DE3827829A1 - Viewing optics for armoured vehicles, such as surveillance periscope or telescopic sight - Google Patents
Viewing optics for armoured vehicles, such as surveillance periscope or telescopic sightInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Ausblickoptik für gepanzerte Fahrzeuge, wie Rundblickperiskop oder Zielfernrohr, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.The invention relates to a lookout optics for armored Vehicles such as panoramic periscope or riflescope, the genus specified in the preamble of claim 1.
Bei einem bekannten Periskop für Kampfpanzer der eingangs genannten Art ist das reflektive Eingangsobjektiv im Innern des Fahrzeugaufbaus vertikal unterhalb des mit der Lichtdurchtrittsöffnung kongruenten Durchbruchs im Fahrzeugaufbau angeordnet. Es ist als Kassegran ausgebildet, bei welchem durch Reflexion an einem konkaven Spiegel mit zentraler Ausnehmung und einem dieser gegenüberliegenden konvexen Spiegel die Ausblicköffung in dem optischen System abgebildet wird. Bei mehreren in verschiedenen Wellenlängenbereichen arbeitenden optischen Systemen sind dem Eingangsobjektiv Strahlteiler nachgeordnet, welche das über das Eingangobjektiv einfallende Lichtstrahlenbündel spektral trennen und in getrennten Strahlengängen den einzelnen optischen Systemen zuführen.In a known periscope for main battle tanks the beginning mentioned type is the reflective input lens in Interior of the vehicle body vertically below that with the Congruent opening in the light passage opening Vehicle body arranged. It is as a cashier trained, in which by reflection on a concave mirror with a central recess and a this opposite convex mirror the View opening is mapped in the optical system. With several in different wavelength ranges working optical systems are the input lens Subordinate beam splitter, which over the Spectrum of incoming light rays entering the lens separate and in separate beam paths the individual feed optical systems.
Ein solchermaßen aufgebautes Periskop benötigt einen Durchbruch im Fahrzeugaufbau, dessen lichter Durchmesser mindestens gleich dem der relativ großen Ausblicköffnung des Spiegelkopfes sein muß, damit das Eingangslichtstrahlenbündel nicht abgeschattet wird. Aus konstruktiven Gründen wird jedoch ein möglichst kleiner Durchbruch im Fahrzeugaufbau angestrebt. Außerdem ergeben sich bei den rauhen Betriebsbedingungen, denen ein Kampfpanzer unterworfen ist, Probleme in der Halterung des Eingangsobjektivs, insbesondere in der relativen Zuordnung seiner Teile, was zu einer relativ geringen Standfestigkeit des Periskops führt.A periscope constructed in this way needs one Breakthrough in the vehicle body, its clear diameter at least equal to that of the relatively large view opening of the mirror head must be so that Input light beam is not shadowed. Out constructive reasons, however, is as small as possible Breakthrough in vehicle body striven for. Also revealed the harsh operating conditions that a Main battle tank is subject to problems in the bracket of the input lens, especially in the relative Allocation of its parts, resulting in a relatively small Stability of the periscope leads.
