DE2623399C2

DE2623399C2 - Afokaler Spektralwandler

Info

Publication number: DE2623399C2
Application number: DE19762623399
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Industrie-Automation & Co 6900 Heidelberg De GmbH
Current assignee: Industrie-Automation & Co 6900 Heidelberg De GmbH
Priority date: 1976-05-25
Filing date: 1976-05-25
Publication date: 1982-12-30
Also published as: FR2366591A1; FR2366591B1; DE2623399A1; NL7705783A; SE7705977L; NL189623B; SE436664B; IT1115481B; NL189623C; GB1584556A; CH612768A5

Description

a) der Aufnahmeteil (1) und der Wiedergabeteil (2) besitzen getrennte refrakti ve Abbildungssysteme (21; 23), die beide zusammen das Abbildungsverhältnis 1 :1 haben;

b) die optische Achse des Aufnahmeteils ist zur optischen Achse des Wiedergabeteils parallel;

c) die optische Trennstelle zwischen dem Vorsatzgerät und dem Hauptgerät liegt in Lichtrichtung vor der Eintrittspupille des Hauptgerätes; und

d) die Einspiegelung der Strahlen des Wiedergabeteils (2) erfolgt mittels eines Spektralteilers (3), der fester Bestandteil des Vorsatzgerätes ist, ohne daß eine Beeinflussung des Bildes des Hauptgerätes stattfindet.

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Die Erfindung betrifft einen afokalen Spektralwandler entsprechend dem Gattungsteil des Patentanspruches.

Damit ein solches Vorsatzgerät in der Praxis tatsächlich verwendbar ist, müssen verschiedene Bedingungen erfüllt sein. Insbesondere muß ein solches Gerät einen relativ großen Bildwinkel liefern, und es muß eine entsprechende Abbildungsqualität haben. Außerdem darf es die bestehende Ziel- und/oder Richtvorrichtung nur unmerklich beeinflussen.

Bekannte Geräte dieser Art, die im Vorsatzgerät mit reflektiven abbildenden optischen Mitteln im Aufnahmeteil und im Wiedergabeteil arbeiten, wie z. B. in der DE-OS 15 72 768 beschrieben, erfüllen diese Bedingungen nicht, weil generell die von ihnen gelieferte Abbildungsqualität zu schlecht ist. Außerdem ist der von ihnen gelieferte Bildwinkel zu klein. Ferner hat die Austrittspupille des Vorsatzgerätes einen viel zu großen Abstand von der Eintrittspupille des Ziel- und/oder Richtgerätes, und sie ist mit der Eintrittspupille des Ziel- und/oder Richtgerätes nicht identisch bzw. deckungsgleich. Außerdem benötigen die Geräte nach dem Stand der Technik einen aufwendigen Justiervorgang (Achsharmonisierung).

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Vorsatzgerät der genannten Art zu schaffen, bei dem diese Nachteile vermieden sind, und das daher in der Praxis gut verwendbar ist. Insbesondere soll eine Achsharmonisierung entfallen können.

Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe mit einem Gerät gelöst, das die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches besitzt.

Der wesentliche Unterschied des erfundenen Vorsatzgerätes gegenüber denjenigen nach dem Stand der Technik besteht somit darin, daß in seinem Aufnahmeteil und Wiedergabeteil getrennte refraktive Abbildungssysteme verwendet werden, die beide zusammen das Abbildungsverhältnis 1 :1 haben. Nur dadurch ist es z. B. möglich, die Austrittspupille des Vorsatzgerätes möglichst nahe an die Eintrittspupille des Ziel- und/oder Richtgerätes heranzurücken, so daß die Einspiegelung über die gesamte Eintrittspupille des Ziel- und/oder Richtgerätes erfolgen kann und man eine ungestörte Pupille erhält Außerdem erreicht man ebenfalls nur dadurch den von den heutigen Geräten geforderten großen Bildwinkel.

Weiter ist es wesentlich, daß die optische Achse des Aufnahmeteils zur optischen Achse des Wiedergabeteils parallel ist, denn erst dadurch wird das Vorsatzgerät justierunempfindlich zum Ziel- und/oder Richtgerät

Da keine Beeinflussung des Bildes des Hauptgerätes stattfinden soll, muß die Austrittspupille des Wiedergabeteils so groß bemessen sein, daß für das Ziel- und/oder Richtgerät keine Randvignettierung auftritt

Schließlich erfolgt die Einspiegelung der Strahlen des Wiedergabeteiles in den Strahlengang des Ziel- und/oder Richtgerätes mittels eines Spektralteilers.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung der Arbeitsweise des Vorsatzgerätes im Zusammenbau mit dem Hauptgerät

Fig.2 schematisch den optischen Aufbau eines Vorsatzgerätes,

Fig.3 schematisch den Anbau des Gerätes an ein übliches Ziel- und/oder Richtgerät.

