Optisches Beobachtungsgerät und Verwendung desselben in einer Infrarot-Ortungsvorrichtung
Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein optisches Gerät zum fortwährenden Beobachten eines frei beweglichen Objektes durch Verschwenken seiner optischen Achse um zwei Koordinatenachsen mit Hilfe einer von Hand betätigbaren Verstellmechanik.
Vielfach ist ein derartiges Beobachtungsgerät in einem Stativ eingebaut, wobei der Beobachter, der in ein Okular einblickt, an Handgriffen die zum Anvisieren des ausgewählten Objektes notwendigen Verstellbewegungen der optischen Geräteachse bewirkt. Bei bekannten Geräten dieser Art ist das gesamte optische System als in sich starrer Block um die beiden Achsen verschwenkbar. Der Beobachter muss also mit seinem Kopf nicht nur die Azimutverschwenkungen, sondern auch die Elevationsverschwenkungen mitmachen, was vielfach unbequem ist, vor allem, wenn der Beobachter auf dem Boden liegt und dabei das vor ihm liegende Gesichtsfeld durch das Okular beobachten soll.
Gemäss vorliegender Erfindung wird in dieser Hinsicht die Aufgabe des Beobachters dadurch wesentlich vereinfacht, dass zum Verschwenken der optischen Geräteachse um die eine Schwenkachse, vorzugsweise um die Elevationsachse, ein Spiegelorgan im Innern des Gerätes um einen begrenzten Winkelbereich verschwenkbar ist, derart, dass das Objektiv und das Okular an den entsprechenden Verstellbewegungen nicht teilnehmen. Da für diese letztgenannten Organe auch kein Raum zum Zulassen entsprechender Schwenkbewegungen benötigt wird, Iässt die Erfindung auch eine entsprechend räumlich gedrängte Konstruktion zu.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Verwendung des erfindungsgemässen Beobachtungsgerätes in einer Infrarot-Ortungsvorrichtung, und diese Verwendung ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass mit dem lichtoptischen Teil ein selbsttätig wirkendes Infrarot-Ortungsgerät konstruktiv und funktionell in einem gemeinsamen Trägersystem derart verbunden ist, dass sowohl Azimut-Verstellbewegungen des optischen Gerätes als auch Elevations-Verstellungen von dessen Spiegelorgan über elektromechanische Nachlaufsysteme auf das selbsttätig wirkende Infrarot-Ortungsgerät übertragen werden.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt. Dabei zeigen:
Fig. 1 ein Prinzip schaubild des Beobachtungsgerätes in servomotorischer Verbindung mit einem Infrarot-Ortungsgerät,
Fig. 2 eine Seitenansicht eines Beobachtungsgerätes gemäss der Erfindung, wobei im zugehörigen Stativ auch ein Beobachtungsgerät eingebaut ist,
Fig. 3 eine Ansicht des Gerätes gemäss Fig. 2 vom Beobachter aus gesehen.
Gemäss Fig. 1 ist gegenüber einer Plattform la ein Gehäuse 2 in der Azimutrichtung, d. h. um eine Vertikalachse A-A verschwenkbar. Zu diesem Zweck ist mit der Plattform la ein Lager-Ring 11 fest verbunden, auf welchem über Kugeln 10 ein mit dem Gehäuse 2 starr verbundener Ring 12 drehbar gelagert ist.
Im Oberteil des Gehäuses 2 ist ein Objektivstutzen 22 fest eingesetzt. Das optisch aktive System umfasst ausser den allfällig im Objektivstutzen 22 eingebauten Linsen einen Umlenkspiegel 3, ein weiteres Linsensystem 23, ein Umlenkprisma 24 und ein Okularlinsensystem, das in einem fest im Gehäuse 2 eingebauten Okularstutzen 25 eingesetzt ist. Die optische Geräteachse G-G wird also am Spiegel 3 aus der Horizontalen in die Vertikale und im Prisma aus der Vertikalen in die Okularstutzen-Richtung gebrochen.
Der Spiegel 3 ist auf einer Horizontalachse 30 befestigt, die im Gehäuse 2 schwenkbar gelagert ist. Die Verschwenkung der Spiegelachse 30 erfolgt gemäss Zeichnung über einen Seilzug 31 von einem Mutterkörper 32 aus, mit dessen Innengewinde eine Gewindespindel 33 in Eingriff steht. Die Tragwelle 20 der Gewindespindel 33 ist im Gehäuse 2 drehbar gelagert und trägt auf ihren äusseren Enden zwei Drehscheiben 21, an welchen ein Beobachter das Gehäuse 2 um dessen Vertikalchse A-A drehen kann und auch die Gewinde spindel 33 verdrehen kann, wodurch der Mutterkörper 32 längs der Spindelachse entsprechend dem Drehsinn der Welle 20 verschoben wird.
Diese Verschiebbewegungen werden über den Seilzugmechanismus 31 auf die Spiegelwelle 30 übertragen, die unter Wirkung der Zugfeder 34 gegen eine Extremlage gezogen wird. Dementsprechend kann die optische Geräteachse G von den Handgriffen 21 aus um die Vertikalachse A-A im Azimut und um die horizontale Achse der Spiegelwelle 30 in der Elevation verschwenkt werden, wobei der Objektivstutzen 22 und der Okularstutzen 25 nur die Azimutverschwenkungen mitmachen, an der Elevationsbewegung aber nicht teilnehmen.
Die genannten Verschwenkungsbewegungen der optischen Achse G werden in mechanisch-elektrischen Drehwinkel-Wandlern 200 bzw. 300 in elektrische Steuersignale umgewandelt, die über elektrische Steuergeräte 42 bzw. 43 an elektrische Nachlaufmotoren übertragen werden, die gegebenenfalls zusammen mit notwendigen Getrieben zu Antriebseinheiten 52 bzw. 53 vereinigt sind.
Ein Infrarot-Ortungsgerät 6 ist um die Horizontalwelle der Antriebseinheit 53 innerhalb eines Trägers 7 schwenkbar, und der Träger 7 ist um die Vertikalwelle der Antriebseinheit 52 gegenüber einer Plattform lb drehbar, die beispielsweise mit der Plattform la einstükkig verbunden sein kann. Damit folgt also die Objektiv achse 0 des Infrarot-Ortungsgerätes 6 servomotorisch den Schwenkbewegungen der Achse G des in Fig. 1 links dargestellten Gerätes.
Eine derartige Kombination eines optischen Beobachtungsgerätes und eines Infrarot-Ortungsgerätes zum Zwecke der Fernlenkung eines lenkbaren Raketengeschosses wird im Schweiz. Patent Nr. 395 753 erläutert.
Eine vorteilhafte Ausführungsform einer entsprechenden Gerätekombination ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt.
In einem Stativ 8, dessen Tragfüsse 80 verstellbar sind, ist. das Gehäuse 2 eines optischen Beobachtungsgerätes nach Fig. 1, zu welchem der Objektivstutzen 22 und der Okularstutzen 25 gehören, eingebaut.
Das Gehäuse 2 kann an Handgriffen 210 im Azimut und der Spiegel im Gehäuse 2 kann gemäss Fig. 1 über Drehscheiben 21 in der Elevation verstellt werden. Die Lage des Beobachters B und dessen Einwirkung auf die Verstellscheiben 21 ist aus Fig. 2 ersichtlich. Koaxial zum Beobachtungsgerät sind in demselben Stativ ein Infrarot-Ortungsgerät 6 und dessen Träger 7 eingebaut.