-
Die
Erfindung betrifft eine Visiereinrichtung für eine Handfeuerwaffe, mit
einem Zielfernrohr und mit einem Wärmebildgerät.
-
Eine
Visiereinrichtung der vorstehend genannten Art ist aus der
US 5,035,472 A bekannt.
-
Als
optische Visiereinrichtungen für
Handfeuerwaffen im visuellen Bereich sind zum einen Zielfernrohre
bekannt, insbesondere passive Direktsicht-Teleskope, die im sichtbaren
Bereich des Lichtes arbeiten, aber auch Videokameras in Verbindung mit
Monitoren.
-
Zum
anderen sind auch Nachtsichtgeräte bekannt.
Diese enthalten im wesentlichen einen Restlichtverstärker, der
das natürlich
vorhandene Restlicht im visuellen und im nicht sichtbaren nahen infraroten
Spektralbereich sowie ggf. auch ein vom Beobachter abgestrahltes
Suchlicht im nicht-sichtbaren Bereich elektronisch verstärkt.
-
Schließlich sind
auch Wärmebildgeräte bekannt,
die im fernen Infrarot arbeiten und auf die Wärmestrahlung der beobachteten
Objekte ansprechen. Mit Wärmebildgeräten kann
sowohl in der Dunkelheit wie auch bei Helligkeit gearbeitet werden.
Im letzteren Falle wendet man Wärmebildgeräte an, um
getarnte Objekte mit Wärmestrahlung
aufzuspüren. Wärmebildgeräte sind
auch bei starkem Dunst und natürlichem
Nebel mit Erfolg einsetzbar.
-
Den
genannten Visiereinrichtungen ist gemeinsam, dass ihre optischen
Achsen relativ zu der jeweiligen Waffe präzise justiert sein müssen. Nur
so sind optimale Schussergebnisse erzielbar. Hierzu verfügen die
Visiereinrichtungen in der Regel über eine einstellbare Zielmarke. Über diese
Grundjustierung hinaus kann die Zielmarke durch ihre Ausbildung
oder durch eine zusätzliche
manuelle oder automatische Verschiebung eine Feuerleitfunktion unterstützen. Bei
dieser Funktion werden z.B. mittels eines Rechners verschiedene
Parameter berücksichtigt,
von denen die Flugbahn des Geschosses beeinflusst wird, beispielsweise
die Entfernung des Zielobjektes, die Munitionsart, Richtung und
Stärke
eines Windes sowie die Ausrichtung der Waffe.
-
In
diesem Zusammenhang ist es bekannt, Schützen mit mehreren dieser Einrichtungen
auszurüsten
(
US 5,831,198 ). Es sind
dar über
hinaus aber auch Visiereinrichtungen bekannt geworden, die mehrere
der vorstehend genannten Alternativen miteinander kombinieren.
-
In
der
US 4,822,994 ist
eine Visiereinrichtung für
Gewehre beschrieben. Dabei wird ein Zielfernrohr von an sich bekannter
Bauweise verwendet, das jedoch mechanisch in einen Objektivabschnitt
und einen davon trennbaren Okularabschnitt unterteilt ist. Wenn
diese Abschnitte mechanisch aneinander gesteckt sind, bilden sie
ein herkömmliches
Zielfernrohr für
den Tageslichteinsatz. Für
einen Nachtsichteinsatz werden die Abschnitte jedoch voneinander
getrennt und es wird ein Bildverstärkermodul zwischen die Abschnitte
eingesetzt. Die Einrichtung hat dann die Funktion eines Nachtsichtgeräts.
-
Nachteil
dieser bekannten Vorrichtung ist, dass ein spezielles Zielfernrohr
benötigt
wird, und dass der Umbau von einer Tageslichteinrichtung in eine
Nachtlichteinrichtung kompliziert ist und zwei mechanische Passungen
involviert sind.
-
Eine ähnliche
Visiereinrichtung ist in der
US 4,961,278
A beschrieben. Dort sind ein Linsensystem und das Bildverstärkermodul
in einer Revolveranordnung in der Visiereinrichtung gelagert. Mittels
eines Hebels kann dabei entweder das Linsensystem oder das Bildverstärkermodul
in den Strahlengang eingeschaltet werden.
