DE60111958T2 - Optische visiereinrichtung - Google Patents

Description

• Hintergrund der Erfindung
• Gebiet der Erfindung
• Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein optisches Visier, das beispielsweise auf einer Jagdwaffe, wie ein Jagdgewehr, benutzt wird.
• Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Visier der Gattung umfassend ein längliches Gehäuse, das einen Lichtkanal festlegt; eine Linse, die am einen Ende des Lichtkanals positioniert ist und eine teilweise reflektierende Oberfläche aufweist; sowie eine mit Energie versorgte Lichtquelle, die sich im Lichtkanal befindet, zum Aussenden von Licht zu der genannten reflektierenden Oberfläche, um einen Lichtpunkt durch direkte Abbildung der genannten Lichtquelle auf der genannten Oberfläche zu erzeugen, welche mit einem Ziel überlagert wird, wenn es durch den Lichtkanal von dessen anderem Ende anvisiert wird. Ein Visier dieser Sorte wird in WO 99/19665 offenbart.
• Beschreibung des Standes der Technik
• Das wesentliche Problem der Visiere gemäß dem Stand der Technik der hier behandelten Gattung ist die kurze Batterielebensdauer (ungefähr vier Stunden ununterbrochene Anwendung mit der hellsten Punktintensität). Folglich muss der Benutzer die Batterie regelmäßig in kurzen Abständen auswechseln. Dies kann zu unterschiedlichen praktischen Problemen führen, insbesondere wenn der Benutzer sich an abgelegenen Orten befindet und Batterien nicht leicht zugänglich sind.
• Waffenvisiere, der genannten Gattung, welche als Lichtquelle eine lichtemittierende Diode (LED) umfassen, sind seit ungefähr 20 Jahren erhältlich. US-A-4346995, am 31. August 1982 erteilt, offenbart ein Visier, bei welchem die Lichtquelle eine LED umfasst. Bei solchen Visieren wird die Helligkeit des Lichtpunktes durch Veränderung des Ansteuerstroms zur LED gesteuert.
• Eine normale LED umfasst einen Chip mit einer Halbleiterschicht vom p-Typ und einer Halbleiterschicht vom n-Typ in einer Sandwichkonstruktion. Wenn ein Vorwärtsstrom eingespeist wird, leuchtet der gesamte Chip auf und das ausgestrahlte Licht wird breitet sich in alle Richtungen aus. Diese Halbleiterchips haben Dimensionen in der Größenordnung von 300 μm × 300 μm, wobei deren Dicke ungefähr 100 μm beträgt. Dies bedeutet, dass die Lichtquelle eine lichtaussendende Fläche mit 300 μm × 300 μm aufweist. Damit ein geeigneter Lichtpunkt in einem optischen Visier der genannten Gattung erreicht werden kann, sollte die gewünschte lichtaussendende Fläche ein Punkt mit einem Durchmesser von ca. 60 bis 80 μm sein, wobei dies bedeutet, dass die LED einen schmalen und deutlichen Lichtstrahl schaffen muss und dass es somit notwendig ist, die lichtausstrahlende Fläche zu abzuschirmen. Zu diesem Zweck verwendet man gewöhnlicherweise eine Maske mit einer schmalen, vorzugsweise kreisförmigen, Blende, so wie es in WO 99/19665 beschrieben wird. Die Effizienz einer Lichtquelle dieser Sorte ist unbefriedigend. Der verwendete Anteil der lichtaussendenden Fläche der LED beträgt nur 1/20 der gesamten lichtaussendenden Fläche, wobei die Lichtenergie, welche vom Rest der genannten Oberfläche ausgestrahlt wird, ungenutzt bleibt. Bei gleicher Lichthelligkeit, wie sie eine gewöhnliche Lichtquelle bietet, wird jedoch der von der Lichtquelle benötigte Strom ungefähr mit einem Faktor 20 durch Verwendung einer LED verringert, was einen entsprechende Zunahme der Batterielebensdauer ergibt.
• SE-B-378450 und SE-B-449262 lehren, dass die LED gepulst werden soll, um Energie zu sparen. Obwohl solch eine Anordnung die Batterielebensdauer des Visiers erhöht, weist das resultierende Visier immer noch eine niedrige Batterielebensdauer von ungefähr vierzig Stunden bei kontinuierlichem Gebrauch mit der größten Punkthelligkeit auf.
• Gemäß PCT/SE99/2482 wird eine Laserdiode als Lichtquelle für ein gattungsgemäßes optisches Visier vorgesehen, um die Batterielebensdauer mehrfach zu erhöhen. Durch Verwendung einer Laserdiode wird die Batterielebensdauer auf mehr als 5000 Stunden bei kontinuierlicher Verwendung erhöht.
• Kurzgefasste Zusammenfassung der Erfindung
• Gemäß vorliegender Erfindung umfasst ein optisches Visier der hierin erwähnten Gattung eine Batterie zur Energieversorgung der Lichtquelle, sowie, um die Batterielebensdauer mehrfach zu erhöhen, wird eine lichtemittierende Diode mit Resonanzkavität, RCLED (Englisch: Resonant Cavity Light Emitting Diode), als Lichtquelle im Visier vorgesehen.
