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PATENTANSPRÜCHE
1. Anlage zum simulierten Schiessen, mit einem mit einer Waffe verbundenen Impulssender zum Aussenden von Strahlenimpulsen und mit einer ein Trefferanzeigegerät aufweisenden Zieleinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass der Impulssender (4, 42) eine optische Einstelleinrichtung (12, 60) für die Strahlenimpulse (6, 70) aufweist, um deren Auftreffdurchmesser (D) in der Zielbildebene (Z) der Zieleinrichtung (8, 80, 124) auf das Kaliber der Waffe einzustellen, und dass die Zieleinrichtung (8, 80, 124) ein in Zielbereiche unterteiltes Zielbild aufweist, wobei in einem Detektor (84, 128) jedem Zielbereich ein auf einen auftreffenden Strahlenimpuls (6) ansprechender Sensor zugeordnet ist,
wobei die Fläche des Sensors kleiner ist als der zugeordnete Zielbereich des Zielbildes und wobei entweder in der Zielbildebene oder zwischen der Zielbildebene (Z) und dem durch die Sensoren gebildeten Detektor (84, 128) eine optische Einrichtung (82,88, 120, 122, 130) zur Ablenkung und proportionalen Verkleinerung des Durchmessers eines auf die Zielbildebene (Z) auftreffenden Strahlenimpulses (6) auf die Sensoren vorhanden ist.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Impulssender (42) einen Laser oder eine Strahlungsdiode (56), vorzugsweise eine Laserdiode (20) aufweist.
3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zielbildebene (Z) eine Sammellinse (82, 120, 122, 130) angeordnet ist.
4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammellinse eine Fresnellinse (122) ist.
5. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammellinse eine asphärische Linse (120) ist.
6. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Detektor (84) eine Streulinse (88) angeordnet ist.
7. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Detektor (84) ein Interferenzfilter (86) zur Ausschaltung der Fremdlichteinwirkung angeordnet ist (Fig. 4).
8. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zieleinrichtung eine Vorrichtung zum Einblenden eines Zielbildes aufweist.
9. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren Fotoelemente sind.
10. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Zielscheibe als Zielbild dieses in Zielbild-Ringe und -Sektoren unterteilt ist, wobei der Detektor (84) den Ringabschnitten entsprechende Sensoren aufweist.
11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Trefferanzeigegerät (106, 126) zur Anzeige der getroffenen Zielbild-Ringe und -Sektoren ausgebildet ist.
12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Trefferanzeigegerät (106, 126) die getroffenen Zielbild-Ringwerte digital anzeigt.
13. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trefferanzeigegerät (106, 126) die getroffenen Zielbild Sektoren bildlich anzeigt.
14. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren Halbleitersensoren einer Fernsehkamera (128) sind, und dass das Trefferanzeigegerät vorzugsweise ein Monitor mit eingeblendetem Zielbild (132) ist.
15. Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Trefferanzeigegerät (126) einen Mikroprozessor zur Ermittlung und digitalen Anzeige der getroffenen Zielbild Ringwerte aufweist.
Die Erfindung betrifft eine Anlage gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1.
Anlagen der eingangs genannten Art sind bekannt, jedoch weisen sie erhebliche Nachteile auf, so dass sie zum echten Simulieren des Schiessens, insbesondere des Sportschiessens nicht geeignet sind. Einerseits ist der aus der Waffe austretende Strahlenimpuls divergierend, so dass er in der Zielebene nicht dem Kaliber der Waffe entspricht, sondern einen grösseren Durchmesser aufweist. Andererseits ist die Strahlenintensität zu gering, so dass nur auf relativ kurze Distanz geschossen werden kann. Und schliesslich wird als Zieleinrichtung eine mit Fotoelementen bestückte Platte verwendet, die jedoch nur eine begrenzte Grösse haben kann, da brauchbare Fotoelemente nur in sehr beschränkter Grösse herstellbar sind.
Flächengrössere Fotoelemente enthalten Fehlerstellen, die abgeschwächte oder keine Signale liefern, so dass ein dort auftreffender Strahlenimpuls eine ungenügende oder gar keine Anzeige auslösen würde.
Die bekannte Anlage ist also bestenfalls zum Simulieren des Schiessens auf kurze Distanz geeignet.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Anlage der eingangs genannten Art, die die Nachteile bekannter Ausführungen nicht aufweist, wobei insbesondere angestrebt wird, dass das Schiessen der herkömmlichen Art umweltfreundlich, jedoch so genau wie irgend möglich simuliert werden kann. Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 definierten Massnahmen gelöst.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Anlage sind in den Ansprüchen 2 bis 15 umschrieben.
