DE2802477A1

DE2802477A1 - Sender und/oder empfaenger fuer laserlicht, und damit ausgeruestetes geraet zur ablagebestimmung, insbesondere fuer schusssimulationszwecke

Info

Publication number: DE2802477A1
Application number: DE19782802477
Authority: DE
Inventors: Johann Dipl Phys Hipp
Original assignee: Precitronic Gesellschaft fuer Feinmechanik und Electronic mbH
Current assignee: Precitronic Gesellschaft fuer Feinmechanik und Electronic mbH
Priority date: 1978-01-20
Filing date: 1978-01-20
Publication date: 1979-07-26
Also published as: GB2013361B; DE2802477C3; FR2415287B1; DE2802477B2; FR2415287A1; GB2013361A; US4229103A

Description

Bei der Schußsimulation mit Laserlicht ist es bekannt, nicht nur durch Aussenden eines Laserlichtimpulses und Empfang des vom getroffenen Ziel reflektierten Lichtes einen Schuß zu simulieren und zwischen Treffer und Fehlschuß zu unterscheiden, sondern auch die Ablage des getroffenen Ziels von der Visierlinie zu ermitteln und dadurch eine quantitative Aussage über die Zielgenauigkeit zu machen. Dies kann z.B. dadurch geschehen, daß der den Schuß simulierende Laserstrahl ein Abtastmuster in bezug auf die Visierlinie durchläuft (vgl. DT-AS 1 703 109) oder daß in mehrere lückenlos aneinandergrenzende Raumwinkelsektoren nacheinander oder gleichzeitig Laserlicht mit verschiedener Impulscodierung ausgesendet und durch Analyse des Empfangssignals festgestellt wird, in welchem dieser Raumwinkelsektoren eine Reflexion am Ziel stattgefunden hat (vgl. DT-OS 2 149 729).

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Man kann also mit der letztgenannten Maßnahme den zu erfassenden Zielbereich matrixartig in einzelne Sektoren oder Felder unterteilen und feststellen, in welchem dieser Sektoren sich das getroffene und Laserlicht reflektierende Ziel befindet.

Bei der Realisierung dieses Grundgedankens ergeben sich verschiedene Schwierigkeiten. Die erste Schwierigkeit besteht darin, Laserlichtbündel derart zu erzeugen, daß sie lückenlos nebeneinanderliegende Raumwinkelsektoren möglichst homogen und mit hoher Energiedichte ausfüllen. Dies könnte dadurch geschehen, daß Laserlicht aussendende Elemente, z.B. Halbleiter-Laserdioden, matrixartig nebeneinander in der Brennebene einer auf unendlich eingestellten Projektionsoptik angeordnet werden. Die tatsächlich lichtemittierenden Bereiche sind aber bei derartigen Elementen (und im übrigen bei allen Lasern) wesentlich kleiner als die gesamte Querschnittsfläche des Elements. Beispielsweise hat die für die Lichterzeugung aktivep-n-Übergangsschicht einer Ga-As-Laserdiode eine Stärke von nur ca. 2 μπι, während die gesamte Dicke der Laserdiode mindestens 0,1 mm, also das 50-fache beträgt. Selbst wenn derartige Laserdioden lückenlos aneinandergereiht würden, was wegen der nötigen Halterungen und elektrischen Anschlüsse nicht möglicht ist, so wurden die äußeren Abmessungen jeder Diode, und nicht die ihres aktiven Emissionsbereiches, die Größe der zu erzeugenden Raumwinkelsektoren und die in ihnen enthaltene Energiedichte bestimmen, wobei man außer-

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dem in jedem Raumvinkelsektor eine sehr inhomogene Verteilung des emittierten Lichtes erhielte. Es ist zwar in einer noch unveröffentlichten Anmeldung (P 27 27 341.7) bereits vorgeschlagen worden, durch an die Lichtaustrittsflächen von Laserdioden angeschlossene Lichtleiter eine Homogenisierung der räumlichen Verteilung des emittierten Lichtes zu erzielen, wobei aber auch hier die Energiedichte sich nach den äußeren Abmessungen der Laserdiode richtet und somit nur ein:m Bruchteil der Energiedichte darstellt, mit der das Laserlicht aus dem aktiven Bereich der Laserdiode austritt.

