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Auf einem Fahrzeug angeordnetes optisches Beobachtungsgerät Die Erfindung
bezieht sich auf ein auf einem Fahrzeug angeordnetes optisches Beobachtungsgerät,
in dessen Strahlengang ein Wendeprisma eingebaut ist, welches das Bild um die Achse
des Strahlenganges zu drehen vermag.
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Wenn das Fahrzeug beim Durchfahren von unebenem Gelände Kippbewegungen
ausführt, durch die das Beobachtungsgerät um eine mit der Ausblickriehtung zusammenfallenden
Achse verkantet wird, dann erscheint dem in das Okular hineinblickenden Beobachter
das Bild entsprechend verkantet. Das wirkt aber störend, besonders, wenn die Ausblickrichtung
mäht parallel zur Einblickrichtung liegt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, diese Störung zu vermeiden.
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Erfindungsgemäß ist zu diesem Zweck das Wendeprisma durch ein Meßwerk
drehbar, das die Verkantung des Fahrzeugs um die Achse der Visierlinie des optischen
Gerätes mißt und das Wendeprisma
um die Hälte dieses Winkels
verdreht.
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Von besonderer Bedeutung ist die Erfindung in Anwendung auf ein
optisches Beobachtungsgerät mit einem Fadenkreuz oder einer Strichplatte,
die im optischen Strahlengang auf der Objektseite des Wendeprismas angeordnet
ist. Man verwendet derartige Beobach- tungsgeräte beispielsweise in Panzerfahrzeugen.
Wird durch die
Bewegungen des Fahrzeugs im Gelände das Beobachtungsgerät
um die
Visierlinie verkantet, während das dem Beobachter dargebotene
Bild
erfindungsgemäß um die Visierlinie stabilisiert ist, dann
würde sich
mangels besonderer Vorkehrungen das gehäusefeste Faden-
kreuz oder die Markierung
der Strichplatte um den Zielpunkt des
stabilisierten Bildes drehen. Das würde
aber das Zielen erheblich
erschweren. Um das zu vermeiden, ist zweckmäßig
das Fadenkreuz
oder die Strichplatte um die optische Achse drehbar angeordnet
und
durch das Meßwerk in der Drehrichtung des Wendeprimas um
den vollen
Kantwinkel drehbar. Das-führt dann dazu, daß Winkelbe-
wegungen
des Fadenkreuzes mit Bezug auf das vom Beobachter durch
das Okular betrachtete
Bild vermieden sind..
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Besondere Vorteile bietet die Erfindung in Anwendung auf ein Fernrohr
mit zweiachsig stabilisierter Visierlinie. Durch die
erfindungsgemäße
Verdrehung des Wendeprismas und durch die zwei-
achsige Stabilisierung
der Visierlinie wird dann erreicht, daß
das Fadenkreuz oder die Markierung
der Strichplatte bei Betrach-
tung durch das Okular vor dem Hintergrund des
Bildes weder Ver-
drehungen noch Verschiebucgninfolge der Fahrzeugbewegungen
er-
fährt. Der Beobachter kann daher sehr bequem durch Handverstellung
beim
Zielen den Zielpunkt in Deckung mit dem Fadenkreuz oder
der Strichplatte bringen.-.
Bekannt ist ein Beobachtungsgerät mit Rundblickperiskop, in das ein Wendeprisma
eingebaut ist, das in Abhängigkeit von dem-Seitenwinkel-der Ausblickrichtung verdrehbar
ist. Durch diese Verdrehung ist vermieden, daß dem Beobachter beim Betrachten des
Bildes durch das Okular dieses Bild beim Verstellen des Seitenwinkels zu kippen
scheint. Bei Anwendung der Erfindung auf ein solches Beobachtungsgerät erfährt dasselbe
Prisma zusätzlich die Drehung durch das Meßwerk, das die Verkantung des Fahrzeugs
um die Achse der.Visierlinie mißt.
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Dabei kann das Wendeprisma durch eine Lagenregelung verdrehbar sein,
deren Sollwert die Summe des halben Seitenwinkels und des halben Verkantungswinkels
um die Visierlinie darstellt.
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Dadurch wird erreicht, daß der Beobachter im Okular ein
gewissermaßen
gehäusefestes Bild beobachten kann, wobei unterstellt sei, daß das Gehäuse während
der Fahrt seine Lage gegenüber dem Fahrzeug unverändert beibehält. .