Dadurch, dass der Impulssender eine optische Einstelleinrichtung für die Strahlenimpulse aufweist, um deren Auftreffdurchmesser in der Zielebene der Zieleinrichtung auf das Kaliber der Waffe einzustellen, kann der Strahlenimpuls für jede Entfernung der Zieleinrichtung so eingestellt werden, dass in der Zielebene der Auftreffdurchmesser des Strahlenimpulses genau dem Kaliber der Waffe entspricht. Dadurch lässt sich sogar eine etwaige Divergenz des Strahlenbündels berücksichtigen, und man erreicht überdies eine Konzentration des Strahlenimpulses an der Auftreffstelle in der Zielebene der Zieleinrichtung.
Durch die in der Zieleinrichtung vorhandene optische Einrichtung zur Ablenkung und proportionalen Verkleinerung eines auf die Zielbildebene auftreffenden Strahlenimpulses auf die Sensoren ist es möglich, den Detektor mit sehr kleinen wirksamen Sensoren auszustatten und dennoch ein Zielbild beliebiger Grösse zu haben. Dabei wird weiter der Vorteil erreicht, dass der in der Zielebene auftreffende Strahlenimpuls durch die Umlenkung und proportionale Verkleinerung konzentriert wird und somit mit höherer Energie an dem Sensor ausgewertet werden kann. Mit einer solchen Zieleinrichtung lassen sich Schiessübungen mit den herkömmlichen Entfernungen und herkömmliche Zielscheibenbilder genau simulieren.
In der Zielbildebene ist zweckmässigerweise eine Sammellinse angeordnet, die beispielsweise eine Fresnellinse, eine asphärische Linse oder eine Facettenlinse sein kann. Im letzteren Falle ist es beispielsweise nicht notwendig, einen Sensor zu verwenden, dessen Fläche der Fläche einer Facette proportional ist, sondern es kann ein punktförmiger Sensor verwendet werden, der im Brennpunkt der Facette angeordnet ist. Zur Ausschaltung von Fremdlichteinwirkungen ist an der Zieleinrichtung zwischen den Sensoren und der Zielbildebene zweckmässigerweise ein Interferenzfilter angeordnet. Dies kann beispielsweise als Interferenzfilterfolie ausgebildet sein, die den Strahlengang am wenigsten beeinflusst. Dabei ist die Anordnung der Interferenzfilterfolie an der Rückseite der Sammellinse besonders zweckmässig.
Die Zieleinrichtung enthält vorzugsweise eine Vorrichtung zum Einblenden eines Zielbildes. Hierzu eignet sich zweckmäs sigerweise ein teildurchlässiger Spiegel, mit dem das Zielbild in den Strahlengang eingeblendet werden kann. Das Zielbild kann beliebiger Art sein, zweckmässigerweise ist es eine Zielscheibe.
Es besteht auch die Möglichkeit, den hinter einer Sammellinse
liegenden Hintergrund der Zieleinrichtung in Form eines Zielbildes zu gestalten.
Bei der vorteilhaften Ausgestaltung nach Anspruch 14 ergibt sich eine genaue Darstellung des Treffers im Zielbild.
Zweckmässigerweise ist ein solches Trefferanzeigegerät noch mit einem Mikroprozessor ausgestattet, der den getroffenen Ringwert ermittelt und zur digitalen Anzeige bringt.
Mit der Anlage lassen sich die herkömmlichen Schiessituationen exakt simulieren. Besonders geeignet ist die Anlage zum Simulieren von Wettkampf- und Übungsschiessen in Schiessständen, sowohl mit Pistolen wie mit Gewehren. Dabei werden gleich gute Ergebnisse erzielt, gleichgültig ob das Schiessen mit einem Gewehr auf eine 100 cm-Scheibe auf 300 m simuliert wird oder das Schiessen mit einer Luftpistole auf eine 10 cm Scheibe auf 10 m. Auch das Simulieren eines gefechtsmässigen Schiessens ist möglich, wobei in der Zieleinrichtung ein beliebiges Zielbild eingeblendet werden kann. Die Sensoren des Detektors können auf Zielbereiche des Zielbildes abgestimmt sein.
