CH94050A - Device for determining a reference direction in a movably arranged optical instrument. - Google Patents

Device for determining a reference direction in a movably arranged optical instrument.

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CH94050A
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Optische An Aktiengesellschaft
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Optische Anstalt Goerz Ag
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Description

  

  Einrichtung zur Festlegung einer Bezugsrichtung in einem     beweglich    angeordneten  optischen Instrument.    Bei     Benutzung    von optischen Instrumen  ten auf beweglichen Trägern, insbesondere  von     Visierinstrumenten    auf Flugzeugen, ist  es vielfach     erwänscht,    . die Lage des durch  das     Instrument    sichtbar gemachten Zieles  gegenüber einer im Raume festen Bezugs  richtung durch unmittelbare Beobachtung fest  stellen zu können.

   Das gilt besonders für den  Fall der Benutzung eines solchen     Visierin-          struments    als     Bombenabwurfvorrichtung,    wo  der Augenblick des Bombenwurfs in Bezie  hung gesetzt werden muss zu dem Augen  blick, in welchem ein senkrecht unter dem  Beobachter liegender Ort oder ein Punkt,  welcher einen fest bestimmten     Winkel    mit  der Senkrechten einschliesst, durch das Ge  sichtsfeld des Instruments hindurchgeht.  



  Einrichtungen, um das     Visierfernrohr     selbst, mit dem das Ziel beobachtet wird, in  einer bestimmten Lage im Raume festzu  halten, sind im allgemeinen     unbefriedigend,     weil sie freie Beweglichkeit des Zielfernrohrs  beeinträchtigen. Auch Einrichtungen zur Ver-         stellung    von körperlichen     Visiermarkeii    zwecks  Stabilisierung der vertikalen     Visierlinie    des  Fernrohrs durch Pendel, Kreisel und der  gleichen weisen im allgemeinen Übelstände  auf, welche den Wert derselben herabsetzen.  



  Vorliegende Erfindung bezweckt, die  Mängel     bekannter        Einrichtungen    der in Frage  kommenden Art dadurch zu vermeiden, dass  auf jeder unmittelbaren Steuerung des beob  achtenden Instruments oder seiner körper  lichen     Visiermarke    verzichtet wird, dass viel  mehr lediglich für eine Steuerung einer Pro  jektionseinrichtung Sorge     getragen    wird, wel  che sich ausser jeder mechanischen Verbin  dung mit dem beobachtenden Instrument be  findet und welche in das letzte ein Bild  einer körperlichen Marke dauernd hineinwirft,

    so dass es in einer Bildebene des beobach  tenden Instruments erscheint und bei     Ver-          sohwenkung    des letztern sich nach Richtung  und Mass in gleicher Weise wie das durch  das Instrument \beobachtete Ziel selbst be  wegt. Die Steuerung einer solchen Projektions-           einrichtung    erfolgt der Erfindung zufolge in  an sich     bekannter    Weise durch ein mit ihr       gekuppeltes        Kreiselsystem.     



  Die Einrichtung ist auf der beigefügten  Zeichnung an einer beispielsweisen Ausfüh  rungsform wesentlich schematisch veran  schaulicht.  



  Mit 1 ist ein     Visierfernrohr    bezeichnet,  wie man es als Abwurffernrohr auf Flug  zeugen benutzt. 2 bezeichnet einen seitlichen  Ansatz des Fernrohrs und 3, 4 zwei Reflek  toren, von denen der letztere durchsichtig ist,  so dass vom Ziel herkommende und durch  den einstellbaren Eintrittsreflektor 5 und den  festen Reflektor 6 reflektierte Strahlen nach  Passieren des Objektivs 7 ungehindert zur  Bildebene 8 gelangen und hier als Bild des  Ziels von dem Beobachter durch das Okular  wahrgenommen werden können.

   10 be  zeichnet ein weiteres Objektiv, durch welches  die vom Reflektor 3 reflektierten Strahlen  hindurchgehen, bevor sie nach dein Reflektor  4 gelangen und dann ebenfalls in der Bild  ebene 8 zu einem das im     Fernrohr    erschei  nende Zielbild überlagernden     Visiermarken-          bild    vereinigt werden. Dieses     Visiermarken-          bild    ist auf der Zeichnung bei 11 ange  deutet.  