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In den Zeichnungen, in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der
Erfindung schematisch dargestellt ist, zeigen Fig. 1 einen lotrechten Schnitt durch
ein zum Einbau in ein Panzerfahrzeug bestimmtes Rundbiickperiskop nach der Erfindung
und Fig. 2 das elektrische Schaltschema der für das Wendeprisma
vorgesehenen
Lagenregelung.
Oben auf den lotrechten Tubus 10, der am
Fahrzeug starr
befestigt ist, ist um dessen Achse 12 drehbar der Ausblick-
kopf
14 gelagert, zu dem ein Lagerbock 16 gehört. In diesem
ist um eine Achse 18
schwenkbar ein Ausblickprisma 20 gelagert,
wobei sich die Achsen 12
und 18 rechtwinklig schneiden. Auf
dem Ausblickkopf 14 sind nicht näher
dargestellte Stellmotoren
angeordnet, deren einen den Ausblickkopf
14 um die Achse 12
und deren anderer das Ausblickprisma 20 um-die
Achse 18 zu
drehen vermag. Die Einstellung den Ausblickprismas
20 um die
Achsen-12 und 18 bestimmt die Richtung der Visierlinie
22.
Diese Linie fällt mit einem Strahl zusammen, der durch das Aus-
blickprisma
20 in Richtung der Achse 12 reflektiert wird.
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Ferner ist auf dem Ausblickkopf 14 ein nicht dargestell-
tes
Kreiselgerät angeordnet, das auf Drehungen den Ausblick-
kopfes um
die Achsen 12 und 18 anspricht und die Stellmotoren
derart steuert,
daB dadurch die Lage der Visierlinie 22 im
Raum unverändert aufrechterhalten
wird. Das Kreiselgerät und
die elektrische Schaltung dieser Lagenregelung
sind bekannt und
bedürfen daher keiner näheren Darstellung oder Erläuterung.
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Unten im Tubus 10 ist fest am Gehäuse ein Umlenkprisma
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mit Dachkante angeordnet, welches das mit der Visierlinie
22
zusammenfallende Strahlenbündel, das durch das Ausblickprisma
20
in Richtung der Achse 12 reflektiert wird, um 90o in Richtung
der
waagerechten Achse 26 des Okulars 28 zurückwirft. Der Beobach-
ter eblickt
daher trotz Schwankungen des Fahrzeugs beim Durch-
fahren von unebene=
Gelände den Zielpunkt, auf den die Visierlinie 22 gerichtet ist, stets
in der Mitte den Blickfeldes. Mangels
besonderer Vorkehrungen
würde das Bild aber um diesen Zielpunkt
schwanken, wenn das Ausbliakprisma
20 Winkelbewegungen mit einer . Drehungskomponente ausführt, die in die
Richtung der Visierlinie 22 fällt. Diese Schwankungen stören aber beim Zielen
und können
leicht den Beobachter verwirren. Es ist daher erwünscht,
daB den
Beobachter durch das Okular 28 dargebotene Bild mit Bezug auf
das
Gehäuse 10 zu stabilisieren. Das ist von besonderer Bedeutung,
wenn es sich
bei den optischen Gerät um ein Zielgerät mit Faden-
kreuz oder Strichplatte
handelt. Beim vorliegenden Ausführungs-
beispiel ist eine solche Strichplatte
30 in der Brennebene des
im Ausblickkopf 14 angeordneten Objektivs
innerhalb den Tubus 10
angeordnet.
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Dreht der Beobachter den Ausblickkopf 14 willkürlich um
die
Achse 12, um die Ausblickrichtung zu ändern, dann würde
dadurch
mangels besonderer Vorkehrungen das Bild kippen, das den
Beobachter
durch das Okular 28 dargeboten wird. Bekannt ist es, dieses
Kippen
durch ein optisches Hilfsmittel in Gestalt eines Wendeprimas 34
zu
verhindern, das in den Strahlengang im Tubus 10 um dessen Achse
12
drehbar eingebaut ist.
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Um nun die Erfindungsaufgabe zu lösen, also das den Beobachter durch
das Okular 20 dargebotene Bild gehäusefest zu stabilisieren, ist das Wendeprisma
34 durch ein Meßwerk drehbar, das die Verkantung den Fahrzeugs
um die Achse der Visierlinie 22 mißt und
das Wendeprisma 34 zusätzlich
um die Hälfte dieses Winkels ver-
dreht.