-
Diese
Vorrichtung hat den Nachteil, dass sie im Aufbau kompliziert und
sperrig ist.
-
Aus
der
DE 34 28 990 C2 ist
eine Visiereinrichtung bekannt, bei der ein Beobachter ein Objekt wahlweise
durch ein Fernrohr oder ein Wärmebildgerät beobachten
kann. Diese beiden Geräte
sind zwar in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet, sind aber funktionell
voneinander getrennt, weisen also insbesondere getrennte Okulare
auf. Lediglich eingangsseitig wird ein gemeinsames Bildsignal ausgenutzt,
das durch Verstellen eines Tripelspiegels entweder dem einen oder
dem anderen Gerät
zugeleitet wird.
-
Diese
Vorrichtung hat den Nachteil, dass sie umständlich in der Bedienung ist.
Sie ist wegen der getrennten Abbildungssysteme der beiden Geräte ferner
problematisch hinsichtlich des Anvisierens eines bestimmten Ziels.
-
Die
eingangs bereits erwähnte
US 5,035,472 beschreibt
eine Visiereinrichtung für
tragbare Waffen. Über
ein gemeinsames Objektiv wird ein Bildsignal empfangen, das dann
mittels dreier, für
jeweils einen Wellenlängenbereich
halbdurchlässiger
Spiegel in drei optische Teilstrahlen bzw. Teil-Bildsignale aufgeteilt
wird. Ein erstes Teil-Bildsignal entspricht dem fernen Infrarot
und wird einem Wärmebildgerät zugeführt. Ein
zweites Teil-Bildsignal entspricht dem sichtbaren Bereich. Ein drittes
Teil-Bildsignal entspricht dem nahen Infrarot. Das erste und das
dritte Teil-Bildsignal werden elektronisch verarbeitet und danach wieder
in optische Signale umgesetzt. Diese optischen Signale und das zweite
Teil-Bildsignal werden dann mittels halbdurchlässiger Spiegel wieder zusammengeführt und
einem gemeinsamen Okular zugeleitet. Dadurch ist es möglich, mehrere
Teilsignale überlagert
zu betrachten.
-
Nachteil
dieser bekannten Einrichtung ist der erhebliche apparative Aufwand
bzw. die damit verbundenen Kosten. Berücksichtigt man, dass die Kosten
eines Wärmebildgerätes die
Kosten der damit ausgestatteten Handfeuerwaffe bei weitem übersteigen,
so ist leicht nachvollziehbar, dass die bekannte Einrichtung nur
bei sehr speziellen Waffen für
besondere Einsätze
verwendbar ist, bei denen diese Kosten gerechtfertigt sind.
-
Der
Erfindung liegt demgegenüber
die Aufgabe zugrunde, eine Visiereinrichtung der eingangs genannten
Art dahingehend weiterzubilden, dass die vorgenannten Nachteile
vermieden werden. Insbesondere soll eine Visiereinrichtung geschaffen
werden, die einerseits ein präzises
Zielen unter Einbeziehung des Wärmebildgerätes ermöglicht und
die andererseits waffenübergreifend
ohne Justieraufwand und damit schnell, unkompliziert und variabel
einsetzbar ist.
-
Bei
einer Visiereinrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe
erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass das Wärmebildgerät richtungsneutral
und als Vorsatz zu dem Zielfernrohr ausgebildet ist, derart, dass,
von einem Beobachter aus gesehen, das Zielfernrohr und das Wärmebildgerät optisch
in Reihe angeordnet sind.
-
Die
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen
gelöst.
-
Dadurch,
dass das Wärmebildgerät als richtungsneutraler
Vorsatz für
das Zielfernrohr ausgebildet ist, braucht es nicht individuell für jede Waffe
justiert zu werden. Da die Richtungen eines einfallenden Strahls
im vom Wärmebildgerät genutzten Infrarot und
die des korrespondierenden, aus dem Wärmebildgerät austretenden visuellen Strahls
identisch sind, ist das Wärmebildgerät nämlich bezüglich der Ausrichtung
zum Zielfernrohr und damit zur Waffe justierunkritisch.