Ein zweites Problem liegt darin, daß bei der bisher bekannten Art der Aussendung von Laserlicht in eine Anzahl von Raumwinkelsektoren eine ebenso große Anzahl von einzelnen Lasern oder Laserdioden benötigt wird. Will man beispielsweise den insgesamt zu erfassenden Raumwinkel in 5 x 5 Raumwinkelsektoren matrixartig unterteilen, so benötigt man hierfür mit unterschiedlicher Pulscodierung ansteuerbare, Laserlicht emittierende Elemente. Hierdurch ergibt sich ein relativ hoher Kostenaufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sender und/oder Empfänger für Laserlicht mit mehreren optischen Sendeoder Empfangselementen zu schaffen, der bei kostengünstiger Ausgestaltung die Erzielung hoher Energiedichten ermöglicht, und ferner in weiterer Ausgestaltung der Erfindung ein mit derartigen Sendern und/oder Empfängern ausgerüstetes Gerät

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zur Ablagebestimmung, insbesondere für Schußsimulation, zu
schaffen, bei dem eine sektorielle Aufteilung des Zielfeldes mit einer möglichst geringen Anzahl von optronischen Sende- und/oder Empfangselementen erzielt wird.

Die Mittel zur Lösung dieser Aufgabe sind in den Patentansprüchen angegeben.

Ein erster wesentlicher Gesichtspunkt der Erfindung besteht somit darin, daß durch das Zusammenführen von an die
optronischen Elemente angeschlossenen Lichtleitern, deren
Querschnitt wesentlich kleiner als der der optronischen Elemente ist, eine beträchtliche Erhöhung der Energiedichte erzielt wird.

Ein zweiter wesentlicher Gesichtspunkt der Erfindung besteht darin, daß in Umkehrung des bereits bekannten Prinzips der Aussendung von Laserlichtbündeln in aneinandergrenzende Raumwinkel eine derartige sektorielle Unterteilung des Gesichtsfeldes auch dadurch erzielt werden kann, daß aus unterschiedlichen Raumwinkelsektoren einfallendes Licht auf unterschiedliche Lichtleiter und über diese auf unterschiedliche Empfangselemente trifft.

Schließlich besteht ein dritter Grundgedanke der Erfindung darin, durch die Verwendung von zwei Gruppen von je noptronischen Sende- und/oder Empfangselementen, deren strei-

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fenartig zusammengeführte Lichtleiterenden in der Abbildungsebene der Optik um 90° gegeneinander gedreht sind, eine matrixartige Unterteilung des Gesichtsfeldes in η χ η Felder, bei Verwendung von nur 2 χ η optronischen Elementen, zu realisieren. Durch Intensitätsvergleich zwischen den zu verschiedenen Sende- und/oder Empfangselementen gehörenden Signalen kann dabei zusätzlich noch eine höhere Genauigkeit der Ablagebestimmung erreicht werden, als es der Anzahl der verwendeten Raumwinkelsektoren entspricht.

Die Erfindung ist bevorzugt auf dem Gebiet der Schußsimulation anwendbar, und zwar vor allem für Schußsimulationsgerate für Panzerabwehrraketen und dgl. Flugkörper, bei denen das Halten des Ziels mit möglichst geringer Ablage zur Visierlinie während der gesamten Flugzeit des Flugkörpers geübt werden muß.

Andere Anwendungszwecke sind z.B. IFF-Systeme, Ortungsoder Zielführungssysteme sowie Systeme zur allgemeinen Kommunikation und Informationsübertragung im militarischeYi und zivilen Bereich.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen Ablagebestimmungsgerätes für die Schußsimulation mit erfindungsgemäß ausgebildetem Sender und/oder Empfänger für Laserlicht.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch ein einzelnes optronisches Sendeelement des erfindungsgemäßen Senders.

