DE3428990A1

DE3428990A1 - Vorrichtung zur harmonisierung der optischen achsen eines visiers

Info

Publication number: DE3428990A1
Application number: DE19843428990
Authority: DE
Inventors: Roderich Ing.(grad.) 8000 München Rüger
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: LFK Lenkflugkoerpersysteme GmbH
Priority date: 1984-08-07
Filing date: 1984-08-07
Publication date: 1986-02-20
Also published as: GB2163868A; FR2569016B1; FR2569016A1; DE3428990C2; GB8519456D0; GB2163868B

Description

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Vorrichtung zur Harmonisierung der optischen Achsen eines Visiers

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige bekannte Vorrichtungen benötigen zur Achsharmonisierung zusätzliche Bauteile wie z.B. Kollimatoren oder optische Prüfmarken. Bei Vorrichtungen dieser Art mit Wärmebildgeräten, wie sie z.B. aus der DE-AS 29 41 627 bekannt geworden sind, muß der Durchmesser des Kollimators in der gleichen Größenordnung wie der Optikdurchmesser des Wärmebildgerätes sein, da die Optiken beugungsbegrenzt sind. Damit kommt man zu sehr großen Kollimatordurchmessern und zu einer erheblichen räumlichen Vergrößerung des Visiers. Wenn sich in Visieren mit diesen zusätzlichen Hilfsmitteln zur Achsharmonisierung die Achsen der optischen Geräte durch äußere Einwirkungen, wie Wärmespannungen, Vibrationen, Stöße oder auch durch Synchronisationsfehler im Wärmebildgerät gegeneinander versetzt haben, muß jedesmal eine neuerliche Einstellung der Achsen erfolgen. Bei Visieren mit diesen zusätzlichen Bauteilen zur Achsharmonisierung der eingebauten optischen Geräte ist also eine ständige überprüfung der Parallelität der Visierachsen erforderlich.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Harmonisierung der optischen Achsen eines Visiers zu schaffen, durch die die genannten Nachteile vermieden werden können und durch die eine ständige absolut sichere Harmonisierung der optischen Achsen eines Visiers ermöglicht wird. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.

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Die Erfindung bietet in ihrer Anordnung eine überraschend einfache Lösung für eine automatische, absolut präzise Harmonisierung aller optischen Achsen in einem Visiergerät. Da zusätzlich für jedes zweite oder weitere optische Gerät nur ein Tripelspiegel erforderlich ist, verbilligt eich ein erfindungsgemäßes Visier gegenüber bekannten Visieren mit zusätzlichen Kollimatoren oder anderen Prüfgeräten erheblich.

Der wesentlichste Vorteil der Erfindung besteht darin, daß bezüglich der Achsharmonisierung keine Stabilität der Bauteile gefordert werden muß. Da in nur einem der optischen Geräte des Visiers ein Richtpunkt oder Fadenkreuz erforderlich ist, das mit absoluter Abbildungsgenauigkeit Über den Strahlenweg mit dem Strahlenteiler und dem Tripelspiegel in jedem der anderen optischen Geräte unabhängig von der Achsstabilität zueinander abgebildet wird, haben äußere Einwirkungen, insbesondere

die rauhen militärischen Umweltbelastungen auf die Achsgenauigkeit des Visiers keinerlei Einfluß. Die Achsen der einzelnen optischen Geräte können bei der Betrachtung einee Zieles stets mit demselben, in allen

Geräten eingespiegelten oder detektierten Fadenkreuz

nicht voneinander weglaufen, wie es in bekannten Visieren oft vorkommt. Dabei kann die Beobachtung des Zieles wahlweise durch jedes der eingebauten optischen Geräte erfolgen.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

das Prinzip eines Visiers mit zwei optischen Geräten;

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Fig. 2 eine stark vereinfachte Darstellung eines Visiers mit vier optischen Geräten und

Fig. 3 eine schematisch dargestellte Ausführungsform eines in einem Gehäuse eingebauten Visiers mit einem Wärmebildgerät und einem Fernrohr.