-
Die
Funktionen der Wellenlängentransformation
(Wärmebildgerät) einerseits
und der Richtungsselektion sowie der Vergrößerung (Zielfernrohr) andererseits
werden also getrennt. Das führt
im Vergleich zu Wärmebildgeräten, die
unmittelbar als vergrößernde Visiereinrichtungen
ausgebildet sind und daher eine eigene Zielmarke aufweisen, zu einem gewissen
Mehraufwand, der jedoch durch die funktionellen Vorteile weit mehr
als kompensiert wird.
-
Erfindungsgemäß ist es
nämlich
erstmals möglich,
ein Wärmebildgerät mit einem
normalen Zielfernrohr zu kombinieren, wobei lediglich eine geeignete
mechanische Schnittstelle vorgesehen sein muss. Damit kann das sehr
teure Wärmebildgerät in geringerer
Stückzahl
vorgehalten und im Einsatzfall mit beliebigen Exemplaren der in
weit größerer Anzahl
vorhandenen Handfeuerwaffen gekoppelt werden. Das Sehfeld und die
Vergrößerung sind
dabei im visuellen Bereich und im thermisch-infraroten Bereich identisch.
Die Bildinformationen aus beiden Wellenlängenbereichen können daher
unmittelbar zugeordnet werden.
-
Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist das Wärmebildgerät mit einem
Ausgang mechanisch an einen Eingang des Zielfernrohres adaptierbar,
beispielsweise auf den Eingang aufsteckbar. Dabei kann in Weiterbildung
der Erfindung das Wärmebildgerät alternativ
abnehmbar am Zielfernrohr oder an der Handfeuerwaffe befestigt sein,
vorzugsweise mit Schnellspannmitteln.
-
Diese
Maßnahmen
haben den Vorteil, dass ein mechanisch stabiler und besonders einfach
herstellbarer Aufbau entsteht. Die Frage, ob das Wärmebildgerät am Zielfernrohr
oder an der Waffe befestigt wird, ist danach zu beantworten, welche
Abmessungen und welches Gewicht das jeweils verwendete Wärmebildgerät hat. Die
Schnellspannmittel können genormt
sein, do dass das Wärmebildgerät in einfacher
Weise für
eine Vielzahl von Waffen verwendet werden kann. Dies ist auch unter
Kostengesichtspunkten günstig,
weil nur eine geringere Anzahl der relativ teuren Wärmebildgeräte beschafft
werden muss. In einem speziellen Einsatzfall können dann nur diejenigen Waffen
mit einem Wärmebildgerät bestückt werden,
für die
dies notwendig ist.
-
Bei
Ausführungsbeispielen
der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen Zielfernrohr und Wärmebildgerät ein optisches
Mittel angeordnet ist, derart, dass ein parallel neben dem Wärmebildgerät einfallendes
Lichtsignal in das Zielfernrohr einblendbar ist.
-
Diese
Maßnahme
hat den Vorteil, dass das visuelle Bild und das thermisch-infrarote
Bild separat empfangen und verarbeitet werden können.
-
Bevorzugt
ist dabei das optische Mittel als teildurchlässiger Spiegel ausgebildet.
-
Diese
Maßnahme
hat den Vorteil, dass die beiden Bilder überlagert werden können.
-
Dabei
kann in einer ersten Variante eine optische Umschaltvorrichtung
vorgesehen sein, mit der alternativ ein Ausgangs-Lichtsignal des Wärmebildgerätes allein oder in Kombination
mit dem parallel neben dem Wärmebildgerät einfallenden
Bildsignal dem Zielfernrohr zuleitbar ist.
-
Diese
Maßnahme
hat den Vorteil, dass wahlweise das Wärmebild oder die Überlagerung
von Wärmebild
und visuellem Bild betrachtet werden können.
-
Bevorzugt
ist dabei die optische Umschalteinrichtung als drehbare Blende ausgebildet.
