DE1572832C

DE1572832C - Aiming device with a Kolhma gate system consisting of a partially transparent mirror

Info

Publication number: DE1572832C
Application number: DE19671572832
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Societe d'Optique, Precision, Elec tronique et Mecanique SOPELEM, Paris
Priority date: 1966-07-29
Filing date: 1967-07-20
Publication date: 1973-04-12

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zielvorrichtung mit einem Kollimatorsystem aus einem teildurchlässigen Spiegel, einem vollständig reflektierenden Spiegel, einem Objektiv, einem Fadenkreuz und einem Zielfernrohr, in dem sich das Bild eines im Unendlichen liegenden Punktes mit dem des der Richtung dieses Punktes entsprechenden Punktes auf dem Fadenkreuz überlagert.The invention relates to a target device with a collimator system made of a partially transparent Mirror, a fully reflective mirror, a lens, a reticle and a riflescope in which the image of a point at infinity is combined with that of the direction superimposed on the crosshair corresponding to this point.

Zielvorrichtungen dieser Bauart sind unter dem allgemeinen Begriff »Theodolit« vielfach für geodätische Messungen im Einsatz. Bei diesen bekannten Geräten ist für die Bestimmung der Raumkoordinaten eines anvisierten Zielpunktes, wie sie etwa auf dem Gebiete der Raumfahrt oder der Satellitennavigation angestrebt wird, eine mindestens zweimalige Anvisierung des Zielpunktes erforderlich. Diese Notwendigkeit einer mehrfachen Anvisierung des Zielpunktes erweist sich insbesondere dann als sehr störend, wenn der Standort der Beobachtungseinrichtung selbst beweglich ist, im Verlaufe der Messung also eine Ortsänderung erfahren kann.Targeting devices of this type are often referred to under the general term "theodolite" as geodetic Measurements in action. These known devices are used to determine the spatial coordinates a targeted target point, such as in the field of space travel or satellite navigation the aim is to aim at the target point at least twice. This need A multiple sighting of the target point proves to be particularly annoying when the location of the observation device itself is movable, i.e. a change of location in the course of the measurement can experience.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zielvorrichtung der eingangs erwähnten Art in der Weise auszubilden, daß nur eine Ablesung erforderlich ist, um alle Bestimmungskoordinaten eines anvisierten Zielpunktes festzustellen.The invention is therefore based on the object of providing a target device of the type mentioned in the introduction in such a way that only one reading is required to obtain all the destination coordinates of an envisaged To determine the target point.

Die gestellte Aufgabe wjrd erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Fadenkreuz auf einer Kugelfläche graviert ist und daß das Zielfernrohr mit dem . Objektiv und den Kollimatorspiegeln ein um eine ho- ^ rizontale, und um,e.in.e^.vejtikajg durch den Mittelpunkt der Kugel verlauf ende Achsf drehbares System bildet. ■ Das Grundprinzip der Erf^ung besteht also darin, daß als raumfeste Zielmarke«ein auf einer mehr oderThe object wjrd according to the invention is achieved in that the crosshair is engraved on a spherical surface and that the telescopic sight with the . Objective and the collimator mirrors one around a horizontal, and around, e.in.e ^ .vejtikajg through the center point the ball forms the axisf rotatable system. ■ The basic principle of experience thus consists in that as a fixed target mark “one on one more or

.:■' weniger vollständigen Kugelfläche aufgebrachtes Ra-if.: ■ 'less complete spherical surface applied Ra-if

ίο ster dient, wobei das Zielfernrohr selbst um durch den ^ Mittelpunkt der Kugelfläche laufende Achsen verschwenkt werden kann. Durch diese Ausbildung der Beobachtungseinrichtung erhält man an Hand des Kugelrasters sofort die »Höhe«, »Länge« und »Breite« des Zielpunktes. Es ergibt sich nämlich in der Objektebene des Okulars eine Mischung zwischen dem Bilde des anvisierten Zielpunktes einerseits und dem Bilde einer raumfesten Marke andererseits. Fällt dabei das Bild der Zielmarke mit der optischen Achse des Zielfernrohrs zusammen, so ist dieses in die durch die Zielmarke definierte Richtung gerichtet.ίο ster is used, the rifle scope itself to go through the ^ Axis running in the center of the spherical surface can be pivoted. Through this training of the The observation device is immediately given the "height", "length" and "length" of the ball grid "Width" of the target point. This is because there is a mixture in the object plane of the eyepiece the image of the targeted target point on the one hand and the image of a spatially fixed mark on the other. Falls while the image of the target mark is combined with the optical axis of the telescopic sight, this is in the through the target mark directed towards the defined direction.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die eine besonders bequeme Ablesung der bestimmten Koordinaten gestattet, sind auf das kugel-In a preferred embodiment of the invention, which allows a particularly convenient reading of the specific Coordinates are allowed on the spherical