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Fig. 3 zeigt in Draufsicht einen erfindungsgemäßen Sender in integrierter Bauweise.

Fig. 4 erläutert schematisch die Abhängigkeit der sektoriellen Auswertung von der Zielentfernung.

Gemäß Fig. 1 sind auf einem Träger 10 eine Anzahl (z.B. fünf) Laserlicht emittierende Halbleiterdioden (Ga-AS-Dioden) 12 angeordnet. Jede Laserdiode 12 hat eine für die Emission von Laserlicht, insbesondere im Infrarotbereich, aktive p-n-Übergangsschicht, die bei der obersten Diode bei 14 angedeutet ist und deren Dicke sehr klein (ca 2 μηι) im Vergleich zur Höhe jeder Laserdiode 12 (mindestens 0,1 mm) ist, so daß das Laserlicht an der (in Fig. 1 nach rechts weisenden) Lichtaustrittsfläche jeder Diode 12 nur auf einem schmalen strichförmigen Bereich austritt. An diesen strichförmigen Lichtemissionsbereich jeder Laserdiode 12 ist ein bandförmiger Lichtleiter 16 aus Quarz od.dgl. lichtleitendem Material angeschlossen, dessen Dicke mindestens so groß, vorzugsweise etwas größer, wie die der laseraktiven Schicht 14, aber wesentlich kleiner als die Dicke einer Laserdiode 12 ist. Die Breite jedes Lichtleiters 16 entspricht etwa der der Laserdiode 12. Die Lichtleiter 16 können etwa die Querschnittsabmessungen 40 χ 200 μ aufweisen und auch als ummantelte Lichtleiter ausgebildet sein. Die freien Enden der Lichtleiter 10 sind, wie aus Fig. 1 ersichtlich, lückenlos zusammengeführt und bilden eine etwa quadratische Lichtaustrittsfläche 18, die entsprechend der Anzahl und Form der Lichtleiter 16 in fünf parallele Streifen unterteilt ist, wobei diese Streifen in Fig. 1 senkrecht zur

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Zeichenebene verlaufen. Diese Lichtaustrittsfläche 18 befindet sich in der Brennebene einer durch eine Linse 20 angedeuteten Projektionsoptik, die das emittierte Laserlicht parallelrichtet. Das z.B. von der mittleren Laserdiode 12' über den Lichtleiter 16' emittierte Licht wird in einen zentralen Raumwinkelbereich 22 projiziert mit einer Divergenz die sich aus dem Verhältnis der Abmessungen des Lichtleiters 16' zu der Brennweite der Optik 20 ergibt und z.B. 0,25 mrad in der Höhe und 1,25 mrad in der Breite betragen kann. Dieser streifenförmige Raumwinkelsektor wird von dem Laserlicht homogen ausgefüllt. Das von der nächstbenachbarten Laserdiode kommende Laserlicht wird durch die Optik 20 in einen unmittelbar darüber oder darunter anschließenden streifenförmigen Raumwinkelsektor mit gleicher Divergenz projiziert, usw. Würde man sich in einiger Entfernung von der Optik 20 einen Schirm aufgestellt denken, so wurden auf diesem Schirm streifenförmige, lückenlos aneinandergrenzende Felder a, b, c, d, e mit Licht von je einer Laserdiode 12 ausgeleuchtet sein, wie im rechten Teil von Fig. 1 schematisch dargestellt.

Die insoweit beschriebene Anordnung mit den Laserdioden 12, Lichtleitern 16 und Optik 20 stellt einen Laserlichtsender dar, mit dem ein insgesamt etwa quadratisches Feld (alle fünf Streifen a, b, c, d, e zusammen) homogen mit sehr hoher Energiedichte ausgeleuchtet werden kann, wenn sämtliche Laserdioden 12 gleichzeitig und ohne Unterschied angesteuert werden. Bereits dies stellt eine außerordentlich vorteilhafte

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Anordnung zur Erzeugung eines homogenen Laserlichtbündels hoher Energiedichte dar, da das Feld der Lichtleiterenden wegen der sehr kleinen Abmessungen als quasi-punktförmige Lichtquelle angesehen werden kann, in der die gesamte Sendeenergie aller Laserdioden vereinigt ist.