-
In
einer zweiten Variante hingegen ist eine optische Umschaltvorrichtung
vorgesehen, mit der alternativ ein Ausgangs-Lichtsignal des Wärmebildgerätes oder das parallel neben
dem Wärmebildgerät einfallende
Bildsignal dem Zielfernrohr zuleitbar ist.
-
Diese
Maßnahme
hat den Vorteil, dass das Wärmebild
und das visuelle Bild getrennt voneinander betrachtet werden können, wobei
die Lage eines Zielobjektes bei beiden Bildern gleich ist.
-
In
diesem Falle ist das optische Mittel vorzugsweise als schwenkbarer
Umlenkspiegel ausgebildet.
-
Diese
Maßnahme
hat den Vorteil, dass ein einfacherer Aufbau entsteht, wobei der
schwenkbare Umlenkspiegel nur eine alternative Beobachtungsmöglichkeit
zulässt.
-
Bei
Ausführungsformen
der Erfindung arbeitet die Handfeuerwaffe mit einer Feuerleiteinrichtung zusammen.
Die Feuerleiteinrichtungberücksichtigt dabei
Parameter wie Entfernung, Munitionsart, Wind und Neigung der Handfeuerwaffe.
Die Feuerleiteinrichtung beeinflusst vorzugsweise eine Zielmarke des
Zielfernrohres oder eine Ausrichtung des Zielfernrohres relativ
zur Handfeuerwaffe.
-
Schließlich ist
vorgesehen, dass das Wärmebildgerät in einem
Wellenlängenbereich
zwischen 3 und 13,5 μm
arbeitet.
-
Weitere
Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.
-
Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
-
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der
nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigen:
-
1 eine äußerst schematisierte
Seitenansicht eines Gewehres, das mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Visiereinrichtung versehen
ist;
-
2 die
Visiereinrichtung aus 2 in vergrößertem Maßstab, ebenfalls stark schematisiert;
-
3 ein
zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung in einer Darstellung ähnlich 2;
-
4 ein
drittes Ausführungsbeispiel
der Erfindung in einer Darstellung ähnlich 2; und
-
5 ein
viertes Ausführungsbeispiel
der Erfindung in einer Darstellung ähnlich 2.
-
In 1 bezeichnet 10 als
ganzes eine Handfeuerwaffe, nämlich
ein Gewehr. Es versteht sich jedoch, dass im Rahmen der vorliegenden
Erfindung der Begriff „Handfeuerwaffe" auch Pistolen, Maschinenpistolen,
Maschinengewehre, Granatwaffen und dergleichen umfasst.
-
Das
Gewehr 10 hat einen Lauf 12, an dem eine Visiereinrichtung 14 befestigt
ist. Die Visiereinrichtung 14 enthält auf der in 1 rechten,
also der dem Schützen
zu weisenden Seite ein Zielfernrohr 16 mit einer Augenmuschel 18.
Das Zielfernrohr ist optisch von herkömmlicher Bauart. Es enthält also
unter anderem eine geeignete Zielmarke zum Anvisieren eines Zielobjektes.
-
Die
Visiereinrichtung 14 enthält ferner auf der in 1 linken
Seite ein Wärmebildgerät 20,
das als Vorsatz zum Zielfernrohr 16 ausgebildet ist. Es
ist also mit diesem in einer Reihe angeordnet. Dies bedeutet nicht
notwendigerweise, dass das Zielfernrohr 16 und das Wärmebildgerät 20 koaxial
hintereinander angeordnet sein müssen.
Es. ist auch eine axial zueinander versetzte Bauart mit entsprechenden Umlenkelementen
denkbar. Wichtig ist, dass der Strahlengang, vom Zielobjekt aus gesehen,
zunächst durch
das Wärmebildgerät 20 und
dann durch das Zielfernrohr 16 verläuft.
-
Das
Zielfernrohr 16 kann, wie dargestellt, als Direktsicht-Teleskop ausgebildet
sein. Alternativ kann aber auch eine Kombination einer Videokamera mit
integriertem oder abgesetzten Monitor verwendet werden. Dann entfällt die
Augenmuschel 18.
