DE1547125B2 - Auf einem fahrzeug angeordnetes optisches beobachtungs geraet - Google Patents

Description

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 relativ zur gerätefesten Strichmarke des Beobachtungsoder Zielgerätes zu drehen vermag, wobei Gerätegehäuse und Fahrzeug ihre gegenseitige Lage nicht ändern.

Wenn das Fahrzeug beim Durchfahren von unebenem Gelände Kippbewegungen ausführt, durch die das Beobachtungsgerät um eine mit der Ausblickrichtung zusammenfallende Achse verkantet wird, dann erscheint dem in das Okular hineinblickenden Beobachter das Bild entsprechend verkantet. Das wirkt aber störend, besonders wenn die Ausblickrichtung nicht parallel zur Einblickrichtung liegt.

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.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Kippbewegungen des Fahrzeugs ein gehäusefestes Bild zu erreichen, wobei Fahrzeug und Gehäuse ihre gegenseitige Lage nicht ändern.

Erfindungsgemäß ist zu diesem Zweck das Wendeprisma zusätzlich durch ein Meßwerk drehbar, das die Verkantung des Fahrzeugs um die Achse der Visierlinie des optischen Gerätes mißt und das Wendeprisma um die Hälfte dieses Winkels verdreht.

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 Beobachtungsgeräte 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 relativ zum gerätefesten Fadenkreuz oder zu der gerätefesten Strichplatte stabilisiert ist, dann würde sich mangels besonderer Vorkehrungen das gehäusefeste Fadenkreuz 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 Drehrichtimg des Wendeprismas um den vollen Kantwinkel drehbar. Das führt dann dazu, daß Winkelbewegungen des Fadenkreuzes mit Bezug auf das vom Beobachter durch das Okular betrachtete Bild vermieden sind.

Besondere Vorteile bietet die Erfindung in Anwendung auf ein Fernrohr mit zweiachsig stabilisierter Visierlinie. Durch die erfindungsgemäße Verdrehung des Wendeprismas und durch die zweiachsige Stabilisierung der Visierlinie wird dann erreicht, daß das Fadenkreuz oder die Markierung der Strichplatte bei Betrachtung durch das Okular vor dem Hintergrund des Bildes weder Verdrehungen noch Verschiebungen infolge der Fahrzeugbewegungen erfährt. Der Beobachter kann daher sehr bequem durch Handverstellung beim Zielen den Zielpunkt in Deckung mit dem Fadenkreuz oder der Strichplatte bringen.

Bei Anwendung der Erfindung erfährt das Prisma, das in Abhängigkeit von dem Seitenwinkel der Ausblickrichtung verdrehbar ist, zusätzlich die Drehung durch das Meßwerk, das die Verkantung des Fahrzeugs um die Achse der Visierlinie mißt.
Dabei kann das Wendeprisma durch eine Lagenregelung verdrehbar sein, deren Sollwert die Summe des halben Seitenwinkels und des halben Verkantungswinkels um die Visierlinie darstellt.
In den Zeichnungen, in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt ist, zeigt

F i g. 1 einen lotrechten Schnitt durch ein zum Einbau in ein Panzerfahrzeug bestimmtes Rundblickperiskop nach der Erfindung und

F i g. 2 das elektrische Schaltschema der für das Wendeprisma vorgesehenen Lagenregelung.

Oben auf dem lotrechten Tubus 10, der am Fahrzeug starr befestigt ist, ist um dessen Achse 12 drehbar der Ausblickkopf 14 gelagert, zu dem ein Lagerblock 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 einer den Ausblickkopf 14 um die Achse 12 und deren anderer das Ausblickprisma 20 um die Achse 18 zu drehen vermag. Die Einstellung des Ausblickprismas 20 um die Achsen 12 und 18 bestimmt die Richtung der Visierlinie 22. Diese Linie fällt mit einem Strahl zusammen, der durch das Ausblickprisma 20 in Richtung der Achse 12 reflektiert wird.

Ferner ist.auf dem Ausblickkopf 14 ein nicht dargestelltes Kreiselgerät angeordnet, das auf Drehungen des Ausblickkopfes um die Achsen 12 und 18 anspricht und die Stellmotoren derart steuert, daß 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.