Eine solche Zieleinrichtung kann an beliebiger Stelle aufgestellt werden. Die Anlage ist sogar für geschlossene und kurze Räume (auch Wohnräume) zum gefahrlosen Simulieren von Schiess übungen geeignet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben, dabei zeigen:
Fig. 1 eine Anlage zum simulierten Schiessen;
Fig. 2 die Anordnung eines Impulssenders, einer geeichten Einstelleinrichtung und einer Zielbildebene;
Fig. 3 eine herkömmliche, zum simulierten Schiessen umgerüstete Pistole teilweise geschnitten;
Fig. 4 eine Zieleinrichtung mit eingeblendetem Zielbild im Längsschnitt ;
Fig. 5 das Blockschaltbild einer Zieleinrichtung und eines Trefferanzeigegerätes;
Fig. 6 eine Zieleinrichtung mit einer asphärischen Linse im Längsschnitt;
Fig. 7 eine weitere Zieleinrichtung mit einer Fresnellinse im Längsschnitt;
Fig. 8 eine weitere Zieleinrichtung mit einer Fernsehkamera und einem als Monitor ausgebildeten Trefferanzeigegerät; und
Fig. 9 eine Facette einer Facettenlinse.
Die Fig. 1 zeigt eine Anlage zum simulierten Schiessen mit einer als Gewehr ausgebildeten Waffe 2, die einen Impulssender 4 zur Aussendung eines Strahlenimpulses 6 auf eine Zieleinrichtung 8 aufweist. Der Impulssender 4 enthält eine geeichte Einstelleinrichtung 12 für die Strahlenimpulse, um deren Auftreffdurchmesser in der Zielbildebene der Zieleinrichtung 8 auf das Kaliber der Waffe einzustellen. Die Zieleinrichtung 8 ist der Einfachheit halber als ebene Scheibe dargestellt. Sie enthält jedoch eine optische Einrichtung zur Ablenkung und proportionalen Verkleinerung eines auf die Zielbildebene auftreffenden Strahlenimpulses. Die Zieleinrichtung 8 ist ferner mit einem Trefferanzeigegerät 14 ausgestattet, das im vorliegenden Beispiel die getroffenen Ringe sowie den Treffersektor jeweils digital anzeigt.
Der Impulssender 4 wird von einer in der Waffe angeordneten Versorgungseinrichtung 16 gespeist, die über eine Leitung 18 mit einer Stromquelle verbunden ist. Im Gegensatz zum dargestellten Beispiel wäre es auch möglich, die Versorgungseinrichtung 16 und gegebenenfalls die Strahlenquelle 10 ausserhalb der Waffe 2 anzuordnen. Bei einer ausserhalb der Waffe angeordneten Strahlenquelle 10 ist diese über einen Lichtleiter mit der Einstellvorrichtung 12 zu verbinden.
Die Fig. 2 zeigt einen Impulssender, der insbesondere zum Simulieren eines Schiessvorganges auf grössere Distanz geeignet ist. Dieser Impulssender enthält als Strahlenquelle 10 eine Laserröhre 20, die beispielsweise auf der Basis Helium-Neon arbeitet und einen ununterbrochenen Strahl 22 an die Einstelleinrichtung 12 abgibt. Diese enthält zunächst zwei Streulinsen 24 zum Aufweiten des praktisch parallelen Strahles 22. In einem Objektiv 26 mit Sammellinsen 28 wird das aufgeweitete Strahlenbündel wieder zusammengefasst und fokussiert. Dabei ist das Objektiv 26 im Gehäuse 30 der Einstelleinrichtung 12 mittels einer Handhabe 32 verschiebbar. Der Verschiebeweg ist derart geeicht, dass der ausgehende Strahl in Abhängigkeit von der Entfernung der Zielbildebene Zso eingestellt werden kann, dass der Auftreffdurchmesser D dem Kaliber der Waffe entspricht.
Zur Aussendung eines einzelnen Strahlenimpulses ist im Strahlengang, zwischen der Laserröhre 20 und der Einstelleinrichtung 12 ein Verschluss 34 angeordnet, der in Ruhestellung stets geschlossen ist und den Strahlengang unterbricht. Betätigt wird der Verschluss 34 durch einen Elektromagneten 36, der zum Öffnen des Verschlusses über den Abzug 38 der Waffe unter Strom gesetzt werden kann. Die Dauer eines Strahlenimpulses wird durch ein Zeitglied 40, beispielsweise ein RC-Glied, bestimmt, das einstellbar ist. Dadurch lässt sich die Impulsdauer auf einen Wert einstellen, der der Zeitspanne vom Abziehen einer normalen Waffe bis zum Austritt des Geschosses aus dem Lauf entspricht.
