Systemteil 28 eines abbildenden optischen Systems, das generell mit 30 bezeichnet ist. Der objektseitige Systemteil 28 enthält eine Linse 32, die in einer trichterförmigen, an den Nickrahmen angeformten Fassung 34 gehaltert ist, und ersten Strahlenumlenkmitteln in Form eines Umlenkprismas 36. Der objektseitige Systemteil 28 des abbildenden optischen Systems 30 definiert eine optische Achse 38. Die optische Achse 38 verläuft senkrecht zu der Nickachse 26. In der dargestellten Mittelstellung des Nickrahmens 24 fällt die optische Achse 38 mit der Längsachse des Flugkörpers und der Rollachse 18 zusammen. Rollachse 18, Nickachse 26 und optische Achse 38 schneiden sich im Krümmungsmittelpunkt 40 des halbkugeligen Doms 12. Der Querschnitt des mit dem Nickrahmen 24 verbundenen Umlenkprismas 36 bildet im wesentlichen ein gleichschenklig-rechteckiges Dreieck. Das Umlenkprisma 36 weist dementsprechend eine "Hypothenusenfläche" 42 auf. Diese Hypothenusenfläche 42 bildet mit der optischen Achse 38 einen Winkel von 45°. Der Abbildungsstrahlengang des abbildenden optischen Systems 30 wird daher durch Totalreflexion an der Hypothenusenfläche 42 um 90° umgelenkt, so daß die optische Achse 44 des umgelenkten Strahlenganges nunmehr mit der Nickachse 26 zusammenfällt. Der Strahlengang tritt dabei senkrecht durch die beiden "Kathetenflächen" 46 und 48 des Umlenkprismas 36. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführung ist die Kathetenfläche 46 konvex und die Kathetenfläche 48 konkav gekrümmt. Das Umlenkprisma 36 hat dadurch gleichzeitig eine Linsenwirkung. Das Umlenkprisma 36 erzeugt in Verbindung mit der Linse 32 ein Zwischenbild 50 der Objektszene. An object-side system part 28 of an imaging optical system, which is generally designated 30, is seated in the pitch frame 24 . The system part 28 on the object side comprises a lens 32 which is held in a funnel-shaped mount 34 which is molded onto the pitch frame, and first beam deflecting means in the form of a deflecting prism 36 . The object-side system part 28 of the imaging optical system 30 defines an optical axis 38 . The optical axis 38 runs perpendicular to the pitch axis 26 . In the illustrated central position of the pitch frame 24 , the optical axis 38 coincides with the longitudinal axis of the missile and the roll axis 18 . Roll axis 18 , pitch axis 26 and optical axis 38 intersect at the center of curvature 40 of the hemispherical dome 12 . The cross section of the deflection prism 36 connected to the pitch frame 24 essentially forms an isosceles rectangular triangle. The deflecting prism 36 accordingly has a "hypotenuse surface" 42 . This hypotenuse surface 42 forms an angle of 45 ° with the optical axis 38 . The imaging beam path of the imaging optical system 30 is therefore deflected through 90 ° by total reflection on the hypotenuse surface 42 , so that the optical axis 44 of the deflected beam path now coincides with the pitch axis 26 . The beam path passes perpendicularly through the two “catheter surfaces” 46 and 48 of the deflection prism 36 . In the embodiment shown in FIG. 1, the catheter surface 46 is convex and the catheter surface 48 is concave. The deflection prism 36 thereby has a lens effect at the same time. The deflection prism 36 , in conjunction with the lens 32, generates an intermediate image 50 of the object scene.

Die Ausnutzung des Umlenkprismas 36 als Linse vermindert die Zahl der reflektierenden Flächen und damit Lichtverluste und Streulicht. Ferner kann durch geschickte Wahl der Prismen-Materialien und -Brechkräfte das optische System passiv temperaturkompensiert werden. The use of the deflection prism 36 as a lens reduces the number of reflecting surfaces and thus light losses and stray light. Furthermore, the optical system can be passively temperature-compensated by a clever choice of prism materials and powers.