Bei einer ebenfalls bekannten Ausblickoptik für Kampfpanzer hat man daher das reflektive Eingangsobjektiv durch ein refraktives Eingangsobjektiv ersetzt und das als Sammellinse ausgebildete erste optische Glied des refraktiven Eingangsobjektivs vor den Durchbruch im Fahrzeugaufbau gesetzt. Damit hat man den erforderlichen Durchbruch im Fahrzeugaufbau wesentlich verkleinern können. Sind jedoch - wie bei Kampfpanzern immer üblich - im Fahrzeugaufbau mehrere, in verschiedenen optischen Wellenlängenbereichen arbeitende optische System vorhanden, deren Strahlengänge durch das gemeinsame Eingangsobjektiv und über den gemeinsamen Ausblickspiegel geführt sind, so muß das Eingangsobjektiv aus Breitbandmaterial gefertigt werden. Solches Material ist sehr teuer, und auch die Herstellung des Eingangsobjektivs aus diesem Material ist in der geforderten Präzision nur schwer zu beherrschen. Die Folge davon sind hohe Fertigungskosten, die im Vergleich zu einem reflektiven Eingangsobjektiv exorbitant hoch sind.With a well-known look optic for Battle tanks therefore have the reflective entrance lens replaced by a refractive input lens and that trained as a converging lens first optical member of the refractive input lens before the breakthrough in Vehicle body set. So you have the necessary Significantly reduce the breakthrough in the vehicle body can. However, as is usual with main battle tanks, in the vehicle body several, in different optical Optical system operating in the wavelength ranges exist, whose beam paths through the common Entry lens and over the common view mirror the input lens must be out Broadband material can be manufactured. Such material is very expensive, and also the manufacture of the Input lens from this material is in the required precision is difficult to master. The As a result, high manufacturing costs are compared to a reflective input lens exorbitantly high are.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ausblickoptik der eingangs genannten Art mit reflektivem Eingangsobjektiv derart zu verbessern, daß ein im Vergleich zur Ausblicköffnung nur noch kleiner Durchbruch zum Hindurchführen des Lichtstrahlenbündels zu den optischen Systemen im Fahrzeugaufbau erforderlich ist.The invention has for its object a Outlook optics of the type mentioned at the beginning with reflective To improve the input lens so that an im Only a small breakthrough compared to the outlook opening for guiding the light beam to the optical systems in the vehicle body is required.
Die Aufgabe ist bei einer Ausblickoptik der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 gelöst.The task is with a look optics in the Preamble of claim 1 defined genus according to the invention by the features in the characterizing part of the Claim 1 solved.
Durch die Verlagerung des Eingangsobjektivs aus dem Innern des Fahrzeugaufbaus in den Spiegelkopf, durch die Ausbildung des Eingangsobjektivs als Schiefspiegler und durch die um 90° gedrehte Anordnung des Ausblickspiegels derart, daß dieser nicht mehr unmittelbar zur Lichtdurchtrittsöffnung hin, sondern nach oben zum Schiefspiegler reflektiert, ist das durch die Lichtdurchtrittsöffnung und den Durchbruch im Fahrzeugaufbau hindurchtretende Lichtstrahlenbündel bereits im Durchmesser auf die Öffnungsweite des optischen Systems reduziert. Der Durchbruch im Fahrzeugaufbau braucht daher nur noch diesen kleinen Durchmesser aufzuweisen, der wesentlich kleiner als der lichte Durchmesser der Ausblicköffnung ist. Außerdem baut das erfindungsgemäße Eingangsobjektiv aus Schiefspiegler und Umlenkeinheit sehr klein und kann dadurch in dem im Spiegelkopf vorhandenen Bauraum untergebracht werden, ohne dessen Volumen nennenswert zu vergrößern. Als reflektive Optik kann das Eingangsobjektiv aus preiswerten Materialien und mit geringem Aufwand in Replika-Technik gefertigt werden. Gegenüber einem refraktiven Eingangsobjektiv, das den gleichen lichten Durchmesser des Durchbruchs im Fahrzeugaufbau ermöglicht, sind die sich ergebenden Einsparungen in den Herstellungskosten beträchtlich.By moving the input lens from the Inside the vehicle body in the mirror head through which Training of the entrance lens as a Schiefspiegler and due to the 90 ° arrangement of the view mirror such that this is no longer immediately Light passage opening, but upwards to Schiefspiegler is reflected by the Light passage opening and the breakthrough in the Beams of light passing through the vehicle body already in diameter to the opening width of the optical system reduced. The breakthrough in Vehicle body therefore only needs this small one To have diameter that is much smaller than that clear diameter of the view opening. Also builds the input lens from Schiefspiegler according to the invention and deflection unit very small and can therefore in the Existing mirror space can be accommodated, without significantly increasing its volume. As The input lens can be made from reflective optics inexpensive materials and with little effort in Replica technology can be manufactured. Opposite one refractive input lens that shines the same Diameter of the opening in the vehicle body allows are the resulting savings in the Manufacturing costs are considerable.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen.Advantageous embodiments and developments of Invention result from the further claims.
Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: The invention is based on in the drawing illustrated embodiments in the following described. Show it:
Fig. 1 und 2 jeweils in schematischer Darstellung eine in den Turm eines Kampfpanzers integrierte Ausblickoptik gemäß einem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel. Fig. 1 and 2 are each a schematic representation of an integrated in the tower of a battle tank view optics according to a first and second embodiment.