»5 förmige Fadenkreuz Meridiane für die Ablesung des Azimutwinkels und Parallelkreise für die Ablesung des Sichtwinkels eingraviert. Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß das kugelförmige Fadenkreuz auf einem vertikalen Drehzapfen ruht und daß das drehbare Aggregat auf einen Träger montiert ist, der sich um eine horizontale Gelenkachse drehen kann, die ihrerseits in einem Träger sitzt, der sich um den Drehzapfen zu drehen vermag. Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Drehzapfen des kugelförmigen Fadenkreuzes auf einem Träger montiert ist, der sich um eine horizontale Gelenkachse drehen kann, die nicht durch den Kugelmittelpunkt läuft, und daß eine mechanische Verbindung zwischen dem Drehzapfen und der Gelenkachse die Aufrechterhaltung der Raumorientierung des kugelförmigen Fadenkreuzes gewährleistet.»5 shaped crosshair meridians for reading the Azimuth angles and parallel circles engraved for reading the viewing angle. An embodiment of the Invention is that the spherical crosshair rests on a vertical pivot and that the rotatable unit is mounted on a carrier that rotates around a horizontal hinge axis can, which in turn sits in a carrier that is able to rotate about the pivot. According to another Further development of the invention provides that the pivot pin of the spherical crosshair is mounted on a support that can rotate about a horizontal pivot axis that is not supported by the The center of the ball runs, and that a mechanical connection between the pivot pin and the pivot axis the maintenance of the spatial orientation of the spherical crosshair is guaranteed.

Der Erfindungsgegenstand ist an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigtThe subject of the invention is explained in more detail with reference to the drawing.
It shows

Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Prinzips der erfindungsgemäß ausgebildeten Zielvorrichtung,Fig. 1 is a schematic representation for illustration the principle of the aiming device designed according to the invention,

Fi g. 2 und 3 entsprechende Darstellungen für zwei Ausführungsvarianten für das ^optische System aus Zielfernrohr und Kollimatorspiegel,Fi g. 2 and 3 corresponding representations for two design variants for the ^ optical system Rifle scope and collimator mirror,

, Fig.4 eine schematisch gehaltene, perspektivische Darstellung für eine bevorzugte Ausführungsform für eine Zielvorrichtung mit zwei Drehachsen für das bewegliche Aggregat und, Figure 4 is a schematically held, perspective Representation of a preferred embodiment for a target device with two axes of rotation for the movable Aggregate and

Fig.5 eine schematische Darstellung für die Anlenkung der Zielvorrichtung an eine gegenüber ihrem kugeligen Fadenkreuz exzentrische Achse.5 shows a schematic representation of the articulation the aiming device to an axis that is eccentric to its spherical crosshair.

In der schematischen Grunddarstellung der F i g. 1 besitzt das Zielfernrohr ein Objektiv L₁ und ein Oku-In the schematic basic representation of FIG. 1, the rifle scope has an objective L ₁ and an ocular

lar L₂, dessen Bildebene P sich im Brennpunkt des Objektivs L₁ befindet. Das Kollimatorsystem weist in der optischen Achse des Objektivs L₁ einen ebenen. > . halbdurchlässigen Spiegels und einen undurchlässigen Hohlspiegel M auf. Unter Berücksichtigung der Reflexion an dem ebenen Spiegel S bildet der Punkt C den gemeinsamen Mittelpunkt für die konkave Kugelfläche des Hohlspiegels M und für eine kugelige Brennfläche R, deren Radius halb so groß ist wie derlar L ₂ , the image plane P of which is at the focal point of the lens L ₁ . The collimator system has a plane in the optical axis of the objective L _1. >. semitransparent mirror and an opaque concave mirror M on. Taking into account the reflection on the plane mirror S , the point C forms the common center point for the concave spherical surface of the concave mirror M and for a spherical focal surface R, the radius of which is half as large as that

des Hohlspiegels M. In der Nachbarschaft des Punktes C befindet sich eine Beleuchtungsquelle E, und das System S, M, C liefert von dem Punkt C ein Bild C im Mittelpunkt der Eintrittspupille des Zielfernrohres, welche Pupille in der Zeichnung als in der Ebene des Objektivs L₁ liegend dargestellt ist, ohne daß diese Lage der Pupille zwingend wäre.of the concave mirror M. In the vicinity of the point C there is an illumination source E, and the system S, M, C delivers from the point C an image C in the center of the entrance pupil of the telescopic sight, which pupil in the drawing is in the plane of the objective L _{1 is shown} lying, without this position of the pupil being mandatory.