Der umgelenkte Abbildungsstrahlengang wird von zweiten Strahlenumlenkmitteln aufgenommen, die generell mit 52 bezeichnet sind. Die zweiten Strahlenumlenkmittel 52 sind fest in dem Rollrahmen 16 gehaltert und mit diesem um die Rollachse 18 drehbar. Die zweiten Strahlenumlenkmittel 52 weisen ein zweites Umlenkprisma 54, ein drittes Umlenkprisma 56 und ein viertes Umlenkprisma 58 auf. Die Querschnitte der Umlenkprismen 54, 56 und 58 sind ähnlich wie bei dem Umlenkprisma 36 gleichschenklig-rechtwinklige Dreiecke mit Hypothenusenflächen, an denen der Abbildungsstrahlengang totalreflektiert wird und mit Kathetenflächen, die senkrecht zur optischen Achse des Abbildungsstrahlenganges verlaufen. The deflected imaging beam path is picked up by second beam deflection means, which are generally designated 52. The second beam deflection means 52 are fixedly held in the rolling frame 16 and can be rotated therewith about the rolling axis 18 . The second beam deflection means 52 have a second deflection prism 54 , a third deflection prism 56 and a fourth deflection prism 58 . The cross sections of the deflecting prisms 54 , 56 and 58 are, similar to the deflecting prism 36, isosceles right-angled triangles with hypotenuse surfaces on which the imaging beam path is totally reflected and with catheter surfaces that are perpendicular to the optical axis of the imaging beam path.

Das zweite Umlenkprisma 54 sitzt auf der Nickachse 26. Seine Hypothenusenfläche 60 ist unter 45° zur Nickachse 26 und zu der einmal umgelenkten optischen Achse 44 geneigt. Eine Kathetenfläche 62 ist senkrecht zu der optischen Achse 44 und liegt der Kathetenfläche 48 des Umlenkprismas 36 gegenüber. Das Zwischenbild 50 liegt beispielsweise zwischen den Kathetenflächen 48 und 62. Durch das Umlenkprisma 54 wird der Abbildungsstrahlengang ein zweites Mal um 90° umgelenkt, so daß die zweimal umgelenkte optische Achse 64 parallel zu der Rollachse 18 in der von Nickachse 26 und Rollachse 18 aufgespannten Ebene verläuft. Die zweimal umgelenkte optische Achse 64 tritt durch die Kathetenfläche 66 des zweiten Umlenkprismas 54 aus. The second deflection prism 54 sits on the pitch axis 26 . Its hypotenuse surface 60 is inclined at 45 ° to the pitch axis 26 and to the optical axis 44 , once deflected. A catheter surface 62 is perpendicular to the optical axis 44 and lies opposite the catheter surface 48 of the deflection prism 36 . The intermediate image 50 lies, for example, between the catheter surfaces 48 and 62 . The imaging beam path is deflected by 90 ° a second time through the deflection prism 54 , so that the twice deflected optical axis 64 runs parallel to the roll axis 18 in the plane spanned by the pitch axis 26 and roll axis 18 . The twice deflected optical axis 64 exits through the catheter surface 66 of the second deflection prism 54 .