• Eine RCLED wird durch Dotieren einer kleinen p-Typ Halbleiterfläche in einem n-Typ Chip mit denselben Abmessungen wie oben erwähnt gebildet. Die dotierte Fläche bildet eine Kavität und Licht wird nur von dieser Kavität emittiert, wobei dies bedeutet, dass Lichtenergie gespart wird. Mit Hilfe von Oberflächen mit bestimmtem Brechungsindex um die Kavität herum, um das emittierte Licht zurück in die Kavität zu reflektieren, wird das meiste Licht in eine Richtung emittiert, um mehr Lichtenergie zu sparen.
• Die RCLED wurde für optische Datenübertragung über Optofiber konstruiert und wurde bisher ausschließlich für diesen Verwendungszweck benutzt. Durch Verwendung einer RCLED in einem Visier der hierin erwähnten Gattung, wobei dies eine neue Verwendung derselben darstellt, wird der Diodenstrom überraschenderweise ungefähr 35-mal niedriger als der Diodenstrom in einem Gerät gemäß WO 99/19665, wobei dies bedeutet, dass das Visier vollständig wartungsfrei wird, was die Energieversorgung betrifft.
• Zur Regelung der Helligkeit der RCLED kann herkömmliche Elektronik verwendet werden.
• Bevorzugte Einzelheiten des erfindungsgemäßen Visiers sind in den abhängigen Ansprüchen festgelegt.
• Kurzgefasste Beschreibung der Zeichnung
• Um die Erfindung detaillierter zu beschreiben, wird eine veranschaulichende Ausführungsform derselben nachstehend beschrieben, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird, in welcher die Figur eine axiale Querschnittsansicht über ein erfindungsgemäßes Visier darstellt.
• Detaillierte Beschreibung der Erfindung
• Das in der Zeichnung offenbarte Waffenvisier umfasst einen Lichttunnel, der durch eine äußere Röhre 10 gebildet wird, welche an den Lauf einer Waffe, mit welcher das Visier benutzt werden soll, befestigt wird, sowie einer inneren Röhre 11, welche an einem Ende in die äußere Röhre montiert ist und an dem anderen Ende mit Hilfe von Einstellmitteln befestigt ist, welche die Einstellung der Längsachse der inneren Röhre im Verhältnis zur äußeren Röhre ermöglichen, soweit es erforderlich ist, um das Visier an die Waffe, auf welcher es verwendet wird, anzupassen. In dem genannten einen Ende der inneren Röhre ist eine doppelte Linse 12 vorgesehen, welche eine Schicht 13 zwischen den Linsen aufweist, wobei die Schicht rotes Licht reflektiert. In der inneren Röhre ist eine Lichtquelle 14 montiert, welche eine lichtemittierende Diode mit Resonanzkavität RCLED, z.B. eine 1A4871 Chip RCLED von Mitel Semiconductors, umfasst. Die RCLED weist eine mit Öffnung versehene lichtundurchlässige Maske auf oder angrenzend an die lichtemittierende Oberfläche der RCLED auf, vorzugsweise eine Maske, die auf die lichtemittierende Oberfläche aufgedampft oder aufgesputtert ist, um einen roten Lichtstrahl mit minimaler Streuung auf die Schicht 13 zu projizieren, wo der Lichtstrahl einen roten Punkt bildet, der als Zielpunkt verwendet wird. Der Lichtstrahl wird durch die Schicht 13 durch eine plangeschliffene Glasplatte 15 reflektiert, welche eine antireflektierende Schicht auf der Seite, die dem rechten Ende des Lichttunnels zugewandt ist, aufweist. Der Strahlengang wird mittels einer strichpunktierten Linie 16 angedeutet. Die RCLED wird über eine elektronische Treiberschaltung von einer Batterie (nicht gezeigt), welche in einem mit der äußeren Röhre 10 integriertem geschlossenen Gehäuse montiert sein kann, mit Energie versorgt, wobei die Batterie mit Hilfe von Stromleitern mit der Treiberschaltung für die RCLED verbunden ist. Eine geeignete Batterie für den Gebrauch im erfindungsgemäßen Visier ist eine Lithiumzelle DL1/3N mit einer Kapazität von 160 mAh.

Claims (3)

1. Ein optisches Visier umfassend: ein längliches Gehäuse (10, 11), das einen Lichtkanal festlegt; eine Linse (12), die am einen Ende des Lichtkanals gelegen ist und eine teilweise reflektierende Oberfläche (13) aufweist; eine Lichtquelle (14), die sich im Lichtkanal befindet, zum Aussenden von Licht zu der genannten reflektierenden Oberfläche, um einen Lichtpunkt durch direkte Abbildung der genannten Lichtquelle auf der genannten Oberfläche zu erzeugen, welche mit einem Ziel überlagert wird, wenn es durch den Lichtkanal von dessen anderem Ende anvisiert wird; sowie eine Batterie zur Energieversorgung der Lichtquelle, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (14) eine lichtemittierende Diode mit Resonanzkavität umfasst.
2. Optisches Visier gemäß Anspruch 1, wobei die lichtemittierende Oberfläche der lichtemittierenden Diode mit Resonanzkavität mit einer mit Öffnung versehenen lichtundurchlässigen Maske an oder angrenzend an die lichtemittierende Oberfläche abgedeckt ist.
3. Optisches Visier gemäß Anspruch 2, wobei die Maske auf die lichtemittierende Oberfläche aufgedampft oder aufgesputtert ist.