Zusätzlich können aber die einzelnen Laserdioden 12 mittels eines Steuergerätes 23 derart angesteuert werden, daß die Raumwinkelsektoren a, b, c, d, e mit Laserlicht in bestimmter zeitlicher Reihenfolge und/oder in bestimmter Codierung impulsweise ausgeleuchtet werden, wodurch eine Unterscheidung zwischen den einzelnen Sektoren möglich ist. Auch hierbei gewährleistet die quasi-punktförmige Lichtquelle, daß die streifenförmigen Sektoren mit äußerst geringer Divergenz (wie oben erwähnt) und lückenlos aneinandergrenzend projiziert werden.

Ferner sind in Fig. 1 fünf optronische Empfangselemente
wie Photodioden oder insbesondere Avalanche-Dioden 24 dargestellt, die ebenfalls auf einem (nicht dargestellten) gemeinsamen Träger befestigt sein können, und an deren für den
Lichtempfang aktive Bereiche ebenfalls bandförmige Lichtlei-

ter 26 angeschlossen sind, deren freie Enden zu einer lückenlosen Anordnung zusammengeführt sind und eine in entsprechende Streifen unterteilte Lichteinfallsfläche 28 bilden. Die
einzelnen Lichtleiter 26 und damit auch die Lichteinfallsfläche 28 haben zweckmäßigerweise die gleichen Querschnittsabmessungen wie die Lichtleiter 16 bzw. die Lichtemissionsfläche Die von den Enden der Lichtleiter 26 gebildete Lichteinfallsfläche 28 ist mittels eines teildurchlässigen Umlenkspiegels
30 ebenfalls an die Optik 20 angekoppelt und liegt in deren

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Brennebene. Die die Lichteinfal'lsflache 28 bildenden Streifen, d.h. die Endquerschnitte der einzelnen Lichtleiter 26, verlaufen in Fig. 1 parallel zur Zeichenebene, d.h. um 90° gegenüber den Lichtleitern 16 gedreht.

Die mittlere Diode 24' wird über ihren Lichtleiter 26' und die Optik 20 nur solches Licht empfangen können, welches aus einem mittleren streifenförmigen Segment C des gedachten Zielfeldes entsprechend dem rechten Teil von Fig. herkommt, wobei dieser Streifen C aber lotrecht und damit im rechten Winkel zu den streifenförmigen Sektoren a, b, c, d, e verläuft. Entsprechend ist jeder anderen der Dioden 24 ein anderer lotrechter streifenförmiger Sektor A, B, C, D, E des Gesichtsfeldes zugeordnet. Auch hier gewährleisten die kleinen Abmessungen der Eintrittsenden der Lichtleiter und ihre IUkkenlose Aneinanderfügung, daß die den Empfangsdioden zugeordneten Raumwinkelsektoren sehr kleine Divergenz haben und lükkenlos aneinandergrenzen, genau entsprechend den von den Laserdioden ausgeleuchteten Sektoren. Die Dioden 24 sind an ein Auswertegerät 32 angeschlossen, das ebenso wie das Steuergerät 23 an einen gemeinsamen Rechner 34 angeschlossen ist. Für Schußsimulationszwecke können z.B. mit je einem optischen Retroreflektor ausgerüstete Zielobjekte (Panzerfahrzeuge, Hubschrauber und dgl.) verwendet werden. Mittels des Rechners 34, der auch die Befehlssignale für das Steuergerät 23 liefert, kann ermittelt werden, welche der Empfangsdioden 24 reflektiertes Licht von einem im Zielbereich befindlichen Objekt empfangen hat, und von welcher der Laserdioden 12 dieses Licht ausgesendet worden war, und aus beiden Informationen zusammen ergibt sich, in welchem der insgesamt 25 quadratischen Felder, die der Zielbereich entsprechend den horizontalen Streifen a bis e und vertiKalen Streifen A bis E eingeteilt ist, sich das reflektierende Zielobjekt befindet. Die gesamte Einrichtung kann mit einer (nicht dargestellten) Waffe mit Visier gekoppelt und derart justiert sein, daß die optisehe Achse der Optik 20 der Visierachse entspricht, und in diesem Fall kann über den Rechner 34 die Höhen- und Seitenablage des vom Laserlicht getroffenen und dieses reflektie-