Das dritte Umlenkprisma 56 sitzt auf der zweimal umgelenkten optischen Achse 64. Seine Hypothenusenfläche 68 ist wieder unter 45° zu der optischen Achse 64 geneigt und senkrecht zu der Hypothenusenfläche 60 des zweiten Umlenkprismas 54 und lenkt durch Totalreflexion den Abbildungsstrahlengang wieder um 90° parallel zur Nickachse 26 nach innen zu der Rollachse 18 hin um. Auch die drei Mal umgelenkte optische Achse 70 verläuft in der von Nickachse 26 und Rollachse 18 aufgespannten Ebene. Die eintrittseitige Kathetenfläche 72 des dritten Umlenkprismas 56 liegt senkrecht zu der zweimal umgelenkten optischen Achse 64 und der austrittseitigen Kathetenfläche 66 des zweiten Umlenkprismas 54 gegenüber. Die austrittseitige Kathetenfläche 74 des dritten Umlenkprismas ist senkrecht zu der drei Mal umgelenkten optischen Achse 70. The third deflection prism 56 sits on the twice deflected optical axis 64 . Its hypotenuse surface 68 is again inclined at 45 ° to the optical axis 64 and perpendicular to the hypotenuse surface 60 of the second deflection prism 54 and, by total reflection, deflects the imaging beam path again through 90 ° parallel to the pitch axis 26 inwards towards the roll axis 18 . The optical axis 70 deflected three times also runs in the plane spanned by the pitch axis 26 and roll axis 18 . The entrance-side catheter surface 72 of the third deflection prism 56 lies perpendicular to the twice deflected optical axis 64 and the exit-side catheter surface 66 of the second deflection prism 54 . The exit-side catheter surface 74 of the third deflection prism is perpendicular to the optical axis 70 deflected three times.

Das zweite und das dritte Umlenkprisma 54 und 56 sitzen mit ihren Hypothenusenflächen in einer dachförmigen Halterung 76 in dem Rollrahmen 16. The second and third deflecting prisms 54 and 56 sit with their hypotenuse surfaces in a roof-shaped holder 76 in the rolling frame 16 .

Die Hypothenusenfläche 78 des vierten Umlenkprismas 58 ist parallel zu der Hypothenusenfläche 68 des dritten Umlenkprismas 56 und um 45° zu der drei Mal umgelenkten optischen Achse 70 geneigt. Das vierte Umlenkprisma 58 sitzt auf der Rollachse 18. Durch Totalreflexion an der Hypothenusenfläche 78 wird der Abbildungsstrahlengang ein viertes Mal um 90° umgelenkt so, daß die vier Mal umgelenkte optische Achse 80 des Abbildungsstrahlenganges mit der Rollachse 18 zusammenfällt. Die eintrittseitige Kathetenfläche 82 des vierten Umlenkprismas 58 ist senkrecht zu der drei Mal umgelenkten optischen Achse 70 und liegt der austrittseitigen Kathetenfläche 74 des dritten Umlenkprismas gegenüber. Die austrittseitige Kathetenfläche 84 des vierten Umlenkprismas 58 ist einem strukturfesten Detektor 86 zugewandt. The hypotenuse surface 78 of the fourth deflection prism 58 is parallel to the hypotenuse surface 68 of the third deflection prism 56 and inclined by 45 ° to the optical axis 70 deflected three times. The fourth deflection prism 58 sits on the roll axis 18 . Due to total reflection on the hypotenuse surface 78 , the imaging beam path is deflected a fourth time by 90 ° such that the four times deflected optical axis 80 of the imaging beam path coincides with the roll axis 18 . The entrance-side catheter surface 82 of the fourth deflection prism 58 is perpendicular to the optical axis 70 deflected three times and lies opposite the exit-side catheter surface 74 of the third deflection prism. The exit-side catheter surface 84 of the fourth deflection prism 58 faces a structurally fixed detector 86 .

Die Kathetenflächen 62, 66, 72, 74, 82 und 84 sind gekrümmt, so daß die zugehörigen Umlenkprismen zugleich als Linsen wirken. Diese Linsen bilden einen detektorseitigen Systemteil des abbildenden optischen Systems 30, durch welchen auf dem Raster von Detektorelementen des Detektors 86 ein Bild 88 der Objektszene erzeugt wird. The catheter surfaces 62 , 66 , 72 , 74 , 82 and 84 are curved, so that the associated deflection prisms also act as lenses. These lenses form a detector-side system part of the imaging optical system 30 , by means of which an image 88 of the object scene is generated on the grid of detector elements of the detector 86 .