  Die     Visiermarke    selbst, deren Bild bei  11 im Fernrohr entsteht, befindet sich in  einem ausser jeder mechanischen Verbindung       finit    dem Fernrohr 1 stehenden     Kollimator    12,  in welchem sie bei 13 angeordnet ist. 14  bezeichnet eine im     Kollimator    12 angeord  nete starke Lichtquelle, weiche die in eine  undurchsichtige Platte eingeritzte durchsichtige  V     isiermarke    13 so stark erleuchtet, dass sie  auch nach Reflexion an dem Reflektor 3  und dem durchsichtigen Reflektor 4 noch  hinreichend deutlich in der Bildebene des  Fernrohres 1 bei 11 abgebildet wird. 15 be  zeichnet das     Kolliinatorobjektiv.     



  Der     Kollimator    12 ist einerseits durch  ein geeignetes Gestänge mit dem vertikalen       Kardanring    16 eines um eine vertikale Achse  17 rotierenden Kreisels 18- verbunden und  anderseits durch eine Gabel 19 mit Achse 20    mit der Achse 21 des horizontalen     Kardan-          ringes    22 des Kreisels 18.  



  Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist  wie folgt: Die von der Lampe 14 beleuch  tete     Visiermarke    13 strahlt gegen Reflektor  3, die eintretenden Strahlen werden von 3  nach 4 reflektiert und durch 4 in die Bild  ebene 8 hineingeworfen, welche sich im Ab  stand der Brennweite des Objektivs 10 be  findet. Die vom Ziel herkommenden Strahlen  gelangen nach Reflexion an den Reflektoren  <I>5,</I><B>6</B> und nach Passieren des     Fernrohrobjek-          tivs    7 ebenfalls in die     Fernrohrbildebene    8,  wo sie von dem Bild der     Visiermarke    13  überlagert werden.  



  Angenommen, die Apparatur wäre auf  einem Flugzeug angeordnet, welches     Schwan-          lkungen    im Raum vollführt, dann erfolgt  durch die     Kardanringe    16 und 22 des Krei  sels 18 eine Verstellung des     Kollimators    12  gegenüber dem Flugzeug, wobei der     Kolli-          inator    dauernd seine senkrechte Lage im       Raunte    beibehält, während das Fernrohr 1  an den Schwankungen teilnimmt, aber von  dem Beobachter nach Belieben von Hand  eingestellt werden kann, wobei die Visier  marke     11@    in der Bildebene 8     um        Beträge     wandert,

   welche der Neigung des Fernrohrs 1  gegenüber der Vertikalen entsprechen, wobei  unter Voraussetzung von     parallelem    Strahlen  gang zwischen den Objektiven 15 und 10  die Brennweite des     Objektivs    10 gleich der  des Objektivs 7 des Fernrohrs sein     muss.     



  Die Anordnung des Fernrohrs 1 ist mit  seinem Drehpunkt und der Eintrittspupille  des Ansatzes 2 so     getroffen,    dass der Dreh  punkt mit dem     Schnittpunkt    der Achse 20  der Kreiselgabel 19 und der Achse 21 des       Kardanrings    22 zusammenfällt,     um    zu er  reichen, dass alle durch den     Kollimator    12  hindurchgehenden Strahlen tatsächlich durch  den     Reflektor    3 nach der Bildebene 8 hin  reflektiert werden.  



  Anstatt die durch das Kreiselsystem ge  steuerte     Projektionseinrichtung    einem Fern  rohr     vorzulagern,    könnte sie auch einem be  liebigen andern optischen Instrument,- wie  zum Beispiel einer photographischen Messbild-           kainera    vorgelagert werden und es würde  dann in der Bildebene derselben ebenfalls       eine        Bezugsrichtung    markiert werden.



  Device for determining a reference direction in a movably arranged optical instrument. When using optical Instrumen th on movable carriers, especially sighting instruments on aircraft, it is often desirable. to be able to determine the position of the target made visible by the instrument relative to a fixed reference direction in space through direct observation

   This applies particularly to the case of using such a sighting instrument as a bomb-dropping device, where the moment of the bombing must be related to the moment at which a place lying vertically below the observer or a point at a fixed angle with the vertical, passes through the field of view of the instrument.



  Means to hold the sighting telescope itself, with which the target is observed, fixed in a certain position in space, are generally unsatisfactory because they impair the free movement of the telescopic sight. Devices for the adjustment of physical sight markings for the purpose of stabilizing the vertical sight line of the telescope by means of pendulums, gyroscopes and the like generally have disadvantages which reduce their value.



  The purpose of the present invention is to avoid the shortcomings of known devices of the type in question by dispensing with any direct control of the observing instrument or its physical sight mark, that much more care is taken only for controlling a projection device, wel che is outside of any mechanical connection with the observing instrument and which permanently throws an image of a physical mark into the latter,

    so that it appears in one image plane of the observing instrument and, when the latter is swiveled, it moves in direction and measure in the same way as the target observed by the instrument itself. According to the invention, such a projection device is controlled in a manner known per se by a gyro system coupled to it.