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renden Zielobjekts von der Visierlinie ausgerechnet und in einem Speicher 36 gespeichert und/oder an einem Darstellungsgerät 38 sichtbar gemacht werden, z.B. auf einem Schirm 40, auf dem das Visierkreuz 42 und eine das Ziel darstellende Marke 44 dargestellt werden. Der Rechner 34 kann nach Art eines Mikroprozessors ausgebildet sein, und ist mit einem Auslöser 48 zur Freigabe des "Schusses", d.h. des kompletten Sende-, Empfangs- und Auswertezyklus, verbunden. Randbedingungen für die Schußfreigabe und -Auswertung können von einem Speicher 46 eingegeben werden, insbesondere Angaben über die Art der verwendeten Munition und über die gewünschte Bewertung der festgestellten Abweichungen vom anzuvisierenden Haltepunkt, um z.B. eine Anzeige "Treffer" oder "Fehlschuß" auszulösen.

Vorzugsweise wird die Auswertung entfernungsabhängig vorgenommen, indem mittels einer Entfernungsmeßstufe 50 aufgrund der Laufzeit des reflektierten und von einer der Dioden 24 aufgenommenen Laserlichtsignals die tatsächliche Zielentfernung ermittelt und in den Rechner 34 eingegeben wird.

Wie sich aus einfachen Überlegungen ergibt und in Fig.4 rein schematisch dargestellt ist, nimmt die Größe des Zielbereichs 60, der von den Laserdioden 12 entsprechend den Streifen a bis e ausgeleuchtet und von den Empfangsdioden 24 entsprechend den Streifen A bis E erfaßt wird, mit zunehmender Zielentfernung entsprechend den Gesetzen der geometrischen Ausbreitung zu. Ein in geringer Entfernung befindliches Ziel

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würde von dem gesamten Zielbereich 60 nur teilweise erfaßt, während ein gleich großes Ziel 64 in größerer Entfernung nicht sämtliche streifenförmigen Felder a bis e bzw. A bis E des Zielbereichs ausfüllen würde. Um trotzdem eine ungefähr gleichbleibende Erfassung und Bewertung der Ziel- bzw. Haltegenauigkeit unabhängig von der Zielentfernung durchführen zu können, ist es vorteilhaft, wenn der Rechner 34 die Auswertung entfernungsabhängig derart durchführt, daß mit zunehmender Entfernung Randbereiche des gesamten Zielfeldes 60 nicht mehr berücksichtigt werden und nur noch ein kleinerer, z.B.

nur noch die Streifen b, c, d und B, C, D erfassender Zielbereich 60' berücksichtigt wird. Der Rechner 34 kann z.B. so programmiert sein, daß er bei Überschreiten bestimmter Entfernungen Laserlicht von der obersten und untersten Laserdiode 12 in Fig. 1 (also aus den Streifen a und e) sowie von den äußersten Empfangsdioden 24 empfangenes Licht (entsprechend den Streifen A und E) nicht mehr berücksichtigt, wodurch sich eine stufenweise Einengung des Zielfeldes ergibt. In verfeinerter Ausführung kann der Rechner aber auch unter Berücksichtigung der relativen Intensität der empfangenen Signale die Einengung des Zielfeldes kontinuierlich vornehmen.