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Wird die Ausblickrichtung durch Drehen des Ausblickkopfes
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um die Achse 12 verändert, etwa um den Winkel
, dann wird also
das Wendeprisma 34 in der gleichen
Richtung um den Winkel
gedreht. Zusätzlich wird das Wendeprisma 34 um die Hälfte des Kantwinkels
des Tubus 10 gedreht, wobei diejenige Drehungskomponente der Winkelbewegungen des
Fahrzeugs darstellt, die in die Richtung der Visierlinie 22 fällt. Die gesamte Verdrehung
beträgt demnach
Um auch das Fadenkreuz oder die Markierung der Strichplatte 30 gegenüber Bewegungen
des Fahrzeugs zu stabilisieren, ist diese Strichplatte 30 um die Achse 12 drehbar
im Tubus 10 gelagert und wird um den Winkel
gedreht. Das hat dann die Wirkung, daß dem das Bild durch das Okular 2ö betrachtenden
Beobachter nicht nur das Bild, sondern auch das Fadenkreuz oder die Markierung der
Strichplatte 30 trotz Schwankungen des Fahrzeugs stillzustehen scheint.
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Nunmehr sei die Lagenregelung beschrieben, mit deren Hilfe die Drehung
der optischen Elemente 30 und 34 herbeigeführt wird. Am Ausblickkopf 14 ist ein
Kreiselgerät 36 gelagert, dessen Meßaehse jeweils parallel zur Visierlinie
22 gehalten wird. Dieses
Gerät dient zum Messen des Verkantungswinkels , und
es ist mit eines Resolver R1 ausgerüstet, dessen Läufer I38
dem Winkel ent-sprechend verdreht wird und eine mit Wechselstrom
gespeiste Wick-
lung hat, während der Ständer dieses Resolvers
zwei Wicklungen 39
aufweist, in denen Wechselströme entsprechend der Sinus-
und der
Cosinuskomponente des Verkantungswinkels erzeugt werden.
Ein
zweiter Resolver R2 hat einen Ständer am Tubus 10 mit zwei Phaseuwieklungen 40 und
einen Läufer am Ausbiiekkopf 14 mit zwei Phasenwicklungen 41. Die Wicklungen 40
sind in der in-Fig. 2 -gezeigten Weise-mit den Wicklungen 39 zusammengeschaltet.
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Ein dritter Resolver R3 hat einen am Tubus 10 befestigten und-mit-zwei
Phasenwicklungen 42 versehenen Ständer und einen an der drehbaren Strichplatte 30
befestigten Läufer mit einer einzigen Wicklung 43. Der Resolver R2 dient der Messung
des Winkels
. Die Spannung, die in der Wicklung 43 induziert wird, entspricht der Summe
. Diese Spannung wird über einen Verstärker 44 einem Stellmotor 45 zugeführt, der
jeweils solange läuft, bis die in der Wicklung 43 induzierte Spannung zu Null wird.
Das ist aber dann der Fall, wenn die Strichplatte 30 um den Winkel
verstellt ist.
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Auch das Wendeprisma 34 ist mit einem Resolver R4 gekuppelt und durch
einen Stellmotor 47 antreibbar, der über einen Verstärker 49 von der Läuferwicklung
51 des Resolvers R4 gespeist wird. Der Ständer 53 des Resolvers R4, der am Tubus
10 befestigt ist, hat die doppelte Anzahl von Polpaaren wie der Ständer des Resolvers
R3.-Aus diesem Grunde dreht sich der Läufer des Resolvers R4 um den halben Winkel
wie derjenige des Resolvers R3. Infolgedessen dreht sich das Wendeprisma 34 nur
um den Winkel
Das beschriebene Ausführungsbeispiel kann in mannigfacher Hinsicht abgeändert werden.
So besteht die Möglichkeit, auf den
Resolver IM und den Motor 47
zu verzichten und das Wendeprisma 34 über ein Un tersetzungsgetriebe im Verhältnis
1:2 durch den Stellmotor 45 anzutreiben. Das ergibt allerdings eine geringere dynamische
Güte des Antriebes.
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Auch kann das Periskop so ausgestaltet sein, daB sein Aus-Blickkopf
14 nicht für Rundblick geeignet ist, sondern nur einen beschränkten Drehbereich
hat.
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Das Linsensystem ist in fig. 1 nur insoweit eingezeichnet, als es
für die Erfindung von Bedeutung ist. Das Wendeprisma 34 kann auch durch ein Wendeprisma
ersetzt werden, das sich zwischen dem Unilerikprisma 24 und dem Okular 28 befindet,
Auch kann das Prisma 34 durch zwei hintereinandergeschal.tete Wendeprismen ersetzt
werden, deren .eines nur um den Winkel
und deren anderes nur um den Winkel
gedreht wirrt.