  The device is shown on the accompanying drawing of an exemplary Ausfüh approximately schematically illustrated.



  1 with a sighting telescope is referred to as it is used as a dropping telescope on flight testify. 2 denotes a lateral attachment of the telescope and 3, 4 two reflectors, the latter of which is transparent, so that rays coming from the target and reflected by the adjustable entry reflector 5 and the fixed reflector 6 reach the image plane 8 unhindered after passing the objective 7 and can be perceived here as an image of the target by the observer through the eyepiece.

   10 denotes a further objective through which the rays reflected by the reflector 3 pass before they reach your reflector 4 and then also in the image plane 8 are combined to form a target image superimposed on the target image appearing in the telescope. This visor mark image is indicated at 11 on the drawing.



  The sighting mark itself, the image of which is created at 11 in the telescope, is located in a collimator 12 which is finite to the telescope 1 apart from any mechanical connection and in which it is arranged at 13. 14 denotes a strong light source arranged in the collimator 12, which illuminates the transparent visor mark 13 incised in an opaque plate so strongly that it is still sufficiently clear in the image plane of the telescope 1 even after reflection on the reflector 3 and the transparent reflector 4 11 is shown. 15 denotes the colliator lens.



  The collimator 12 is connected on the one hand by a suitable linkage to the vertical cardan ring 16 of a gyro 18 rotating about a vertical axis 17 and on the other hand by a fork 19 with axis 20 to the axis 21 of the horizontal cardan ring 22 of the gyro 18.



  The mode of operation of the device is as follows: The sighting mark 13 illuminated by the lamp 14 radiates against reflector 3, the incoming rays are reflected from 3 to 4 and thrown through 4 into the image level 8, which was in the Ab was the focal length of the lens 10 be found. The rays coming from the target, after being reflected at the reflectors <I> 5, </I> <B> 6 </B> and after passing the telescope objective 7, also reach the telescope image plane 8, where they are drawn from the image of the sighting mark 13 are superimposed.



  Assuming that the apparatus were arranged on an aircraft which oscillates in space, then the gimbals 16 and 22 of the gyro 18 adjust the collimator 12 relative to the aircraft, the collimator permanently in its vertical position in the hoop maintains, while the telescope 1 participates in the fluctuations, but can be adjusted by the observer at will by hand, the sighting mark 11 @ moves in the image plane 8 by amounts,

   which correspond to the inclination of the telescope 1 relative to the vertical, the focal length of the lens 10 must be the same as that of the lens 7 of the telescope, provided that the beam path between the lenses 15 and 10 is parallel.



  The arrangement of the telescope 1 is made with its pivot point and the entrance pupil of the extension 2 so that the pivot point coincides with the intersection of the axis 20 of the gyro fork 19 and the axis 21 of the gimbal ring 22 in order to reach that all through the collimator 12 rays passing through are actually reflected by the reflector 3 towards the image plane 8.



