DE2946111A1

DE2946111A1 - Optischer koerper fuer ein lidar-system

Info

Publication number: DE2946111A1
Application number: DE19792946111
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Phys. Christian 8022 Grünwald Diehl
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1979-11-15
Filing date: 1979-11-15
Publication date: 1981-05-27
Also published as: DE2946111C2

Description

Optischer Körper fiir ein LIDAR-System
Die Erfindung bezieht sich auf einen optischen Körper für ein Lidar-system.
Durch die DE-OS 22 40 893 ist eine Spiegelantenne bekanntgeworden, die ein offenes Gehäuse aufweist, das durch eine parabolförmige Platte verschlossen wird, welche mit einem Erregeraggregat und einer elektrischen Schaltungseinheit etc. eine Baueinheit bildet und aus Kunststoff gefertigt ist. Diese Ausfljhrungsform erfordert, wie alle anderen bislier bekannt gewordenen cassegrainartigen optischen Einrichtungell, eine sehr große Bauweise bei gleicher Apertur. Ausserdem müssen die einzelnen Baukomponenten justiert werden.
Für viele waffentechnische Anwendungen sind diese Systeme übeihaupt nicht einsetzbar, da sie nur eine sehr geringe Beschleunigungsfestigkeit besitzen und gegenüber Umwelteinflüssen zu empfindlich sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen optischen Körper für ein Lidarsystem zu schaffen, das die vorgenannten Nachteile beseitigt, kleine Dimensionen und geringe Masse aufweist und nicht mehr justiert werden muB.
Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen niedergelegten Maßnahmen in überraschend einfacher und zuverlässiger Weise gelöst. In der nachfolgenden Beschreibung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert und in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Teilquerschnitt des zusammengebauten Gesamtsystems in schematischer Darstellung; den 2 den optischen Körper und das mit ihm verbundene Diodenelement in vergrößertem Maßstab; Fig. 3 eine schematische Darstellung des optischen Elements in vergrößertem Maßstab.
Die Fig. 1 zeigt ein Ausfrnrrngsbeispiel des erfindungsgemäßen Cassegrain-Teleskops mit extrem kurzer Baulänge.
Das optische Element lo ist aus Glns oder Plexiglas oder einem ähnlichen Material gefertigt und zwar mit gepreßten Spiegeloberflächen loa und einer Ausspai'ung lob fiir die Aufnahme einer Empfangsdiode 12, die durch diese ihrer Form entsprechenden Aussparung lob justiert ist, d.h. letztere ist in Form und Dimensionen dem Anschlußfuß 14 der Empfangsdiode 12 entsprechend ausgebildet.
Dieser sogenannte Anschlußfuß wird von dem mit dem Diodendeckglas 12a verkitteten oder verklebten Interferenzfiltor 14 gebildet, wobei dieser Interferenzfilter Träger einer ebenfalls zentrierten Streulichtblende 15 und einer Gesichtsfeldblende 12a ist. Auch die optisch aktive Oberfläche 12b der Diode 12 wirkt gleichzeitig als Streulichtblende.
Die Form des optischen Elementes lo ist nun so gehalten, daß die Lichtwege in ihm immer gleich lang und nahezu vollständig unabhängig vom Einfallswinkel und vom Abstand zur optischen Achse 20 sind. Dadurch kann extrem klein gebaut werden, was zu einer wesentlichen Erhöhung der Beschleunigungs- und Schockfestigkeit führt.
Die Diode 12 ist mit ihren Anschlüssen 120 mit der Elektronik 13 verbunden, die ihrerseits mit der Laserdiode 11 verbunden ist. Dieser Laserdiode 11 sind optische Elemente Ila vorgeschaltet, die den Sendestrahl richten. Die vorgenannten Bauteile sind mit Ausnahme der sogenannten Empfangs- und Sendeseite allseitig mit einer innen, gehäuseartigen Kunststoffschicht uinmantelt und so gegen unmittelbare Beschädigung bzw. Beeinflussung durch Umweltgegebenheiten geschützt.
Diese vorbeschriebene Ausgestaltung erlaubt die Verwendung als Lidargerät, wobei der optische Körper wegen seiner geringen Dinlensionierung und Masse im vorbeschriebenen kompletten Zustand die Aufgabe eines Richtungsscanncrs iibernimmt, Aufgrund der äußerst kleinen, platzsparenden Bauweise des optischen Körpers und seiner Elemente 10,11,13,13 kann er in kleinen Geräten so eingebaut werden, daß diese von dritter Seite aus nur sehr schlecht erfaßt bzw. ermittelt werden können. Die bisher erforderlichen zusätzlichen Scannspiegel mit einer mindestens ebenso großen Apertur können nun vollständig eingespart werden, da aufgrund der geringen Masse der vorgeschlagenen Ausführungsform und deren geringe Dimensionierungen ähnlich hohe Winkelbeschleunigungen erzielt werden.
Leerseite

Claims

Optischer Körper für ein LIDAR-System Patentansprüche 1 Optischer Körper für ein Lidar-System, dadurch g e -k k e n n z e i c h n e t , daß ein optisches Element (lo) aus Glas oder glasähnlichem Kunststoff als Cassegrain-Optik und gleichzeitig als justierfreier Träger für einen Lasersender (11) und eine Empfangsdiode (12) einschließlich deren Elektronik (13) ausgebildet ist.
2. Optischer Körper nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der optische Körper (lo) mit einer zentrierten Streulichtblende (15) und einer Gesichtsfeldblende (12a) versehen ist.
3. Optischer Körper nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der optische Körper (lo) mit einem Interferenzfilter (14) versehen ist.
Optischer Körper nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die optisch aktive Oberfläche (12b) der Diode (12) im optischen Körper (lo) als Streulichtbiende oder als Gesichtsfeldblende einsetzbar ist.
5. Optischer Körper nach den Ansprüchen 1 bis ls, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Aussparung (lob) im optischen Element (1o) in Form und Dimensionierung dem Anschlußfuß (14) der Empfangsdiode (12) entsprechend ausgebildet ist.
6. Optischer Körper nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Anschlußfuß als mit dem Diodendeckglas (12a) verkitteter oder verklebter Interferenzfilter (14) ausgebildet ist.
7. Optischer Körper nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das optische Element (1o), der Lasersender (11), die Empfangsdiode (12) und deren Elektronik (13) auf drei Seiten mit einer dünnen gehäuseartigen Kunststoffschicht (16) überzogen sind.