In der Prinzipdarstellung der Fig. 1 besteht ein Visier 1 aus einem ersten optischen Gerät 2, einem dazu in gleicher optischer Achsebene um 90° versetzten zweiten optischen Gerät 3, einem Strahlteiler 4 und einem Tripelspiegel 5. Die hier und in den weiteren Figuren dargestellten optischen Geräte sind vorzugsweise derartige Geräte, die mit sichtbaren oder infraroten Frequenzen arbeiten. Strahlteiler sind bekanntlich derart beschaffen, daß sie Hochfrequenzwellen bestimmter Frequenzen durchlassen und die Frequenzen anderer Wellenbereiche abstrahlen. Ein Tripelspiegel ist ein Spiegelsystem aus drei, in verschiedenen Ebenen angeordneten, in einer Raumecke zusammenstoßenden Einzelspiegeln. Einfallendes Licht wird unabhängig vom Einfallwinkel in die Einfallsrichtung zurückreflektiert. Die beiden optischen Geräte 2 und 3 sind hier mit je einem Okular 6 versehen. In nur einem der optischen Geräte 2 oder 3, beispielsweise im Gerät 2 ist in einer Bildebene 7 ein reales oder projiziertes Fadenkreuz vorhanden. Ein Richtschütze ist mit einem Auge 8 angedeutet. Beim optischen Gerät 3 ist vor dem Okular 6 noch ein Umlenkspiegel 9 angeordnet. Wenn z.B. das optische Gerät 2 ein Wärmebildgerät und das optische Gerät 3 ein Tagfernrohr ist, so läßt der Strahlteiler 4 die in das Visier 1 einfallende Wärmestrahlung direkt durch und reflektiert das sichtbare Licht in das Tagfernrohr 3.

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Die in das Wärmegerät einfallende Strahlung 10 wird

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in bekannter Weise zu einem Wärmebild umgeformt,und kann durch dae Okular 6 betrachtet werden. Das Fadenkreuz 7 wird vom Strahlteiler 4 zum Tripelspiegel 5 umgelenkt, von dort zurückgeworfen und entsprechend dem Strahlengang 11 in das Tagfernrohr 3 projiziert. Es ist somit in der Bildebene 7a das gleiche Bild 12 und Fadenkreuz wie in der Bildebene 7 sichtbar. Es kann auch umgekehrt ein Fadenkreuz aus der Bildebene 7a des Gerätes 3 in die Bildebene 7 des Gerätes 2 projiziert wer- *" den. Es ist zweckmäßig, vom optischen Gerät mit größerem Durchmesser in das optische Gerät mit kleinerem Durchmesser zu projizieren. Bei einer automatischen Zielverfolgung kann anstelle eines Fadenkreuzes in den Bildebenen 7 oder 7a auch ein realer oder projizierter Richtpunkt vorhanden sein und gegenseitig projiziert werden.

In der Fig. 2 ist ein Visier 20 mit vier optischen Geräten dargestellt, die in unterschiedlichen Frequenzbereichen arbeiten. Es sind ein direkt in die Scene schauendes Wärmebildgerät 2, ein Tagfernrohr 3, eine Fernsehkamera 21 und ein Goniometer 22. Entsprechend den unterschiedlichen Frequenzbereichen, für die die einzelnen Geräte empfindlich sind, sind auch unterschiedliche Strahlteiler 4, 23 und 24 angeordnet. Die Tripelspiegel 5 können bei allen Geräten gleich sein. Die vorstehend anhand der Fig. 1 erläuterten Strahlengänge 10 und 11 treffen auch auf alle vier Geräte 2,3,21 und 22 zu, so daß das in der Bildebene 7 angeordnete Fadenkreuz auch in die Bildebenen 7a, 7b und 7c der anderen Geräte projizierbar ist. Anhand dieser Figur ist der Vorteil der Erfindung besonders augenfällig. Um mit bekannten Vorrichtungen eine Achsharmonisierung für vier optische Geräte zu erreichen, ist ein erheblicher Aufwand an zusätzlichen Bauteilen und

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eine besonders starre Lagerung der Geräte und Strahlteiler erforderlich. Bei dem vorliegenden Visier 20 braucht bezüglich der Achsharmonisierung keine besondere Stabilität der einzelnen Bauteile gefordert zu werden. Die Achsen der vier optischen Geräte können nicht voneinander weglaufen, weil ja ständig das einzige Fadenkreuz 7 in allen Geräten zu sehen oder zu detektieren ist. Es ist dabei auch gleichgültig, ob ein Richtschütze mit seinem Auge 8 durch das Tagfernrohr 3 oder die Fernsehkamera 21 oder das Wärmebildgerät 5 das Ziel 12 anvisiert.