Die Fig. 3 zeigt als Waffe 2 eine herkömmliche Pistole, die zum simulierten Schiessen umgerüstet ist. Hierzu enthält die Pistole einen Impulssender 42, der als in den Lauf 44 der Pistole einsteckbarer Vorsatz ausgebildet ist. Dieser ist über eine Steckverbindung 46 mit einem Schalter verbunden, der als patronenartiger Schaltereinsatz 48 ausgebildet ist, der anstelle einer herkömmlichen Patrone im Lauf 44 der Waffe steckt. Im Patronenmagazin 50 ist eine als Magazineinsatz ausgebildete Versorgungseinrichtung 52 angeordnet, die über eine Kontaktfahne 54 mit dem Schaltereinsatz 48 in Verbindung steht. Durch Entfernen des Impulssenders 42, des Schaltereinsatzes 48 und der als Magazineinsatz ausgebildeten Versorgungseinrichtung 52 ist die Waffe sofort als normale Waffe wieder verwendbar.
Der Impulssender 42 der als Pistole ausgebildeten Waffe weist als Strahlenquelle eine Strahlungsdiode 56 auf, die beispielsweise eine Laserdiode oder eine Infrarotdiode ist. Die Strahlungsdiode ist direkt im Gehäuserohr 58 der Einstelleinrichtung 60 angeordnet. Letztere weist zunächst einen Kondensor 62 auf, dem ein Objektiv 64 zum Sammeln und Fokussieren der Strahlen nachgeschaltet ist. Im gemeinsamen Brennpunkt des Kondensors 62 und des Objektives 64 ist eine Lochblende 66 angeordnet, um dem konzentrierten Strahl einen Kreisquerschnitt zu geben. Das Objektiv 64 ist in einer Ringfassung 68 angeordnet, die auf dem Gehäuserohr 58 beispielsweise mittels eines Gewindes in Achsialrichtung verstellbar ist, um den austretenden Strahlenimpuls 70 an einer nicht dargestellten Zielbildebene so einzustellen, dass sein Auftreffdurchmesser dem Kaliber der Waffe entspricht.
Der Verstellweg des Objektives ist geeicht, so dass das Objektiv lediglich auf die Entfernung der Zieleinrichtung eingestellt werden muss.
Der Schaltereinsatz 48 ist einer Patronenhülse nachgebildet und besteht aus elektrisch isolierendem Material. Er enthält an der dem Schlagbolzen zugewandten Seite einen Kontaktring 72, der mit der Kontaktfahne 54 der Versorgungseinrichtung 52 in Verbindung steht. Der Kontaktring 72 ist mit einem ersten Kontakt 74 verbunden, der einem zweiten Kontakt 76 gegen übersteht, welcher mit der Steckverbindung 46 verbunden ist.
Der Schlagbolzen 78 überbrückt beim Abzug der Waffe und in Zündstellung die Kontakte 74 und 76, so dass von der Versorgungseinrichtung 52 ein Strom an den Impulssender 42 fliessen kann. Im Gegensatz zum dargestellten Beispiel könnte der Schaltereinsatz so ausgebildet sein, dass der Schlagbolzen zwei Schaltkontakte in direkte Berührung bringt.
Im Gegensatz zu den dargestellten Ausführungsbeispielen ist es möglich, die Schaltvorrichtung zum Auslösen des Strahlenimpulses so auszubilden, dass sie eine auf den Schlag des Schlagbolzens ansprechende piezoelektrische Vorrichtung zum Auslösen des Strahlenimpulses aufweist. Eine solche piezoelektrische Vorrichtung könnte beispielsweise in einer Versorgungs einrichtung angeordnet sein, die an der Waffe angeordnet ist und somit dem Schlag des Schlagbolzens ausgesetzt ist.
In Fig. 4 ist eine Zieleinrichtung 80 dargestellt, die in der Zielbildebene eine Sammellinse 82 enthält, welche einen Strahlenimpuls 6 an einen Detektor 84 weiterleitet. Vor dem Detektor ist zunächst ein Interferenzfilter 86 zur Ausschaltung der Fremdlichteinwirkung angeordnet und davor eine Streulinse 88.
Die optische Einrichtung der Zieleinrichtung 80 weist das Prinzip des galileischen Fernrohres auf. Vor der Sammellinse 82 ist ein teildurchlässiger Spiegel unter 45Q zum Strahlengang geneigt angeordnet, um von einer Vorlage 92 ein Zielbild einzublenden. Der auf der Zieleinrichtung 80 auftreffende Strahlenimpuls 6 wird durch die Sammellinse auf den Detektor 84 abgelenkt und konzentriert. Der Detektor 84 weist demnach eine wesentlich kleinere Fläche auf als das Zielbild in der Zielbildebene.