Jeder Richtung D entspricht ein Punkt d auf dem Fadenkreuz R, und die Bilder eines in der Richtung D im Unendlichen liegenden Punktes und des entsprechenden Punktes d auf dem Fadenkreuz R überlagern sich in dem Punkt d' in der Bildebene P. Der Visierwinkel läßt sich dann auf der Gradeinteilung des Fadenkreuzes/? ablesen, die in der Bildebene sichtbar wird.Each direction D corresponds to a point d on the crosshair R, and the images of a point lying in the direction D at infinity and the corresponding point d on the crosshair R are superimposed at the point d ' in the image plane P. The sighting angle can then on the graduation of the crosshair /? which is visible in the image plane.

Eine derartige Zielvorrichtung mit Kollimatormarkierung ist an sich bekannt. Die Ausführungsform nach der Fig.2 unterscheidet sich davon nur dadurch, daß die Achse L₂-L₁ des Zielfernrohrs in der Weise geknickt ist, daß das Bild aufgerichtet und der Beobachter dem anvisierten Ziel gegenübergestellt wird. Gemäß der Variante nach F i g. 3 kann man ein dioptrisches System mit ebenen Spiegeln S' und M' verwenden, das eine Krümmung des Gesichtsfeldes aufweist, die praktisch gleich der Brennweite ist, wobei dieses System mit einer Pupille F arbeiten kann, die im Krümmungsmittelpunkt C des Gesichtsfeldes liegt.Such a target device with collimator marking is known per se. The embodiment according to FIG. 2 differs therefrom only in that the axis L ₂ -L _{1 of} the telescopic sight is bent in such a way that the image is erected and the observer is confronted with the targeted target. According to the variant according to FIG. 3, a dioptric system with plane mirrors S ' and M' can be used which has a curvature of the field of view which is practically equal to the focal length, this system being able to work with a pupil F which lies in the center of curvature C of the field of view.

Die Erfindung läßt sich auf eine Zielvorrichtung mit Kollimation anwenden, welche die eine oder die andere der obenerwähnten bekannten Bauweisen oder eine analoge Bauweise mit einem kugeligen Fadenkreuz zeigt.The invention can be applied to a target device with collimation, which one or the other of the known designs mentioned above or an analogous design with a spherical crosshair indicates.

Erfindungsgemäß läßt sich das aus dem Zielfernrohr L₂, L₁ und den Spiegeln S und M bzw. 5' und M' gebildete bewegliche Aggregat um den Mittelpunkt C sowohl azimutal als auch um die Sichtlinie drehen, wobei das auf eine raumfeste Kugel gravierte Fadenkreuz R jeder gewünschten Kurve und insbesondere den Meridianen für die Azimutwinkel und den Parallelen für die Sichtwinkel folgen kann.
Die Fig. 1 zeigt, daß beispielsweise bei einem j Drehwinkel α des beweglichen Aggregats die Sichtlinie für die Richtung D, die vor der Drehung mit der j Normalen auf die Achse des Zielfernrohrs einen Winkel b einschließt, in eine Sichtlinie entsprechender Richtung D₁ übergeht, wobei das Gesichtsfeld des Zielfernrohrs gleichfalls eine Beobachtung in dieser Richtung D₁ gestattet und der Drehwinkel beispielsweise azimutal 360° betragen kann.According to the invention, the _{movable unit formed from the telescopic sight L 2} , L ₁ and the mirrors S and M or 5 'and M' can be rotated around the center point C both azimuthally and around the line of sight, with the crosshair R engraved on a sphere fixed in space can follow any desired curve and in particular the meridians for the azimuth angles and the parallels for the viewing angles.
1 shows that, for example, at an angle of rotation α of the movable assembly, the line of sight for the direction D, which before the rotation includes an angle b with the normal to the axis of the telescopic sight, changes into a line of sight corresponding to direction D ₁ , wherein the field of view of the telescopic sight likewise permits observation in this direction D ₁ and the angle of rotation can be, for example, azimuthally 360 °.

Die Fig. 4 zeigt in schematischer Weise ein Doppellager für das bewegliche System entsprechend der F i g. 2 für eine Drehung um den Azimut und um die Visierlinie.4 shows a double bearing in a schematic manner for the movable system according to FIG. 2 for a rotation around the azimuth and around the Line of sight.