-
Ferner
kann die Handfeuerwaffe 10 mit einer bei 19 angedeuteten
Feuerleiteinrichtung versehen sein, die ebenfalls integriert oder
abgesetzt ausgeführt
sein kann. Die Feuerleiteinrichtung 19 enthält z.B.
einen Rechner, der in Abhängigkeit
von Sensorsignalen und manuellen Signaleingaben Parameter verarbeitet,
von denen die Flugbahn des von der Handfeuerwaffe 10 abgefeuerten
Geschosses beeinflusst wird. Dazu gehören die Entfernung des Zielobjektes,
die Art der abgefeuerten Munition, Stärke und Richtung des Windes,
die Neigung der Handfeuerwaffe 10 und dergleichen. Die
Feuerleiteinrichtung errechnet aus diesen Werten einen Vorhalt sowie eine
azimutale Neigung und beeinflusst damit die Zielmarke in der Visiereinrichtung 14 oder
die Ausrichtung der Visiereinrichtung 14 relativ zur Handfeuerwaffe 10.
Dies kann auf elektronischem oder elektromechanischen Wege selbsttätig geschehen
oder der Benutzer erhält
eine Information, um eine solche Verstellung selber manuelle auszuführen.
-
In 2 ist
die Visiereinrichtung 14 in weiteren Einzelheiten dargestellt.
Ein vom Zielobjekt einfallendes Lichtsignal 30 gelangt über ein
Objektiv 32 in das Wärmebildgerät 20.
Das Objektiv 32 fokussiert das einfallende Lichtsignal 30 auf
einen Detektor 34. Der Detektor ist selektiv für Wärmestrahlung,
d.h. für Wellenlängen im
fernen Infrarot, also vorzugsweise zwischen 3 und 13,5 μm ausgelegt.
Sein elektrisches Ausgangssignal entspricht einem thermisch-infraroten,
also nicht sichtbaren Bild des Zielobjektes. Es wird einer elektronischen
Signalverarbeitungseinheit 36 zugeleitet. Deren Ausgangssignal
wiederum gelangt auf einen Monitor 38, der ein Bild im
sichtbaren Bereich erzeugt. Es findet also eine Wellenlängentransformation
der Bildinformation statt.
-
Das
Bild des Monitors 38 gelangt auf ein Okular 40,
der ein Eingangs-Lichtsignal 42 für das Zielfernrohr 16 erzeugt.
Im Zielfernrohr wird das Eingangs-Lichtsignal 42 vorzugsweise
vergrößert und eine
Zielmarke eingeblendet (nicht dargestellt). Ein Ausgangs-Lichtsignal 44 des
Zielfernrohres 16 fällt dann
in das Auge 46 eines Schützen.
-
Das
Wärmebildgerät 20 ist,
wie bereits erwähnt,
als Vorsatz für
das Zielfernrohr 16 ausgebildet. Bei dem in 1 und 2 dargestellten
Ausführungsbeispiel
ist hierzu ein hinteres Ende 47, also der Ausgang des Wärmebildgerätes 20 mit
einem vorderen Ende 48, also dem Eingang des Zielfernrohres 16 mechanisch
verbunden. Dies kann beispielsweise mittels eines am hinteren Ende 47 des Wärmebildgerätes 20 vorgesehenen
Rohrstutzens 49 erfolgen, in den das vordere Ende des Zielfernrohres 16 eingesteckt
und dort mittels einer Schnellspanneinrichtung (nicht dargestellt)
verrastet wird.
-
Bei
einer Variante dazu werden das Zielfernrohr 16 und das
Wärmebildgerät 20 jeweils
einzeln an der Handfeuerwaffe 10 befestigt. Hierzu sind
entsprechende mechanische Schnittstellen vorgesehen, beispielsweise
die bereits erwähnten
Schnellspanneinrichtungen. Das Zielfernrohr kann dabei auch bereits
von Hause aus in die Handfeuerwaffe integriert sein. In jedem Falle
ist die mechanische Befestigung des Wärmebildgerätes 20 unkritisch,
weil das Wärmebildgerät 20 richtungsneutral
ist und daher nicht präzise
ausgerichtet zu werden braucht.