Die beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt:
Der Nickrahmen 24 gestattet eine Verschwenkung der optischen Achse 38 um die Nickachse 26 über einen Winkel von etwa 90° nach vorn und nach hinten in Fig. 1. Der Rollrahmen 26 gestattet eine Drehbewegung der Nickachse 26 um die Rollache über einen Winkel von 360°. Die optische Achse 36 kann dadurch in jede Richtung innerhalb des halbkugeligen Raumwinkels, der durch den Dom 12 abgedeckt ist, ausgerichtet werden. Durch die Umlenkung des Strahlenganges durch das erste Umlenkprisma 36 ist der Abbildungsstrahlengang durch die Schwenkbewegung um die Nickachse 26 nicht beeinflußt. Der Abbildungsstrahlengang fällt bei jeder Stellung des Nickrahmens auf das zweite Umlenkprisma 54. Durch die Umlenkprismen 54, 56 und 58 wird der Abbildungsstrahlengang auf den feststehenden Detektor 86 gelenkt, und zwar bei jeder Stellung des Rollrahmens 16. Die strukturfeste Anordnung des Detektors erleichtert die Signalübertragung und die Zufuhr von Kühlmittel zum Detektor. The arrangement described works as follows:
The pitch frame 24 permits a swiveling of the optical axis 38 around the pitch axis 26 through an angle of about 90 ° forwards and backwards in Fig. 1. The roller frame 26 permits a rotational movement of the pitch axis 26 about the Rollache over an angle of 360 °. As a result, the optical axis 36 can be aligned in any direction within the hemispherical solid angle covered by the dome 12 . By deflecting the beam path through the first deflection prism 36 , the imaging beam path is not influenced by the pivoting movement about the pitch axis 26 . The imaging beam path falls on the second deflection prism 54 at every position of the pitch frame. The imaging beam path is directed onto the fixed detector 86 by the deflecting prisms 54 , 56 and 58 , specifically at every position of the rolling frame 16 . The structurally fixed arrangement of the detector facilitates signal transmission and the supply of coolant to the detector.

Die Zwischenabbildung und die Ausbildung der Umlenkprismen 54, 56 und 58 als Linsen gestattet es, den Bündelquerschnitt des Abbildungsstrahlenganges bei Durchgang durch die Umlenkprismen 54, 56 und 58 klein zu halten. The intermediate image and the design of the deflection prisms 54 , 56 and 58 as lenses make it possible to keep the bundle cross section of the imaging beam path small as it passes through the deflection prisms 54 , 56 and 58 .

Statt der Umlenkprismen 36, 54, 56 und 58 können auch Umlenkspiegel vorgesehen werden. Es ist auch möglich, die Umlenkprismen 54, 56 und 58 zu einem einzigen Körper 90 zu vereinigen, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Instead of the deflection prisms 36 , 54 , 56 and 58 , deflection mirrors can also be provided. It is also possible to combine the deflection prisms 54 , 56 and 58 into a single body 90 , as shown in FIG. 2.

Die Ausführung nach Fig. 3 entspricht im Prinzip der Ausführung nach Fig. 1. entsprechende Teile sind in Fig. 3 mit dem gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 1. The embodiment according to FIG. 3 corresponds in principle to the embodiment according to FIG. 1. Corresponding parts are given the same reference numerals in FIG. 3 as in FIG. 1.

Im Gegensatz zu der Ausführung von Fig. 1 ist der objektseitige Systemteil des abbildenden optischen Systems ein Cassegrain-System mit einem ringförmigen Hohlspiegel 92 und einem konvexen Sekundärspiegel 94. Ein Zwischenbild 96 wird beispielsweise dicht vor dem ersten Umlenkprisma 36 erzeugt. Die Umlenkprismen 36, 54, 56 und 58 sind jeweils Teile von Würfeln mit einer reflektierenden Diagonalfläche. Eine gesonderte Linse 98 erzeugt das Bild 100 der Objektszene auf dem Detektor. In contrast to the embodiment of FIG. 1, the object-side system part of the imaging optical system is a Cassegrain system with an annular concave mirror 92 and a convex secondary mirror 94 . An intermediate image 96 is generated, for example, close to the first deflection prism 36 . The deflection prisms 36 , 54 , 56 and 58 are each parts of cubes with a reflecting diagonal surface. A separate lens 98 generates the image 100 of the object scene on the detector.