Ebenfalls durch Vergleich der Intensität der empfangenen Signale aus den Streifen a bis e und A bis E des Gesichtsfeldes ist es möglich, die Ablagebestimmung des Zieles von der Visierlinie mit größerer Genauigkeit durchzuführen, als dies der "Grobeinteilung" in je fünf horizontale und vertikale

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Streifen entspricht. Wenn z.B. durch den Rechner 34 verglichen wird, mit welcher Intensität reflektierte Lasersignale mit Codierungen, die den beiden obersten Laserdioden 12 in

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Fig. 1 entsprechen, empfangen werd', so kann innerhalb der beiden Streifen a und b die genaue Lage des reflektierenden Zielobjekts durch Interpolation ermittelt, d.h. seine Abweichung von der Grenzlinie zwischen a und b wenigstens annäherungsweise angegeben werden. Entsprechendes gilt für die lotrechten Streifen A bis E bei einem Intensitätsvergleich der von verschiedenen Dioden 24 empfangenen Signale.

Die Anbringung der Laserdioden 12 mit den Lichtleitern auf dem Träger 10 (und entsprechend der Empfangsdioden 24 auf ihrem Träger) erfolgt vorzugsweise in integrierter Bauweise. Gemäß Fig. 2 ist z.B. auf einer Platte 64, die auch als Wärme-

senke dient, die Laserdiode 12 befestigt, die durch entsprechende Zuleitungen 66 mit den bei 68 schematisch dargestellten elektronischen Komponenten für die Ansteuerung (z.B. Tranist

sistor usw.) verbunden/. Der Lichtleiter 16 ist an der Lichtaustrittsfläche der Diode 12 mittels eines geeigneten Klebers oder Kitts 70 befestigt.

Diese Plättchen 64 mit den gemäß Fig. 2 darauf montierten Elementen sind die Untereinheiten, die gemäß Fig. 3 auf dem Träger 10 in stufenweise versetzter Anordnung befestigt werden, wobei die Enden der Lichtleiter 16 bei 18 zusammengeführt und festgelegt werden. Die Zuleitungen sind zu Steck-

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kontakten 72 geführt, so daß der gesamte Träger 10 einen Lasersender in integrierter Bauweise bildet, der leicht an eine Versorgungs- und Steuereinheit 24 angeschlossen werden kann.

Die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten der beschriebenen Ausführungsform beschränkt. Insbesondere kann das Ablagebestimmungsgerät gemäß Fig. 1 derart abgeändert werden, daß auch die Dioden 24 als Lasersendedioden ausgebildet sind. Diese senden dann in jeden der lotrechten Streifen A bis E des Zielfeldes 60 gepulstes Laserlicht mit unterschiedlicher zeitlicher Versetzung bzw. Impulscodierung, ebenso wie die waagrechten Streifen a bis e Laserlichxpulse von den Dioden 12 erhalten. Zusätzlich muß dann das Gerät noch einen einzigen Empfänger aufweisen (in Fig. 1 nicht dargestellt), und das von diesem Empfänger empfangene Reflexionssignal wird stets eine Kombination von Impulscodierungen, die einer der Dioden 12 und einer der Dioden 24 zugeordnet sind, aufweisen, wobei sich dann aufgrund dieser Kombination jeweils eines der 25 Felder des Zielfeldes 60 eindeutig identifizieren läßt.

Umgekehrt kann die Anordnung nach Fig. 1 auch so abgeändert werden, daß nicht nur die Dioden 24, sondern auch die Dioden 12 als Empfangsdioden ausgebildet sind, wobei zusätzlich ein (in Fig. 1 nicht dargestellter) Lasersender, z.B. ein gewöhnlicher Gasfestkörper oder Halbleiterlaser, vorge-

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sehen ist. In diesem Fall benötigt man für das Laserlicht keine Impulscodierung, sondern die Ablagebestimmung erfolgt lediglich durch Identifizierung desjenigen Paares von Dioden 24 und 12, die gleichzeitig reflektiertes Laserlicht empfangen.

Wesentlich ist in jedem Fall die gekreuzte, d.h. zueinander um 90° gedrehte Anordnung der streifenförmigen Lichtleiterenden an den Lichtaustritts- bzw.-eintrittsflachen 18, 28, wodurch sich die Einteilung des Visierfeldes 60 in waagrechte und lotrechte Streifen ergibt und damit die Möglichkeit, mit einer Anzahl 2 η von optronischen Elementen (bei den abgeänderten Ausführungsformen 2 η + 1) eine Einteilung

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des Visierfeldes in η -Felder zu erreichen.