Die in Fig. 1 nur prinzipiell und ohne konstruktive Details dargestellte Ausblickoptik kann ein sog. Rundblickperiskop sein, das in dem Turm 10 eines Kampfpanzers angeordnet ist und mit einem Spiegelkopf 11 über den Turm vorsteht. Der Turm 10 steht hier als konkretes Beispiel für einen beliebigen Fahrzeugaufbau, in welchem die Ausblickoptik untergebracht sein kann. Der Spiegelkopf 11 ist um eine Drehachse 12 drehbar am Turm 10 gehalten und kann über 360° geschwenkt werden, so daß über eine im Spiegelkopf 11 angeordnete Ausblicköffnung 13, die in einer etwa vertikalen Ebene liegt, das gesamte Panorama abgesucht werden kann. Die optische Verbindung zwischen Spiegelkopf 11 und Turm 10 erfolgt über eine zur Ausblicköffnung 13 rechtwinklig ausgerichtete Lichtdurchtrittsöffnung 14 in der Unterseite des Spiegelkopfes 11, die mit einem identischen Durchbruch 15 in der Oberseite des Turms 10 korrespondiert. Die Lichtdurchtrittsöffnung 14 und der Durchbruch 15 sind koaxial zur Drehachse 12 angeordnet.The view optics shown only in principle and without constructive details in FIG. 1 can be a so-called panoramic periscope, which is arranged in the turret 10 of a main battle tank and projects over the turret with a mirror head 11 . The tower 10 stands here as a concrete example for any vehicle body in which the view optics can be accommodated. The mirror head 11 is held on the tower 10 so as to be rotatable about an axis of rotation 12 and can be pivoted through 360 °, so that the entire panorama can be searched via a viewing opening 13 arranged in the mirror head 11 and lying in an approximately vertical plane. The optical connection between the mirror head 11 and the tower 10 takes place via a light passage opening 14 in the underside of the mirror head 11 which is oriented at right angles to the viewing opening 13 and which corresponds to an identical opening 15 in the top of the tower 10 . The light passage opening 14 and the opening 15 are arranged coaxially to the axis of rotation 12 .
In dem Spiegelkopf 11 ist ein Ausblickspiegel 16 angeordnet, der die optische Verbindung zwischen der Ausblicköffnung 13 und der Lichtdurchtrittsöffnung 14 herstellt. Um Fahrzeugbewegungen zu kompensieren, ist der Ausblickspiegel 16 lagestabilisiert. Ein hierzu erforderlicher Spiegelantrieb ist mit 17 angedeutet. Der Ausblickspiegel 16 ist in etwa um 45° geneigt angeordnet, wobei seine Reflexionsfläche einerseits zu der Lichtdurchtrittsöffnung 14 und andererseits nach oben zu der der Lichtdurchtrittsöffnung 14 gegenüberliegenden oberen Seite des Spiegelkopfes 11 weist. In Lichteinfallsrichtung ist dem Ausblickspiegel 16 ein reflektives Eingangsobjektiv 18 nachgeordnet, das aus einem an der oberen Seite des Spiegelkopfes 11 angeordneten Schiefspiegler 19 und aus einer an der unteren, die Lichtdurchtrittsöffnung 14 enthaltenden Seite des Spiegelkopfes 11 angeordneten Umlenkeinheit 20 besteht. Die Umlenkeinheit 20 weist eine konvexe Reflexionsfläche 21 und eine plane Reflexionsfläche 22 auf, die im Abstand voneinander angeordnet sind. Die konvexe Reflexionsfläche 21 ist dabei dem Schiefspiegler 19 und die plane Reflexionsfläche 22 der Lichtdurchtrittsöffnung 14 zugeordnet. Schiefspiegler 19 und Umlenkeinheit 20 sind so ausgebildet und ausgerichtet, daß das über die Ausblicköffnung 13 einfallende Licht am Ausblickspiegel 16 zum Schiefspiegler 19 hin umgelenkt wird, dort reflektiert wird, auf die konvexe Reflexionsfläche 