Die Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild für die Trefferauswertung der am Detektor 84 der Zieleinrichtung der Fig. 4 auftreffenden Strahlenimpulse. Der Detektor 84 ist entsprechend der Zielscheibe in Ringe R1 bis Rlo und zusätzlich in acht Sektoren S1 bisS8 unterteilt. Jeder Ringabschnitt 94 sowie das Zentrum 96 sind als Sensoren zur Detektierung eines auftreffenden Strahlenimpulses ausgebildet. Die Sensoren sind vorzugsweise Fototransistoren auf der Basis von Silicium. Dabei sind die den Ringen entsprechenden Teile des Detektors als Kollektor ausgebildet und die den Sektoren entsprechenden Teile als Emitter.
Zum Auswerten der Treffer sind die einzelnen Kollektoren der Ringe mit einem ersten Kodierer 100 verbunden und die den Sektoren entsprechenden Emitter mit einem zweiten Kodierer 98. Die Kodierer 100, 98 sind derart ausgebildet, dass sie von den auftreffenden Strahlenimpulsen jeweils nur das Ende eines solchen Impulses erfassen. Ferner ist der erste Kodierer 100 so ausgestaltet, dass er im Falle eines zwei Ringe berührenden Treffers jeweils nur den Ring höherer Wertung auswertet. In den Kodierern 100,98 werden die empfangenen Signale nach Auswertung kodiert und an ein Schieberegister 102 weitergegeben. Letzteres ist mit einem weiteren Schieberegister 104 eines Trefferanzeigegerätes 106 verbunden. Zum Triggern der Schieberegister 102 und 104 dient ein gemeinsamer Taktgeber 108.
Dem Schieberegister 104 des Trefferanzeigegerätes 106 sind ein erster Dekodierer 110 und ein zweiter Dekodierer 112 nachgeschaltet, die die kodierten Signale entschlüsseln und an eine Anzeigevorrichtung 114 und 116 weitergeben. In der Anzeigevorrichtung 114 wird der getroffene Zielbildring digital angezeigt, gegebenenfalls gewichtet, während die Anzeigevorrichtung 116 aus acht Anzeigelampen 118 besteht, die entsprechend der Sektorlage der Zielscheibe angeordnet sind und jeweils dann aufleuchten, wenn der Treffer in dem entsprechenden Sektor liegt.
Nach dem gleichen Prinzip lassen sich auch andere Zielbilder oder Scheibenaufteilungen auswerten.
Die Fig. 6 und 7 zeigen weitere Zieleinrichtungen, die als Sammellinsen eine asphärische Linse 120 bzw. eine Fresnellinse 122, zum Beispiel aus Acrylglas, aufweisen. Die Fresnellinse 122 hat eine Vielzahl von Stufen mit unterschiedlich brechenden Winkeln. Daher ist es möglich, grosse Durchmesser bei geringer Linsendicke zu erzielen. Eine Blende 123 unterteilt den Hintergrund in einen äusseren weissen Bereich für Kreisringe und in einen inneren schwarzen Bereich für eine Kreisfläche.
In Fig. 8 ist eine weitere Zieleinrichtung 124 mit einem Trefferanzeigegerät 126 dargestellt. Die Zieleinrichtung 124 enthält eine Fernsehkamera 128 mit einer in der Zielbildebene Z vorgeschalteten Sammellinse 130. Die Fernsehkamera ist vorzugsweise eine Halbleiterkamera, die mit einer den Bildpunkten entsprechenden Anzahl von Halbleitern bestückt ist, so dass bestimmten Bildbereichen bestimmte Halbleiter zugeordnet sind. Das Trefferanzeigegerät 126 ist als Monitor ausgebildet, in dem durch eine entsprechende Einrichtung ein Zielbild 132 justiert eingeblendet werden kann. Dadurch lässt sich der Treffer genau an jeder Stelle des Zielbildes angeben, so dass eine Einteilung des Zielbildes in Sektoren überflüssig ist.
Zweckmässigerweise ist das Trefferanzeigegerät zusätzlich mit einem Mikroprozessor und einer Digitalanzeige ausgestattet, die beispielsweise den Ringwert des getroffenen Ringes einer Zielscheibe ermittelt und digital anzeigt, gegebenenfalls gewichtet.
Die Fig. 9 zeigt in schematischer Darstellung eine Facette 134 einer als Facettenlinse ausgebildeten Sammellinse. Eine solche Facette 134 ermöglicht es, den Facettenbereich mit einem praktisch punktförmigen Sensor 136 auszuwerten.