Eine weitere mögliche Abänderung der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform besteht darin, daß in Abhängigkeit von der in der Entfernungsmeßstufe 50 gemessenen Zielentfernung die Brennweite der Optik 20 und damit die Größe des aus waagrechten und senkrechten Streifen zusammengesetzten Zielfeldes 60 geändert wird. Zu diesem Zweck kann die Optik 20 als übliche Vario- oder Zoom-Optik ausgebildet und mit einem Servomotor versehen sein.

Es ist weiterhin möglich, die Lichtleiterenden 18, 28 nicht exakt in der Brennebene der Optik 20, also in der Abbildungsebene für unendliche Entfernung, anzuordnen, sondern etwas aus dieser Brennebene heraus zu versetzen. Durch diese

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"öefokufFierte" Anordnung erhalten die einzelnen streifenförmig?? η r.aumv/inkelsektoren eine größere Divergenz und iicerlappen einender. Das erfaßte Feld 60 im Zielbereich wird durch diese Überlappung der Streifen in eine größere Anzahl von unterscheidbaren i-Iatrixf eidern unterteilt (z.B. zwischen den otreifen a und b liegt ein Streifen, der überlagertes Licht von der ersten und zweiten Laserdiod.e 12 und damit ai-ich die überlagerte Impulscod-ierung empfängt, usw.). Hierdurch kann die Ivinkelauflösung bei der Ablagebestimmung weiter erhöht bzw. die Zahl der erforderlichen Sende- und Empj?8n;-;selemente verrirgert werden.

Der geringe flatzbedarf der erfindungsgemäßen Anordnung ermöglicht es auch, die gesamte Sende- und Empfangseinheit innerhalb des Gehäuses eines üblichen Waffenvisiers bzw. einer Ortungseinheit unterzubringen und mit der Optik des Visiers zu integrieren, oder aber die Einheit als gesondertes Gerät geringer Größe auszubilden,das vor der Eintrittsöffnung eines Waffenvisiers angeordnet und daran befestigt werden kann.

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Claims

Patentansprüche

1. - Sender und/oder Empfänger für Laserlicht mit mehreren Laserlicht emittierenden und/oder detektierenden optronischen Elementen, deren für Lichtemission oder -empfang aktive Bereiche kleinere Abmessungen als der entsprechende Gesamtquerschnitt des optronischen Elements haben, und die derart an eine Optik angekoppelt sind, daß den einzelnen optronischen Elenenten aneinandergrenzende Raumwinkelsektoren für Lichtaussendung oder -empfang zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet , da3 an den aktiven Bereich (14) jedes optronischen Elements (12, 24) das eine Ende eines Lichtleiters (16, 26) mit kleinerem Querschnitt als die Querschnittsfläche des optronischen Elements (12, 24) angeschlossen ist und daß die anderen Enden der Lichtleiter (16, 26) zu einer lückenlosen Anordnung (18, 28) in einer Abbildungsebene der Optik (20) zusammengeführt sind.

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2. Sender und/oder Empfänger nach Anspruch 1, wobei die optronischen Elemente Halbleiter-Laserdioden oder Avalanche-Empfangsdioden mit strichförmigen aktiven Bereichen sind, dadurch gekennzeichnet , daß die Lichtleiter (16, 26) bandförmig mit im Verhältnis zur Breite kleiner Dicke ausgebildet und an ihren Enden mit ihren Breitseiten lückenlos aneinanderliegen.

3. Sender und/oder Empfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die zusammengeführten Enden der Lichtleiter (16, 26) jeweils aus parallelen Streifen zusammengesetzte, annähernd quadratische Lichtaustritts- oder -eintrittsflachen (18, 28) bilden.

4. Sender und/oder Empfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die optronischen Elemente (12, 24) mit angeschlossenen Lichtleitern (10) auf einem gemeinsamen Träger (10) in integrierter Bauweise angeordnet sind.