21 der Umlenkeinheit 20 fällt und nach Reflexion an der konvexen Reflexionsfläche 21 von der planen Reflexionsfläche 22 der Umlenkeinheit 20 in die Lichtdurchtrittsöffnung 14 umgelenkt wird. Auf diese Weise wird die Ausblicköffnung 13 mit ihrem großen Durchmesser exakt in der Lichtdurchtrittsöffnung 14 mit dem sehr viel kleineren Durchmesser abgebildet.A viewing mirror 16 is arranged in the mirror head 11 and establishes the optical connection between the viewing opening 13 and the light passage opening 14 . In order to compensate for vehicle movements, the viewing mirror 16 is stabilized in position. A mirror drive required for this is indicated at 17 . The viewing mirror 16 is arranged inclined at approximately 45 °, its reflection surface pointing on the one hand to the light passage opening 14 and on the other hand upwards to the upper side of the mirror head 11 opposite the light passage opening 14 . In the direction of light incidence, a reflective input objective 18 is arranged downstream of the viewing mirror 16 , which consists of a slanted mirror 19 arranged on the upper side of the mirror head 11 and a deflection unit 20 arranged on the lower side of the mirror head 11 containing the light passage opening 14 . The deflection unit 20 has a convex reflection surface 21 and a flat reflection surface 22 , which are arranged at a distance from one another. The convex reflection surface 21 is assigned to the oblique mirror 19 and the flat reflection surface 22 to the light passage opening 14 . Leaning mirrors 19 and deflection unit 20 are designed and aligned such that the light incident via the viewing opening 13 is deflected at the viewing mirror 16 to the sloping mirror 19 , is reflected there, falls onto the convex reflection surface 21 of the deflection unit 20 and after reflection on the convex reflection surface 21 is deflected from the plane reflection surface 22 of the deflection unit 20 into the light passage opening 14 . In this way, the view opening 13 with its large diameter is reproduced exactly in the light passage opening 14 with the much smaller diameter.
Das durch die Lichtdurchtrittsöffnung 14 und den Durchbruch 15 in das Innere des Turms 10 einfallende Licht trifft dort auf zwei Strahlteiler 23 und 24, die das Licht spektral teilen und jeweils einem optischen Sichtsystem 25 bis 27 zuführen. Die optischen Sichtsysteme 25 bis 27 arbeiten in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen. Das Sichtsystem 25 ist ein Infrarot-Nachtsichtsystem oder Wärmebildgerät und das Sichtsystem 26 ein Tagsichtsystem. Das Sichtsystem 27 kann dabei ein Laserentfernungsmesser sein, der mit einem Nd-YAG-Laser ausgerüstet ist. Zwei Randstrahlen des über die Ausblickoptik einfallenden Lichtstrahlenbündels sind in Fig. 1 strichliniert eingezeichnet.The light incident through the light passage opening 14 and the opening 15 into the interior of the tower 10 strikes there two beam splitters 23 and 24 , which spectrally divide the light and feed each to an optical vision system 25 to 27 . The optical vision systems 25 to 27 operate in different wavelength ranges. The vision system 25 is an infrared night vision system or thermal imaging device and the vision system 26 is a day vision system. The vision system 27 can be a laser rangefinder equipped with an Nd-YAG laser. Two marginal rays of the light beam incident through the viewing optics are shown in broken lines in FIG. 1.