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PATENT CLAIMS
1. System for simulated shooting, with a pulse transmitter connected to a weapon for sending out radiation pulses and with a target device having a hit display device, characterized in that the pulse transmitter (4, 42) has an optical setting device (12, 60) for the beam pulses (6 , 70) in order to adjust its impact diameter (D) in the target image plane (Z) of the target device (8, 80, 124) to the caliber of the weapon and that the target device (8, 80, 124) has a target image divided into target areas , In a detector (84, 128), each target area is assigned a sensor which responds to an impinging beam pulse (6),
the area of the sensor being smaller than the assigned target area of the target image and wherein an optical device (82, 88, 120, 122,) either in the target image plane or between the target image plane (Z) and the detector (84, 128) formed by the sensors. 130) for deflecting and proportionally reducing the diameter of a beam pulse (6) impinging on the target image plane (Z) on the sensors.
2. System according to claim 1, characterized in that the pulse transmitter (42) has a laser or a radiation diode (56), preferably a laser diode (20).
3. System according to claim 1, characterized in that a converging lens (82, 120, 122, 130) is arranged in the target image plane (Z).
4. Plant according to claim 3, characterized in that the converging lens is a Fresnel lens (122).
5. Plant according to claim 3, characterized in that the converging lens is an aspherical lens (120).
6. Plant according to claim 1, characterized in that a scattering lens (88) is arranged in front of the detector (84).
7. Plant according to claim 1, characterized in that an interference filter (86) is arranged in front of the detector (84) for switching off the external light (Fig. 4).
8. System according to claim 1, characterized in that the target device has a device for fading in a target image.
9. Plant according to claim 1, characterized in that the sensors are photo elements.
10. System according to claim 1, characterized in that when a target is the target image, this is divided into target image rings and sectors, the detector (84) having sensors corresponding to the ring sections.
11. System according to claim 10, characterized in that the hit display device (106, 126) is designed to display the target image rings and sectors hit.
12. System according to claim 11, characterized in that the hit display device (106, 126) digitally displays the target image ring values.
13. System according to claim 1, characterized in that the hit display device (106, 126) shows the target image sectors hit.
14. System according to claim 1, characterized in that the sensors are semiconductor sensors of a television camera (128), and that the hit display device is preferably a monitor with a displayed target image (132).
15. The system as claimed in claim 14, characterized in that the hit display device (126) has a microprocessor for determining and digitally displaying the target image ring values.
The invention relates to a system according to the preamble of claim 1.
Systems of the type mentioned are known, but they have considerable disadvantages, so that they are not suitable for real simulation of shooting, in particular sports shooting. On the one hand, the radiation pulse emerging from the weapon is divergent, so that it does not correspond to the caliber of the weapon in the target plane, but rather has a larger diameter. On the other hand, the radiation intensity is too low, so that shooting is only possible at a relatively short distance. And finally, a plate equipped with photo elements is used as the target device, which, however, can only have a limited size, since usable photo elements can only be produced in a very limited size.
Larger photo elements contain flaws that provide weakened or no signals, so that a beam impulse arriving there would trigger an insufficient or no display.
The known system is therefore at best suitable for simulating short-range shooting.
The object of the invention is to create a system of the type mentioned which does not have the disadvantages of known designs, the aim being in particular that the shooting of the conventional type can be simulated in an environmentally friendly manner but as precisely as possible. This object is achieved by the measures defined in the characterizing part of claim 1.
Particularly advantageous embodiments of the system are described in claims 2 to 15.
Because the pulse transmitter has an optical setting device for the beam pulses in order to adjust its impact diameter in the target plane of the target device to the caliber of the weapon, the beam pulse can be set for each distance of the target device in such a way that the target diameter of the beam pulse in the target plane is exactly that Corresponds to the caliber of the weapon. In this way, a possible divergence of the radiation beam can even be taken into account, and a concentration of the radiation pulse is also achieved at the point of impact in the target plane of the target device.
The optical device in the target device for deflecting and proportionally reducing a beam pulse impinging on the target image plane to the sensors makes it possible to equip the detector with very small effective sensors and still have a target image of any size. The advantage is further achieved that the beam pulse impinging in the target plane is concentrated by the deflection and proportional reduction and can therefore be evaluated with higher energy at the sensor. With such a target device, target practice can be simulated with the conventional distances and conventional target images.
A converging lens, which can be, for example, a Fresnel lens, an aspherical lens or a facet lens, is expediently arranged in the target image plane. In the latter case, for example, it is not necessary to use a sensor whose area is proportional to the area of a facet, but a point-shaped sensor can be used, which is arranged at the focal point of the facet. An interference filter is expediently arranged on the target device between the sensors and the target image plane in order to eliminate extraneous light effects. This can be designed, for example, as an interference filter film that has the least influence on the beam path. The arrangement of the interference filter film on the back of the converging lens is particularly expedient.
The target device preferably contains a device for fading in a target image. A partially transparent mirror is expediently suitable for this purpose, with which the target image can be superimposed on the beam path. The target image can be of any type, expediently it is a target.