5. Sender und/oder Empfänger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die optronischen Elemente auf dem Träger (10) in Längsrichtung der Lichtleiter (16) stufenartig versetzt angeordnet sind (Fig. 3).

6. Sender und/oder Empfänger nach einem der Ansprüche bis 5_f dadurch gekennzeichnet _t daß die ein-

zelnen optronischen Elemente (12, 24) mittels Steuer- und/ oder Ausv/ertegeräten (24, 32) selektiv ansteuerbar sind.

7. Mit einem Sender und/oder Empfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgerüstetes Gerät zur AblagebeStimmung eines Laserlicht reflektierenden Ziels von einer Visierlinie, insbesondere für Schußsimulation, gekennzeichnet durch zwei Gruppen von je η optronischen Elementen (12, 24), deren angekoppelte Lichtleiter zu zwei aus je η parallelen Streifen zusammengesetzten Lichtein- oder -austritt sf lachen (18, 28) zusammengeführt sind, die durch Strahlteiler (30) an eine gemeinsame Optik (20) angekoppelt und bezüglich der optischen Achse der Optik (20) gegeneinander um 90° gedreht sind.

8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Gruppe von η optronischen Elementen aus Lasersendedioden (12), insbesondere Ga-As-Dioden, und die andere Gruppe aus lichtempfindlichen Dioden, insbesondere Avalanche-Dioden, besteht.

9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserdioden (12) an ein Steuergerät (24) zur selektiven und/oder unterschiedlich pulscodemodulierten Ansteuerung und die Empfangsdioden (24) an ein Steuer- bzw. Auswertegerät (32) zur selektiven Abfrage angeschlossen sind.

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10. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß beide Gruppen von η optronischen Elementen nur aus Lasersendedioden oder nur aus lichtempfindlichen Empfangsdioden bestehen und daß ein zusätzlicher Laserlichtsender bzw. -empfänger vorgesehen ist.

11. Gerät nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß die optronischen Elemente (12, 24) an ein Auswertegerät (Rechner 34) angeschlossen sind, das so ausgebildet ist, daß es durch Identifizierung des jeweils das Reflexionssignal empfangenden optronischen Elements (24) und des das empfangene Licht aussendenden optronischen Elements (12) die Höhen- und Seitenablags des reflektierenden Zielobjekts von der optischen Achse ermittelt.

12. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß das Auswertegerät (Rechner 34) so eingerichtet ist, daß -es durch Intensitätsvergleich der von zwei benachbarten Empfangselementen (24) empfangenen Signale und/oder der empfangenen, von zwei benachbarten Lasersendeelementen (12) ausgesendeten Signale eine interpolierte Ablagebestimmung mit größerer Genauigkeit, als der Zahl der verwendeten optischen Elemente entspricht, durchführt.

13· Gerät nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet·, daß das Auswertegerät (34) in Abhängigkeit von einer gleichzeitig durchgeführten Laufzeit-Entfernungsmessung des Zielobjekts die Auswertung derart durchführt, daß

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mit wachsender Zielentfernung Meßsignale aus von der optischen Achse entfernter liegenden Raumwinkelsektoren derart unterdrückt oder geringer bewertet werden, daß die Abmessung des insgesamt ausgewerteten Zielbereichs unabhängig von der Zielentfernung annähernd konstant bleibt.

14. Gerät nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet , daß das Auswerte- und Steuergerät (34) derart ausgebildet ist, daß es die Ansteuerung der Lasersendeelemente (12) und die Auswertung der Empfangssignale von den Empfangselementen (24) ständig während einer Zeit, die der Flugdauer eines angenommenen Flugkörpers über die gemessene Zielentfernung entspricht, durchführt.

15. Gerät nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß an dasAuswertegerät (34) ein Darstellungsgerät (38) zur Sichtbarmachung der Ablage des Zielobjekts von einer Zielachse verbunden ist.

Ιδ. Gerät nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet , daß es mit den Visier einer Waffe verbunden und achsgleich justiert oder in das Visier eingebaut ist.

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