-
Infolge
der vorstehend geschilderten Anordnung sind die Richtungen des einfallenden
Lichtsignals 42 im vom Wärmebildgerät 20 genutzten Infrarot und
die des korrespondierenden, aus dem Wärmebildgerät 20 austretenden
visuellen Lichtsignals 42 bezogen auf die optische Achse
identisch. Das Wärmebildgerät 20 ist
daher richtungsneutral und damit justierunkritisch. Ferner gestattet
es die mechanische Schnittstelle zwischen Wärmebildgerät 20 und Zielfernrohr 16,
das Wärmebildgerät 20 nach
Belieben in einfacher Weise abzunehmen und auf eine anderes Gewehr 10 aufzusetzen.
-
Bei
dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind gleiche
Elemente mit gegenüber
der Darstellung von 2 um 100 erhöhten Bezugszeichen bezeichnet.
Zwischen Zielfernrohr 116 und Wärmebildgerät 120 ist ein halbdurchlässiger Spiegel 150 angeordnet.
Ein in das Wärmebildgerät 120 einfallendes
Lichtsignal 130a gelangt als korrespondierendes Ausgangs-Lichtsignal 142a durch
den halbdurchlässigen
Spiegel 150 hindurch als Eingangs-Lichtsignal 142 in
das Zielfernrohr 116. Insoweit bestehen keine weitergehenden
Unterschiede zum Ausführungsbeispiel
der 1 und 2.
-
Zusätzlich ist
jedoch noch ein Umlenkspiegel 152 vorgesehen, der so angeordnet
ist, dass ein weiteres einfallendes Lichtsignal 130b empfangen
wird, das parallel zu dem einfallenden Lichtsignal 130a und
neben dem Wärmebildgerät 120 einfällt.
-
Dieses
Lichtsignal 130b wird zu dem halbdurchlässigen Spiegel 150 geleitet
und dort teilweise reflektiert. Damit ist das Eingangs-Lichtsignal 142 eine Überlagerung
der Lichtsignale 142a und 152. Der Schütze sieht
daher – mit
gleicher Vergrößerung und
bei vernachlässigter
Parallaxe – überlagert über dem
thermisch-infraroten Bild ein visuelles Bild, wie beim Ausführungsbeispiel
gemäß den 1 und 2.
-
4 zeigt
eine Weiterbildung des Ausführungsbeispiels
gemäß 3,
bei dem wiederum gleiche Elemente mit einem gegenüber der
Darstellung in 3 um 100 erhöhten Bezugszeichen versehen sind.
Das Besondere beim Ausführungsbeispiel
gemäß 4 ist,
dass eine drehbare Blende 260 vorgesehen ist. Diese ist
so angeordnet, dass je nach Drehstellung der Blende 260 entweder
das Lichtsignal 242a (thermisch-infrarotes Bild) oder das
Lichtsignal 230b (visuelles Bild) ausgeblendet wird. Es kann
dabei natürlich
auch eine weitere Stellung der Blende 260 vorgesehen sein,
in der unter Verwendung eines halbdurchlässigen Spiegels beide Lichtsignale 242a und 230b durchgelassen
werden, also wiederum ein überlagertes
Bild entsteht.
-
In 5 ist
eine weitere Variante mit wiederum jeweils um 100 erhöhten Bezugszeichen
für gleiche
Elemente dargestellt.
-
Hier
sind beide Lichtsignale 342a und 330b auf jeweils
einen festen Umlenkspiegel 370 bzw. 372 und von
dort zu einem schwenkbaren Umlenkspiegel 374 geführt. Durch
Verschwenken des Umlenkspiegels 374 kann somit auch hier
entweder das Lichtsignal 342a (thermisch-infrarotes Bild)
oder das Lichtsignal 330b (visuelles Bild) dem Zielfernrohr 316 zugeleitet
werden.