Das bewegliche System, zu dem das Zielfernrohr L, der ebene Spiegels und der HohlspiegelM gehören,The moving system, which includes the telescopic sight L, the plane mirror and the concave mirror M,

ίο ist fest mit einem Träger 1 verbunden, der über zwei zu einer horizontalen durch den Mittelpunkt der Kugel verlaufenden Achse X-X koaxiale Gelenke 2 mit einer Gabel 3 verbunden ist, die sich auf einem Drehzapfen 4 um die vertikale Achse Y-Y der Kugel R drehen läßt. Der Drehzapfen 4 ist fest mit der festen Grundplatte 5 des Gerätes verbunden. Das bewegliche System dreht für den Horizont um die Achse X-X und für den Azimut um die Achse Y-Y. ίο is firmly connected to a carrier 1, which is connected to a fork 3, which can be rotated on a pivot 4 about the vertical axis YY of the ball R , via two joints 2 coaxial to a horizontal axis XX running through the center of the ball. The pivot 4 is firmly connected to the fixed base plate 5 of the device. The moving system rotates around the XX axis for the horizon and around the YY axis for the azimuth.

Für bestimmte Anwendungsfälle der Zielvorrichtung kann es günstiger sein, die Drehbewegungen um Achsen vor sich gehen zu lassen, die nicht durch den Kugelmittelpunkt laufen.For certain applications of the aiming device, it can be more beneficial to turn the rotary movements around To let axes go in front of you that do not run through the center of the sphere.

Wie die Fig. 5 zeigt, gestattet eine Achse O bei spielsweise eine azimutale Drehung des Aggregats L₂, achse O über eine Zahnradübertragung verbunden, zu L₁, S, M und R. Das Fadenkreuz R ist mit der Drehder ein Ritzel 6, das an der Drehung um den Punkt O nicht teilnimmt, und ein fest mit dem Fadenkreuz R verbundenes Ritzel 7 gehören, wobei die Ritzel 6 und 7, die von gleichem Durchmesser sind, untereinander über ein Zwischenritzel 8 verbunden sind. Bei diesem Aufbau bleibt die Orientierung des Fadenkreuzes R im Raum bei allen Winkelstellungen des beweglichen Aggregats die gleiche. Eine entsprechende Bewegung des beweglichen Aggregats läßt sich um die Sichtlinie realisieren, wobei die Achsen der Verbindungsritzel in diesem Falle horizontal verlaufen.As FIG. 5 shows, an axis O allows, for example, an azimuthal rotation of the unit L ₂ , axis O connected via a gear _{transmission to L 1} , S, M and R. The crosshair R is with the rotation of a pinion 6, the does not take part in the rotation about point O , and includes a pinion 7 firmly connected to the crosshair R , the pinions 6 and 7, which are of the same diameter, being connected to one another via an intermediate pinion 8. With this structure, the orientation of the crosshairs R in space remains the same for all angular positions of the movable unit. A corresponding movement of the movable assembly can be realized around the line of sight, the axes of the connecting pinions running horizontally in this case.

Selbstverständlich lassen sich die Zahnradverbindungen durch Parallelogrammverbindungen ersetzen.Of course, the gear connections can be replaced by parallelogram connections.

Die Einhaltung der Raumorientierung des kugelförmigen Fadenkreuzes kann mit Hilfe von Kompensationsmechanismen gewährleistet werden, die von Naturkräften, wie der Gravitation oder dem Erdmagnetismus Gebrauch machen, wobei die belastete Kugel zu diesem Zwecke in einer kardanischen Aufhängung gelagert und mit einem Magnetstab versehen wird.Compliance with the spatial orientation of the spherical crosshairs can be achieved with the help of compensation mechanisms guaranteed by natural forces such as gravitation or geomagnetism Make use of the loaded ball in a cardanic suspension for this purpose is stored and provided with a magnetic bar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

. Patent claims:

-1. Aiming device with a collimator system from one partially transparent mirror, one completely reflective mirror, a lens, a reticle and a telescopic sight in which the image of a point lying in infinity with that of the direction of this point corresponding point superimposed on the crosshair, dadureh marked that the crosshair is engraved on a spherical surface and that the telescopic sight with the objective and the collimator mirrors one around a horizontal and around a vertical one through the center of the Spherical axis forms rotatable system.

2. Aiming device according to claim 1, characterized in that on the spherical crosshairs Mendiane for reading the azimuth angle and parallel circles for reading the viewing angle are engraved.

3. Aiming device according to claim 1, characterized in that the spherical crosshairs rests on a vertical pivot and that the rotating unit is mounted on a support which can rotate about a horizontal joint axis, which in turn sits in a carrier, able to turn around the pivot.

4. Aiming device according to claim 1, characterized in that the pivot of the spherical Crosshair is mounted on a carrier that rotate around a horizontal joint axis can that does not run through the center of the sphere, and that a mechanical connection between the pivot and the hinge axis maintaining the spatial orientation of the spherical Crosshair guaranteed.