Claims

1. Device for detecting an object scene, containing an imaging optical system that can be pivoted with two degrees of freedom relative to a structure and a structurally fixed detector on which an image of the object scene is generated by the imaging optical system, characterized in that

a) the imaging optical system ( 30 ) has an object-side system part ( 28 ) which can be pivoted with a pitch frame ( 24 ) about a pitch axis ( 26 ) perpendicular to a roll axis ( 18 ),

b) the pitch frame ( 24 ) is pivotally mounted about the pitch axis ( 26 ) in a rolling frame ( 16 ) which is rotatably supported in the structure ( 10 ) about the rolling axis ( 18 ),

c) the object-side system part ( 28 ) contains first beam deflection means ( 36 ), through which the imaging beam path of the imaging optical system ( 30 ) can be deflected in the direction of the pitch axis ( 26 )

d) the imaging optical system ( 30 ) further contains second beam deflection means ( 52 ) which can be rotated with the rolling frame ( 16 ) and through which the deflected beam path is taken along the pitch axis ( 26 ) and deflected in the direction of the rolling axis ( 18 ) , and

e) the structurally fixed detector ( 86 ) is arranged on the roll axis ( 18 ).

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that

a) the object-side system part ( 28 ) has first reflecting means ( 36 ) as first beam deflecting means, through which the imaging beam path of the imaging optical system ( 30 ) can be deflected in the direction of the pitch axis ( 26 ),

b) second reflecting means ( 54 ) are provided in the rolling frame ( 16 ) and rotatable therewith on the pitch axis ( 26 ), by means of which the imaging beam path of the imaging optical system ( 30 ) can be deflected in a direction parallel to the rolling axis ( 18 ),

c) third reflecting means ( 54 ) are provided in the rolling frame ( 16 ) and rotatable therewith, through which the deflected imaging beam path can be deflected towards the rolling axis ( 18 ) in a direction parallel to the pitch axis ( 26 ) and

d) fourth reflecting means ( 58 ) are provided in the rolling frame ( 16 ) and with these rotatable on the rolling axis ( 18 ), through which the imaging beam path deflected by the third reflecting means ( 56 ) in the direction of the rolling axis ( 18 ) onto the The structure-fixed detector ( 86 ) seated on the roll axis ( 18 ) can be deflected, the second, third and fourth reflecting means forming the second radiation deflecting means ( 52 ).

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the reflecting means are deflecting prisms ( 36 , 54 , 56 , 58 ) with a cross section forming an isosceles right-angled triangles, the totally reflecting hypotenuse surfaces ( 42 , 60 , 68 , 78 ) of which Deflect the imaging beam path, the catheter surfaces ( 62 , 66 ; 72 , 74 ; 82 , 84 ) each lying perpendicular to the optical axis of the imaging beam path

4. Arrangement according to claim 3, characterized in that at least one part of the catheter surfaces form curved lens surfaces.

5. Arrangement according to claim 4, characterized in that the deflecting prisms which form the second, third and fourth reflecting means are formed by a coherent body ( 90 ).

6. Arrangement according to one of claims 2 to 5, characterized in that

a) the arrangement is arranged behind a hemispherical dome ( 12 ) forming the nose of the missile,

b) the pitch and roll axes ( 26 , 18 ) intersect vertically at the center of curvature ( 40 ) of this dome ( 12 ) and

c) the reflecting surface of the first reflecting means ( 36 ) extends at 45 ° to the roll axis ( 18 ) through this intersection ( 40 ).

7. Arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the imaging optical system ( 30 ) generates at least one intermediate image ( 50 ) in the region of the beam deflection means ( 36 , 52 ).

8. Arrangement according to claim 7, characterized in that the intermediate image ( 96 ) is generated close to the first radiation deflecting means.

9. Arrangement according to claim 7, characterized in that the intermediate image is generated by the object-side system part ( 28 ) between the first and the second beam deflection means ( 36 , 52 ).