There is also the option of being behind a converging lens
to design lying background of the target device in the form of a target image.
In the advantageous embodiment according to claim 14, there is an accurate representation of the hit in the target image.
Such a hit display device is expediently also equipped with a microprocessor which determines the ring value hit and brings it to the digital display.
With the system, the conventional shooting situations can be simulated exactly. The system is particularly suitable for simulating competition and practice shooting in shooting ranges, both with pistols and with rifles. The results are equally good, regardless of whether simulating shooting with a rifle at a 100 cm target at 300 m or shooting with an air pistol at a 10 cm target at 10 m. It is also possible to simulate combat shooting, whereby any target image can be displayed in the target device. The sensors of the detector can be matched to target areas of the target image.
Such a target device can be set up anywhere. The system is even suitable for closed and short rooms (including living rooms) for the safe simulation of target practice.
Exemplary embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the drawings, in which:
1 shows a system for simulated shooting;
2 shows the arrangement of a pulse transmitter, a calibrated setting device and a target image plane;
3 shows a conventional pistol, converted for simulated shooting, partially in section;
4 shows a target device with a faded-in target image in longitudinal section;
5 shows the block diagram of a target device and a hit display device;
6 shows a target device with an aspherical lens in longitudinal section;
7 shows a further aiming device with a Fresnel lens in longitudinal section;
8 shows a further target device with a television camera and a hit display device designed as a monitor; and
9 shows a facet of a facet lens.
1 shows a system for simulated shooting with a weapon 2 designed as a rifle, which has a pulse transmitter 4 for transmitting a radiation pulse 6 to a target device 8. The pulse transmitter 4 contains a calibrated setting device 12 for the radiation pulses, in order to adjust their diameter of incidence in the target image plane of the target device 8 to the caliber of the weapon. The aiming device 8 is shown for the sake of simplicity as a flat disk. However, it contains an optical device for deflecting and proportionally reducing a beam pulse impinging on the target image plane. The target device 8 is also equipped with a hit display device 14, which in the present example digitally displays the rings hit and the hit sector.
The pulse transmitter 4 is fed by a supply device 16 arranged in the weapon, which is connected to a power source via a line 18. In contrast to the example shown, it would also be possible to arrange the supply device 16 and possibly the radiation source 10 outside the weapon 2. In the case of a radiation source 10 arranged outside the weapon, it must be connected to the setting device 12 via a light guide.
FIG. 2 shows a pulse transmitter which is particularly suitable for simulating a shooting process at a greater distance. This pulse transmitter contains, as the radiation source 10, a laser tube 20, which works, for example, on the basis of helium-neon and emits an uninterrupted beam 22 to the setting device 12. This initially contains two scattering lenses 24 for widening the practically parallel beam 22. In an objective 26 with converging lenses 28, the expanded beam is again combined and focused. The lens 26 can be moved in the housing 30 of the adjusting device 12 by means of a handle 32. The displacement path is calibrated in such a way that the outgoing beam can be adjusted as a function of the distance from the target image plane Z so that the target diameter D corresponds to the caliber of the weapon.
To emit a single beam pulse, a shutter 34 is arranged in the beam path, between the laser tube 20 and the setting device 12, which is always closed in the rest position and interrupts the beam path. The breech 34 is actuated by an electromagnet 36, which can be energized via the trigger 38 of the weapon to open the breech. The duration of a radiation pulse is determined by a timing element 40, for example an RC element, which is adjustable. This allows the pulse duration to be set to a value that corresponds to the time from the withdrawal of a normal weapon until the projectile emerges from the barrel.
3 shows as weapon 2 a conventional pistol, which is converted for simulated shooting. For this purpose, the gun contains a pulse transmitter 42, which is designed as an attachment which can be inserted into the barrel 44 of the gun. This is connected via a plug connection 46 to a switch which is designed as a cartridge-like switch insert 48 which is inserted in the barrel 44 of the weapon instead of a conventional cartridge. A supply device 52 designed as a magazine insert is arranged in the cartridge magazine 50 and is connected to the switch insert 48 via a contact tab 54. By removing the pulse transmitter 42, the switch insert 48 and the supply device 52 designed as a magazine insert, the weapon can be used again as a normal weapon.
The pulse transmitter 42 of the weapon designed as a pistol has a radiation diode 56 as the radiation source, which is, for example, a laser diode or an infrared diode. The radiation diode is arranged directly in the housing tube 58 of the setting device 60. The latter initially has a condenser 62, which is followed by an objective 64 for collecting and focusing the rays. A pinhole 66 is arranged in the common focal point of the condenser 62 and the objective 64 in order to give the concentrated beam a circular cross section. The lens 64 is arranged in a ring mount 68 which can be adjusted in the axial direction on the barrel 58, for example by means of a thread, in order to adjust the emerging radiation pulse 70 at a target image plane (not shown) such that its incidence diameter corresponds to the caliber of the weapon.