  Instead of placing the projection device controlled by the gyro system in front of a telescope, it could also be placed in front of any other optical instrument, such as a photographic measuring image camera, and a reference direction would then also be marked in the image plane of the same.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Einrichtung zur Festlegung einer Bezugs- riclitung im Raume vermittelst eines opti schen Instruments mit in einer Bildebene des selben liegender Visiermarke, welche bei der Bewegung des Instruments eine Verstellung erfährt, dadurch gekennzeichnet, dass dem optischen Instrument eine unter dem Einfluf) .eines Kreiselsystems stehende mit einer kör perlichen Marke als Projektionsobjekt ver sehene Projektionseinrichtung, welche nicht in mechanischer Verbindung mit dem opti- ichen Instrument steht, derart angeordnet ist, Claim: Device for establishing a reference direction in space by means of an optical instrument with a sighting mark lying in an image plane of the same, which is adjusted when the instrument is moved, characterized in that the optical instrument has a gyroscopic system under the influence standing projection device provided with a physical mark as a projection object, which is not in mechanical connection with the optical instrument, is arranged in such a way that dass die körperliche Marke in eine Bild ebene des optischen Instruments hineinproji ziert wird, und dass sieh die Visiermarke bei Verschwenkung des optischen Instruments nach Richtung und Mass in gleicher Weise wie das durch das Instrument beobachtete Ziel bewegt. UNTERANSPRüCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ihre Projektionsein richtung aus einem Kollimator mit Be leuchtungsvorrichtung für eine Kollimator- marke besteht. 2. that the physical mark is projected into an image plane of the optical instrument, and that the sight mark is moved in the same way as the target observed by the instrument when the optical instrument is pivoted according to direction and degree. SUBClaims 1. Device according to claim, characterized in that its projection device consists of a collimator with lighting device for a collimator mark. 2. Einrichtung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass der Kollimator so mit den Kardanringen des Kreiselsy stems gekuppelt ist, dass er dauernd pa rallel zur Kreiselachse bleibt. :3. Einrichtung nach Unteranspruch 1, da- durch gekennzeichnet, dass dem Kollima- tor ein Fernrohr vorgelagert ist, in wel ches Licht vom Kollimator hineinprojiziert werden kann, und welches um einen La gerpunkt schwenkbar ist, der gegenüber dem Kreiselsystem festliegt. Device according to dependent claim 1, characterized in that the collimator is coupled to the gimbal rings of the gyro system in such a way that it remains permanently parallel to the gyro axis. : 3. Device according to dependent claim 1, characterized in that the collimator is preceded by a telescope into which light from the collimator can be projected and which can be pivoted about a bearing point which is fixed with respect to the gyro system. -1. Einrichtung nach Unteranspruch 3, da durch gekennzeichnet, dass der Drehpunkt des dem Kollimator vorgelagerten opti schen Instruments in einer Achse des den Kollimator steuernden Kreiselsystems liegt. 5. Einrichtung nach Unteranspruch. 3, da durch gekennzeichnet, dass Austrittspupille des Kollimators, Eintrittspupille des dem selben vorgelagerten Fernrohrs und Dreh punkt des letzteren zusammenfallen. 6. -1. Device according to dependent claim 3, characterized in that the pivot point of the optical instrument upstream of the collimator lies in an axis of the gyro system controlling the collimator. 5. Establishment according to subclaim. 3, characterized in that the exit pupil of the collimator, the entrance pupil of the telescope upstream of the same and the point of rotation of the latter coincide. 6th Einrichtung nach Unteranspruch 3, da durch gekennzeichnet, dass für das Pro jektionssystem des Kollimators und das Beobachtungssystem des ihm vorgelagerten Fernrohrs die Abstände der hintern Haupt punkte von der beiden Systemen gemein samen Bildebene gleich sind. 7. Einrichtung nach Unteranspruch 3, da durch gekennzeichnet, dass das Fernrohr, in welches das Markenbild des Kollima- tors hineinprojiziert wird, vor der Bild ebene, in welcher das Bild erscheint, mit paarweise angeordneten Reflektoren ver sehen ist, von welchen der im Weg der vom Ziel kommenden Lichtstrahlen lie gende Reflektor (oder die Reflektoren) durchsichtig ist. B. Device according to dependent claim 3, characterized in that for the projection system of the collimator and the observation system of the telescope in front of it, the distances between the rear main points of the two systems common image plane are the same. 7. Device according to dependent claim 3, characterized in that the telescope into which the brand image of the collimator is projected, in front of the image plane in which the image appears, is provided with reflectors arranged in pairs, of which the in the way the light rays coming from the target lie lowing reflector (or reflectors) is transparent. B. Einrichtung nach Unteranspruch 3. da durch gekennzeichnet, dass sie eine Visier vorrichtung für Luftfahrzeuge bildet, wo bei der Steuerkreisel für den Kollimator auf dem Luftfahrzeug so angeordnet ist, dass seine Achse wesentlich senkrecht steht, und wobei das dem Kollimator vorge lagerte Fernrohr von einem ausser jeder mechanischen Verbindung mit dem Kolli mator stehenden Visierfernrohr gebildet wird, welches einen mit einer zusätzlichen Lichteintrittsöffnung versehenen Ansatz mit zwei Reflektoren besitzt, Device according to dependent claim 3, characterized in that it forms a sighting device for aircraft, where the control gyro for the collimator on the aircraft is arranged so that its axis is substantially perpendicular, and the telescope in front of the collimator from one outside each mechanical connection with the collimator standing sighting telescope is formed, which has an attachment provided with an additional light inlet opening with two reflectors, durch den hindurch die vom Koilimator kommenden Lichtstrahlen unter Mitwirkung der im Ansatz vorgesehenen Reflektoren so ge führt werden, dass das Bild der Kollima- tormarke bei künstlicher Beleuchtung der selben als leuchtendes Markenbild in einer Bildebene des Visierfernrohrs entworfen wird. through which the light beams coming from the coil are guided with the help of the reflectors provided in the attachment so that the image of the collimator mark is designed as a luminous mark image in an image plane of the sighting telescope when it is artificially illuminated.
CH94050D 1917-05-18 1919-08-21 Device for determining a reference direction in a movably arranged optical instrument. CH94050A (en)

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