In der Fig. 3 ist schematisch ein Visiergerät 30 dargestellt, welches in ein Gehäuse 31 eingebaut ist und im Vorrichtungsurafang etwa Fig. 1 mit einem Wärmebildgerät 32 und einem Tagfernrohr 33 entspricht. Mit dem Wärmebildgerät 32 ist durch ein Kabel 34 eine Kathodenstrahlröhre 35 verbunden, deren Bildschirm 36 einem Einblickokular 37 zugewandt ist. Wärmebildgerät 32,

Tagfernrohr 33 und Kathodenstrahlröhre 35 sind direkt an die Wand des Gehäuses 31 angebaut. Ein Strahlteiler 38 ist mit Stangen 39 am Tagfernrohr 33 angesetzt. Ein Tripelspiegel 40 ist mit einem Gestell 41 an das Gehäuse 31 angebaut. Die Scene mit dem Ziel 12 ist vom

Auge 8 des Richtschützen durch ein Bildfenster 42 im Gehäuse 31 gleichzeitig als Wärmebild auf dem Bildschirm 36 der Kathodenstrahlröhre 35 und über einen Strahlteiler 43 im Tagfernrohr 33 zu sehen. Die Bauteile dieses Visiers 30 können bewuBt mit einfachen Mitteln und Halterungen in das Gehäuse eingebaut werden, weil die Achsharmonisierung des Wärmegerätes 32 mit dem Tagfernrohr 33 auf jeden Fall über das in beiden Geräten in den Bildebenen 7 und 7a projizierte Fadenkreuz automatisch vorhanden ist. 35

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Claims

Τ> 30.07.84 9596 Patentabteilung Vorrichtung zur Harmonisierung der optischen Achsen eines Visiers Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Harmonisierung der optischen Achsen eines aus mindestens zwei optischen Geräten mit vorzugsweise verschiedenen Frequenzbereichen bestehenden Visiers unter Verwendung von mindestens einem Strahlteiler dadurch gekennzeichnet , daß die optische Achse des ersten Gerätes (2) zu der optischen Achse des zweiten Gerätes (3) und jedes weiteren Gerätes (21,22) einen Winkel von 90° bildet, wobei der unter 45° angeordnete Strahlteiler (4,23,24) jeweils im Schnittpunkt der Achsen liegt, und daß in Verlängerung der optischen Achse des ersten Gerätes der Ausblick aus der Vorrichtung in die Scene erfolgt und in Verlängerung der optischen Achse des zweiten und jedes weiteren Gerätes ein Tripelspiegel (5) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß sich in einer Bildebene

(7) von einem der optischen Geräte (2,3,21,22) ein Richtpunkt oder Fadenkreuz befindet, welches über den bzw. die Strahlteiler (4,23,24) und Tripelspiegel (5) in eine Bildebene von jedem weiteren optischen Gerät projiziert wird.

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3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Beobachtung eines Zieles (12) wahlweise durch jedes der optischen Geräte (2,3,21,32,33) direkt über ein Okular (6,37) am Gerät oder indirekt über einen Bildschirm (36) einer Kathodenstrahlröhre (35), über einen Strahlteiler (43) oder einen Umlenkspiegel (9) erfolgt.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste optische Gerät (2,32) ein Wärmebildgerät mit einer zur Abbildung des Wärmebildes dienenden Kathodenstrahlröhre (35), das zweite optische Gerät ein Glasfernrohr (3,33), ein drittes optisches Gerät eine Fernsehkamera (21) und ein viertes optisches Gerät ein Goniometer (22) ist.

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