The adjustment path of the lens is calibrated so that the lens only has to be adjusted to the distance of the target device.
The switch insert 48 is modeled on a cartridge case and consists of electrically insulating material. On the side facing the firing pin, it contains a contact ring 72 which is connected to the contact lug 54 of the supply device 52. The contact ring 72 is connected to a first contact 74 which is opposite a second contact 76 which is connected to the plug connection 46.
The firing pin 78 bridges the contacts 74 and 76 when the weapon is removed and in the ignition position, so that a current can flow from the supply device 52 to the pulse transmitter 42. In contrast to the example shown, the switch insert could be designed such that the firing pin brings two switching contacts into direct contact.
In contrast to the exemplary embodiments shown, it is possible to design the switching device for triggering the beam pulse in such a way that it has a piezoelectric device for triggering the beam pulse which responds to the blow of the firing pin. Such a piezoelectric device could for example be arranged in a supply device which is arranged on the weapon and is thus exposed to the blow of the firing pin.
FIG. 4 shows a target device 80, which contains a converging lens 82 in the target image plane, which transmits a beam pulse 6 to a detector 84. An interference filter 86 is arranged in front of the detector in order to switch off the influence of extraneous light and in front of it a scattering lens 88.
The optical device of the target device 80 has the principle of the Galilean telescope. In front of the converging lens 82, a partially transparent mirror is arranged at 45 ° to the beam path in order to fade in a target image from an original 92. The beam pulse 6 impinging on the target device 80 is deflected and concentrated by the converging lens onto the detector 84. The detector 84 accordingly has a much smaller area than the target image in the target image plane.
FIG. 5 shows a block diagram for the hit evaluation of the beam pulses impinging on the detector 84 of the target device of FIG. 4. The detector 84 is divided into rings R1 to Rlo and additionally into eight sectors S1 to S8 according to the target. Each ring section 94 and the center 96 are designed as sensors for detecting an impinging beam pulse. The sensors are preferably phototransistors based on silicon. The parts of the detector corresponding to the rings are designed as collectors and the parts corresponding to the sectors as emitters.
To evaluate the hits, the individual collectors of the rings are connected to a first encoder 100 and the emitters corresponding to the sectors are connected to a second encoder 98. The encoders 100, 98 are designed in such a way that each of the incident beam pulses is only the end of such a pulse to capture. Furthermore, the first encoder 100 is designed in such a way that, in the event of a hit touching two rings, it only evaluates the ring of higher rating. After evaluation, the received signals are encoded in the encoders 100, 98 and forwarded to a shift register 102. The latter is connected to a further shift register 104 of a hit display device 106. A common clock 108 is used to trigger shift registers 102 and 104.
The shift register 104 of the hit display device 106 is followed by a first decoder 110 and a second decoder 112, which decrypt the coded signals and pass them on to a display device 114 and 116. The target image ring hit is displayed digitally in the display device 114, optionally weighted, while the display device 116 consists of eight display lamps 118 which are arranged in accordance with the sector position of the target and which light up when the hit lies in the corresponding sector.
Other target images or slice divisions can be evaluated using the same principle.
6 and 7 show further target devices which have an aspherical lens 120 or a Fresnel lens 122, for example made of acrylic glass, as converging lenses. The Fresnel lens 122 has a plurality of steps with different refractive angles. It is therefore possible to achieve large diameters with a small lens thickness. An aperture 123 divides the background into an outer white area for circular rings and an inner black area for a circular area.
FIG. 8 shows a further target device 124 with a hit display device 126. The target device 124 contains a television camera 128 with a converging lens 130 connected upstream in the target image plane Z. The television camera is preferably a semiconductor camera which is equipped with a number of semiconductors corresponding to the pixels, so that certain semiconductors are assigned to certain image areas. The hit display device 126 is designed as a monitor in which a target image 132 can be faded in by an appropriate device. As a result, the hit can be specified exactly at any point on the target image, so that a division of the target image into sectors is unnecessary.
The hit display device is expediently additionally equipped with a microprocessor and a digital display which, for example, determines the ring value of the struck ring of a target and digitally displays it, optionally weighted.
FIG. 9 shows a schematic representation of a facet 134 of a converging lens designed as a facet lens. Such a facet 134 makes it possible to evaluate the facet area with a practically punctiform sensor 136.