Bei der in Fig. 2 ebenfalls nur schematisch skizzierten Ausblickoptik handelt es sich um ein Zielfernrohr eines Kampfpanzers. Hier ist der aus dem Turm 10 vorstehende Spiegelkopf 11 fest mit dem Turm 10 verbunden und kann im Azimut nur zusammen mit dem Turm 10 geschwenkt werden. Bezüglich des Aufbaus des Spiegelkopfs 11 mit Ausblickspiegel 16, Spiegelantrieb 17 und Eingangsobjektiv 18 mit Schiefspiegler 19 und Umlenkeinheit 20 besteht Identität zu Fig. 1. Gleiche Bauelement sind daher mit gleichen Bezugszeichen versehen. In Abwandlung zu Fig. 1 ist einer der beiden Strahlteiler 23 in der Umlenkeinheit 20 integriert und im Spiegelkopf 11 eine zweite Lichtdurchtrittsöffnung 28 vorgesehen, die kongruent mit einem entsprechenden zweiten Durchbruch 29 im Turm 10 angeordnet ist. Lichtdurchtrittsöffnung 28 und Durchbruch 29 sind so angeordnet, daß die von dem Strahlteiler 23 abgezweigte Wärmestrahlung in den Turm 10 einfallen kann, und dort, ggf. über einen Umlenkspiegel 30 zu dem Wärmebildgerät 25 gelangt. Das übrige Licht wird in gleicher Weise über die plane Reflexionsfläche 22, die Lichtdurchtrittsöffnung 14 und den Durchbruch 15 dem zweiten Strahlteiler 24 zugeführt, der das Laserlicht auf den Laserentfernungsmesser 27 reflektiert. Das durch den Strahlteiler 24 hindurchtretende sichtbare Licht wird ggf. über einen weiteren Umlenkspiegel 31 wiederum dem Tagsichtsystem 26 zugeführt.The view optics, which is also only schematically sketched in FIG. 2, is a telescopic sight of a battle tank. Here the mirror head 11 protruding from the tower 10 is firmly connected to the tower 10 and can only be pivoted in azimuth together with the tower 10 . With regard to the construction of the mirror head 11 with a view mirror 16 , mirror drive 17 and input lens 18 with an oblique mirror 19 and deflection unit 20, there is identity to FIG. 1. The same components are therefore provided with the same reference numerals. In a modification of FIG. 1, one of the two beam splitter 23 is integrated in the deflection unit 20 and provided a second light-passing aperture 28 in the mirror head 11, which is arranged congruently with a corresponding second opening 29 in the tower 10. Light passage opening 28 and breakthrough 29 are arranged so that the heat radiation branched off by the beam splitter 23 can fall into the tower 10 and, where appropriate, reaches the thermal imaging device 25 via a deflecting mirror 30 . The remaining light is fed in the same way via the flat reflection surface 22 , the light passage opening 14 and the opening 15 to the second beam splitter 24 , which reflects the laser light onto the laser range finder 27 . The visible light passing through the beam splitter 24 is in turn possibly fed to the day vision system 26 via a further deflecting mirror 31 .
Bei dem in den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 und 2 vorgeschlagenen Aufbau der Ausblickoptik können die Strahlteiler 23 und 24 vorteilhaft aus Glas hergestellt sein und brauchen nicht aus hochwertigen, breitbandigen optischen Materialien konstruiert zu werden.In which, in the embodiments according to FIGS. 1 and 2 proposed structure of view optics, the beam splitter 23 and 24 may advantageously be made of glass and need not be constructed of high-quality broadband optical materials.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19883827829 DE3827829A1 (en) | 1988-08-13 | 1988-08-13 | Viewing optics for armoured vehicles, such as surveillance periscope or telescopic sight |
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DE19883827829 DE3827829A1 (en) | 1988-08-13 | 1988-08-13 | Viewing optics for armoured vehicles, such as surveillance periscope or telescopic sight |
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DE3827829A1 true DE3827829A1 (en) | 1990-02-15 |
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ID=6360976
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DE19883827829 Withdrawn DE3827829A1 (en) | 1988-08-13 | 1988-08-13 | Viewing optics for armoured vehicles, such as surveillance periscope or telescopic sight |
Country Status (1)
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DE (1) | DE3827829A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120099191A1 (en) * | 2009-05-07 | 2012-04-26 | Bae Systems Hagglunds Aktiebolag | Periscope device |
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GB1336801A (en) * | 1971-01-04 | 1973-11-14 | Perkin Elmer Corp | Catoptric anastigmatic telescopic optical system |
DE1797610B2 (en) * | 1967-03-25 | 1977-04-14 | Ausscheidung aus: 15 47 279 Eltro GmbH Gesellschaft für Strahlungstechnik, 6900 Heidelberg | OPTICAL-ELECTRONIC RECONNAISSANCE AND TARGET DEVICE |
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1988
- 1988-08-13 DE DE19883827829 patent/DE3827829A1/en not_active Withdrawn
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