Das Vorsatzgerät besteht aus zwei Teilen, dem Aufnahmeteil 1, in welchem die vom Objekt emittierten IR-Strahlen abgetastet und dem Detektor zugeleitet werden, und dem Wiedergabeteil 2, in dem die von den Lumineszenzdioden abgegebenen Strahlen zu einem Bild vereinigt und weitergeleitet werden. Die Trennlinie 6 vertritt in F i g. 1 die gesamte Elektronik, in der die Umwandlung der aufgenommenen IR-Strahlen über ein Video-Signal und Lumineszenzdioden in sichtbare Strahlen erfolgt. Die ankommenden IR-Strahlen 17 werden zunächst durch den Spiegel 15 umgelenkt, dann durch das spezielle IR-Objektiv 21 fokussiert und gelangen so zu dem Detektor. Die von den Lumineszenzdioden kommenden sichtbaren Strahlen werden in dem speziell für sichtbares Licht konzipierten Objektiv 23 in parallele Strahlen umgewandelt und gelangen so zu einem Spektralteiler 3, welcher durch die Austrittsöffnung 32 und die Eintrittspupille 41 in den Strahlengang des Hauptgerätes einspiegelt. Die Optik des Ziel- und/oder Richtgerätes ist mit 46 bezeichnet. Der Strahlenteiler 3 ist so schmalbandig ausgebildet, daß er nur exakt die von den Lumineszenzdioden kommenden Strahlen reflektiert und die restlichen Strahlen durchläßt.

Gegenüber der Austrittsöffnung 32 ist eine Eintrittspupille 31 angeordnet, durch die die sichtbaren Strahlen in das Ziel- und/oder Richtgerät eintreten können. Auf diese Weise wird dem durch das Ziel- und/oder Richtgerät erkennbaren, natürlichen Bild ein Wärmebild überlagert, das die am beobachteten Objekt auftretenden unterschiedlichen Temperaturen in verschiedener Intensität zeigt. Durch die Vergrößerung 1 :1 wird dabei erreicht, daß beide Bilder deckungsgleich sind.

In Fig.2 ist der innere Aufbau eines möglichen Vorsatzgerätes schematisch dargestellt. Das spezielle IR-Objektiv im Aufnahmeteil ist mit 11 bezeichnet. 12 ist ein IR-strahlenbrechendes Polygonalprisma, das mit einem zweiten Polygonalprisma 22 für sichtbares Licht auf einer Welle sitzt und durch einen gemeinsamen

Motor 7 angetrieben wird. Hierdurch wird eine exakt synchrone Drehbewegung der beiden Polygonalprismen erreicht Hinter dem Polygonalprisma 12 ist eine Transformationsoptik 13 angeordnet, von welcher die ankommenden IR-Strahlen einem Detektor i4 zugeleitet werden. Die Umwandlung der vom Detektor aufgenommenen IR-Strahlen in sichtbare Strahlen erfolgt in an sich bekannter Weise über em Video-Signal und Lumineszenzdioden 24. Die von den Lumineszenzdioden 24 ausgehenden sichtbaren Strahlen gelangen über eine Linsengruppe 26 in das Polygonalprisma 22. Diese Linsengruppe kann zur Justierung der Parallelität der optischen Achsen im Aufnahme- und Wiedergabeteil dienen. Vom Polygonalprisma 22 wird das sichtbare Bild geschrieben und dann über einen Kollimator 23 zu einem Umlenkspiegel 25 geleitet Der Umlenkspiegel 25 reflektiert die Strahlen und leitet sie dem Spektralteiler 3 zu, von dem sie in der beschriebenen Weise in den Strahlengang des Grundgerätes eingespiegelt werden. Im Gehäuse, das den Spektralteiler 3 umg^;bt, ist zu diesem Zweck eine Austriltsöffnung 32 vorgesehen. Gegenüber der Austrittsöffnung 32 befindet sich eine Eintrittsöffnung 31 für die sichibaren Strahlen, welche nach Durchtritt durch den Spektralteiler 3 gleichfalls in die Eintrittspupille des Grundgerätes gelangen. Im Strahlenteiler befindet sich ein Loch 33 für Prüfzwecke.

Aus F i g. 3 ist der Anbau des Vorsatzgerätes 5 an das Grundgerät 4 ersichtlich. Für die bereits besprochenen Teile gelten dieselben Bezeichnungen, wie bei den vorhergehenden Figuren. Hinter der Eintrittspupille 41 des Ziel- und/oder Richtgerätes ist hier ein Umlenkprisma 42 angeordnet, welches die Strahlen umlenkt und einem zweiten Umlenkprisma 43 zuleitet Nach nochmaliger Umlenkung durch Prisma 43 gelangen die Strahlen in das Okular 44.

Wesentlich ist dabei, daß zwischen dem Ziel- und/oder Richtgerät und dem Vorsatzgerät keinerlei Steuerverbindungen oder dgl. erforderlich sind. Es ist völlig ausreichend, zwischen Vorsatzgerät und Hauptgerät einfach zu handhabende Befestigungsmittel vorzusehen, die eine grobe Parallität zwischen der optischen Achse des Ziel- und/oder Richtgerätes einerseits und den optischen Achsen des Aufnahmeteils und des Wiedergabeteils im Vorsatzgerät andererseits gewährleisten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Afokaler Spektralwandler als justierunempfindliches Vorsatzgerät für ein Hauptgerät, z. B. für ein Ziel- und/oder Richtgerät, zur Umwandlung eines Wärmebildes in ein sichtbares Bild, mit einem Bildaufnahmeteil im Infraroten und einem Bildwiedergabeteil im Sichtbaren, und mit einer zwischen Aufnahmeteil und Wiedergabeteil angeordneten Scan-Einrichtung, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale: