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Die
Erfindung bezieht sich auf ein photovoltaisches Target für Schießanwendendungen.
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Typischerweise
werden im Sportbereich, z. B. im Sportschützenbereich, bei Biathlon Schießwettbewerben,
bei der Jägerausbildung,
als auch im professionellen Bereich, bei Militär, Polizei- und Sicherheitsdiensten,
zu Übungszwecken
Schießtargets verwendet.
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Typischerweise
werden hierzu Schießtargets in
Form von plattenförmigen
Körpern
verwendet. Diese Targets werden beschossen und eine anschließende Auswertung
der Durch- oder Einschüsse
ergibt dann ein Maß für die Treffgenauigkeit.
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Nachteilig
bei diesen Systemen ist, dass die Targets durch Beschuss irreversibel
zerstört
werden.
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Eine
Verbesserung hierzu sind Systeme, bei denen ein Lichtstrahl statt
eines Projektils auf ein Target gerichtet wird.
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Beide
Systemtypen erlauben eine visuelle Auswertung mittels Kamera und
einer Bildverarbeitungssoftware. Dabei wird das Bild des beschossenen
Targets beobachtet. Je nachdem, welches System eingesetzt wird,
wird ein Durchschuss oder ein Leuchtpunkt auf eine Kamera abgebildet.
Diese Systeme sind jedoch bezüglich
ihres Einsatzes beschränkt,
da bei hinreichender Umgebungsbeleuchtung, die Kamera übersteuern
kann und eine optische Auslesung des beobachteten Targets kein verwertbares
Signal mehr liefern kann.
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Weiterhin
ist bei diesen Systemen die Abbildung des optischen Systems als
weitere Fehlerquelle zu beachten, da diese zum einen nicht in der
Abbildungsachse liegt, zum anderen aber systembedingt die Kamerachips
deutliche Totflächen
durch Versorgungsleitungen aufweisen.
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Weiterhin
sind Systeme bekannt, die mittels am Target angebrachter Leuchtmittel
in Richtung des Schützen
und photoresistiver Einrichtungen an der Waffe durch Triangulation
die Richtung eines Schützen
bestimmen können.
Diese System erlauben auch eine Überwachung
der Zielerfassung und Schussführung.
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Aus
CH 675 909 A5 ist
ferner ein Target bekannt, bei welchem von der eigentlichen Trefferfläche ein
Anzeigefeld für
erfolgreiche Treffer und deren Lage vorgesehen ist. Die Schrift
EP 0 361 661 B1 bezieht
sich auf die Erzeugung von Infrarotstrahlung, um als Ziel für wärmesuchende
Sensoren zu dienen.
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Die
vorgenannten Systeme sind jedoch nicht schützensensitiv, d. h. wenn z.
B. mehrere Schützen kollektiv
ein Target beschießen,
dann können
bisherige Systeme nicht erkennen, welcher Schütze mit welcher Präzision geschossen
hat.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung die vorgenannten Problem
zu lösen
und ein System zur Verfügung
zu stellen, dass zum einen wiederverwertbar ist, zum anderen auch
bei starker Umgebungsbeleuchtung einsetzbar ist, und weiterhin auch
eine schützensensitive
Auswertung ermöglicht.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch ein Target für Schießanwendungen,
dass photovoltaische Elemente einsetzt. Diese photovoltaischen Elemente
werden mit einem wellenlängensensitiven
Filter ausgestattet, so dass nur bestimmte Wellenlängen zu
einem Stromfluss führen.
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Anhand
der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehend erläutert.
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Es
zeigt:
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1 ein
photovoltaisches Element, zum Einsatz in einem erfindungsgemäßen Target,
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2 ein
photovoltaisches Element, zum Einsatz in einem erfindungsgemäßen Target
im Seitenriss, und
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3 ein
Ausführungsbeispiel
für ein
erfindungsgemäßes Target
im Seitenriss.
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Aus
der Darstellung gemäß 1 ist
ein photovoltaisches Element eines erfindungsgemäßen Targets ersichtlich. Dabei
ist ein innerer Bereich und ein äußerer Bereich
ersichtlich. Ziel des Schützen
ist möglichst
den inneren Bereich zu treffen.
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Bei
Verwendung wird nun das Target mittels einer geeigneten Vorrichtung,
mit einem gebündelten Lichtstrahl,
z. B. einem Laserstrahl, beschossen.
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Trifft
der Schütze
nun außerhalb
des photosensitiven Bereichs, so kann ein retroreflektierenden Bereich
vorgesehen sein, der bei Beleuchtung mit dem Lichtstrahl eine entsprechende
optische Rückmeldung
an den Schützen
gibt.
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Trifft
der Schütze
in den photosensitiven Bereich, so wird durch den Lichtstrahl im
photosensitiven Bereich ein Photostrom erzeugt. Der Photostrom kann
dann zur weiteren Auswertung verwendet werden.
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Der
photosensitive Bereich zeigt eine für den jeweiligen Zweck geeignete äußere Form.
Weiterhin können
verschiedenartig geformte Bereich vorgesehen sein, so z. B. quadratische
Bereiche oder kreissegment- oder kreisscheibenartige Bereich.
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Beispielsweise
bei Biathlon wird auf Kreise in einer bestimmten Entfernung geschossen.
Diese Kreisform kann zum einen durch eine entsprechende Form des
photovoltaischen Elements selbst oder aber durch eine Blende vor
dem photovoltaischen Element erreicht werden.
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Im
Sportschützenbereich
ist eher das Schießen
auf Kreisscheiben anzutreffen. Eine mögliche Anordnung ist der 1 zu
entnehmen, in der ein innerer Zielbereich und ein kreisringartiger äußerer Zielbereich
aufgezeigt ist.
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Weiterhin
sind Modifikation der Targetformen durch Vorsatzblenden möglich.
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Um
zu verhindern, dass anderes Licht das System negativ beeinflusst,
wie z. B. starkes Umgebungslicht, wird ein wellenlängensensitiver
Filter geeignet vor dem photovoltaischen Element angeordnet. Die
Wellenlänge
des Lichtstrahls ist dabei so gewählt, dass der Lichtstrahls
von dem wellenlängensensitiver
Filter hindurch gelassen wird.
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Geeignete
Filter können
z. B. als Folie oder durch Bedampfen auf das photovoltaische Elemente aufgebracht
werden. Eine entsprechende Anordnung ist in 2 offenbart.
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Alternativ
oder zusätzlich
können
auch abschattende Einrichtungen vorgesehen sein.
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Weitere
Sicherheit bei der Erkennung eines geeigneten Treffers ist durch
Impulsdetektion möglich,
wodurch zufällig
vorhandenes Hintergrundlicht der passenden Wellenlänge ignoriert
wird.
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Weiterhin
kann der Lichtstrahl codiert sein. So ist es z. B. möglich, durch
eine analoge oder digitale Modulierung des Lichtstrahl eine eindeutige
Signatur zu übertragen,
die es erlaubt durch eine entsprechende Erkennung, den Schützen zu
identifizieren. Hierdurch ist auch einen noch weitergehende Hintergrundlichtunterdrückung möglich.
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Wird
ein Treffer erkannt, so kann das System beispielsweise diesen durch
geeignete akustische oder optische Signale anzeigen. Diese Anzeigen können integriert
sein oder als Module mit dem Target verbunden werden.
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Darüber hinaus
können
Zähleinrichtungen vorgesehen
sein, welche die Anzahl der Treffer zählt.
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Auch
können
geeignete drahtgebundene oder drahtlose Übertragungssysteme vorgesehen sein,
um eine Fernauswertung zu ermöglichen.
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Weiterhin
können
auch mehrere erfindungsgemäße Systeme
zu einem System-Array gekoppelt sein.
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Darüber hinaus
ist es möglich,
dass entweder mittels eines Transparent Hologramms oder durch geeignete
teiltransparente Projektionsflächen andere
Targets vor dem oder den Photovoltaischen Elementen eingeblendet
werden.
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Geeignete
Projektionsflächen
sind beispielsweise solche, die für das Auge als Fläche wahrgenommen
werden, jedoch kleine Öffnungen
für den Lichtdurchlass
aufweisen.
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Im
Gegensatz zu kamerabasierten Systemen benötigt das erfindungsgemäße System
keine Abbildung.
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Weiterhin
können
Photovoltaische Elemente so aufgebaut werden, dass keinerlei Totflächen durch Versorgungsleitungen
auftreten. Dies ist z. B. dadurch möglich, dass der photosensitive
Bereich, der z. B. aus amorphem Silizium besteht, rückseitig
kontaktierbar ist.
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Darüber hinaus
ist vorteilhaft, dass Photovoltaische Elemente großflächig hergestellt
werden können.
Entsprechend können
auch großflächige Targets
hergestellt werden.
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In 3 ist
eine mögliche
Ausführungsform eines
Targets dargestellt.
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Das
Target weist ein Gehäuse
auf. Das Gehäuse
wiederum weist an geeigneten Stellen Schrauben 1, 3 und 6 auf.
Weiterhin kann das Gehäuse
an geeigneter Stelle eine Bohrung 7 für Kabel aufweisen.
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Das
Target weist ein photovoltaisches Elemente 2 auf, das mehrere
Bereiche besitzen kann. Das photovoltaische Element 2 ist
in dem Gehäuse befestigt.
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Auf
der Rückseite
des photovoltaischen Elementes 2 ist eine Isolierschicht
geeigneter Dicke, z. B. 0,9 mm aufgebracht.
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Vor
dem Target befindet sich ein geeigneter Filter 5. Der Filter 5 ist
ein wellenlängensensitiver
Filter, um zu verhindern, dass anderes Licht, wie beispielsweise
starkes Umgebungslicht, das System negativ beeinflusst. Das Filter
lasst Licht einer geeigneten Wellenlänge passieren.
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Der
Filter 5 kann unter einem Winkel in das Gehäuse eingebaut
werden. Durch Einbau unter einem Winkel, kann zusätzlich eine
Winkelselektion vorgenommen werden mittels derer der Winkelbereich
für transmittiertes
Licht eingeschränkt
werden kann.
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Bevorzugt
ist der Filter 5 unter einem Winkel von 45° zum photovoltaischen
Element 2 eingebaut.
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Das
Gehäuse
weist auf einer Seite, in der Darstellung rechts, eine Öffnung auf,
durch die ein geeigneter Lichtstrahl in das Gehäuse treten kann. Die Öffnung kann
dabei beliebige Form aufweisen. Bevorzugt ist Sie jedoch rund.
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Da
das photovoltaische Element 2 tiefer im Gehäuse liegt,
trifft auf diese weniger Umgebungslicht, da dieses zu einem Großteil bereits
durch das Gehäuse
abgehalten wird.
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Weiterhin
sind Modifikation der Targetformen durch Vorsatzblenden möglich.
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Weitere
Sicherheit bei der Erkennung eines geeigneten Treffers wird durch
Impulsdetektion ermöglicht,
wodurch zufällig
vorhandenes Hintergrundlicht der passenden Wellenlänge ignoriert
wird.
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Weiterhin
wird der Lichtstrahl codiert. So ist es möglich, durch eine analoge oder
digitale Modulierung des Lichtstrahl eine eindeutige Signatur zu übertragen,
die es erlaubt durch eine entsprechende Erkennung, den Schützen zu
identifizieren. Hierdurch wird auch einen noch weitergehende Hintergrundlichtunterdrückung zur
Verfügung
gestellt.
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Wird
ein Treffer erkannt, so kann das System den Treffer durch eine optische
Signaleinrichtung 4 als ein optisches Signale signalisieren.
Die optische Signaleinrichtung 4 kann eine geeignete Leuchte sein.
Bevorzugt ist die optische Signaleinrichtung eine leuchtstarke LED.
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Die
optische Signaleinrichtung 4 ist bevorzugt im Inneren des
Gehäuses
angebracht. Durch die Anordnung der optischen Signaleinrichtung 4 über dem
Filter 5 wird erreicht, dass die Leuchte von den Reflektionseigenschaften
des Filters 5 Gebrauch macht.
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Bei
einem Treffer kann nun die optische Signaleinrichtung 4 aktiviert
werden. Diese strahlt nun auf den Filter 5. Das Licht der
optischen Signaleinrichtung 4 wird durch die natürliche Oberflächenreflektion
des Filters 5, der aus Glas- oder Kunststoffmaterial besteht,
entsprechend reflektiert, weswegen es nun aus dem Gehäuse austritt.
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Hierdurch
ist eine direkte optische Rückmeldung
eines Treffers an den Schützen
möglich.
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Die
optische Signaleinrichtung 4 kann nun gemäß einer
Zeitvorgabe oder aber mittels geeigneter Steuerung zurückgesetzt,
d. h. ausgestellt, werden.
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Darüber hinaus
können
Zähleinrichtungen vorgesehen
sein, welche die Anzahl der Treffer zählt.
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Auch
können
geeignete drahtgebundene oder drahtlose Übertragungssysteme vorgesehen sein,
um eine Fernauswertung oder Fernsteuerung zu ermöglichen.
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Weiterhin
können
auch mehrere erfindungsgemäße Systeme
zu einem System-Array gekoppelt werden.