Unten im Tubus 10 ist fest am Gehäuse ein Umlenkprisma 24 mit Dachkante angeordnet, welches das mit der Visierlinie 22 zusammenfallende Strahlenbündel, das durch das Ausblickprisma 20 in Richtung der Achse 12 reflektiert wird, um 90° in Richtung der waagerechten Achse 26 des Okulars 28 zurückwirft. Der Beobachter erblickt daher trotz Schwankungen des Fahrzeugs beim Durchfahren von unebenem Gelände den Zielpunkt, auf den die Visierlinie 22 gerichtet ist, stets in der Mitte- des Blickfeldes. Mangels besonderer Vorkehrungen würde das Bild aber um diesen Zielpunkt schwanken, wenn das Ausblickprisma 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, daß dem Beobachter durch das Okular 28 dargebotene Bild mit Bezug auf das Gehäuse 10 zu stabilisieren. Das ist von besonderer Bedeutung, wenn es sich bei dem optischen Gerät um ein Zielgerät mit Fadenkreuz oder Strichplatte handelt. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine solche Strichplatte 30 in der Brennebene des im Ausblickkopf 14 angeordneten Objektivs innerhalb des Tubus 10 angeordnet.

Dreht der Beobachter den Ausblickkopf 14 willkürlich um die Achse 12, um die Ausblickrichtung zu ändern, dann würde dadurch mangels besonderer Vorkehrungen des Bild kippen, das dem Beobachter durch

das Okular 28 dargeboten wird. Bekannt ist es, dieses Kippen durch ein optisches Hilfsmittel in Gestalt eines Wendeprismas 34 zu verhindern, das in den Strahlengang im Tubus 10 um dessen Achse 12 drehbar eingebaut ist.

Um nun die Erfindungsaufgabe zu lösen, also das dem Beobachter durch das Okular 20 dargebotene Bild gehäusefest zu stabilisieren, ist das Wendeprisma 34 durch ein Meßwerk drehbar, das die Verkantung des Fahrzeugs um die Achse der Visierlinie 22 mißt und das Wendeprisma 34 zusätzlich um die Hälfte dieses Winkels verdreht.

Wird die Ausblickrichtung durch Drehen des Ausblickkopfes 14 um die Achse 12 verändert, etwa um den Winkel oc, dann wird also das Wendeprisma 34 in

der gleichen Richtung um den Winkel -x- gedreht.

Zusätzlich wird das Wendeprisma 34 um die Hälfte des Kantwinkels β des Tubus 10 gedreht, wobei β diejenige Drehungskomponente der Winkelbewegungen des Fahrzeugs darstellt, die in die Richtung der Visierlinie 22 fällt. Die gesamte Verdrehung beträgt demnach V₂ (pc+ß).

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 <x-\-ß gedreht. Das hat dann die Wirkung, daß dem das Bild durch das Okular 28 betrachtenden Beobachter nicht nur das Bild, sondern auch das Fadenkreuz oder die Markierung der Strichplatte 30 trotz Schwankungen des Fahrzeugs stillzustehen scheint.

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 Meßachse jeweils parallel zur Visierlinie 22 gehalten wird. Dieses Gerät dient zum Messen des Verkantungswinkels ß, und es ist mit einem Resolver Rl ausgerüstet, dessen Läufer 38 dem Winkel β entsprechend verdreht wird und eine mit Wechselstrom gespeiste Wicklung 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 Rl hat einen Ständer am Tubus 10 mit zwei Phasenwicklungen 40 und einen Läufer am Ausblickkopf 14 mit zwei Phasenwicklungen 41. Die Wicklungen40 sind in der in' Fig. 2 gezeigten Weise mit den Wicklungen 39 zusammengeschaltet.

Ein dritter Resolver R 3 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 Rl dient der Messung des Winkels cc. Die Spannung, die in der Wicklung 43 induziert wird, entspricht der Summe oc+ß. Diese Spannung wird über einen Verstärker 44 einem Stellmotor 45 zugeführt, der jeweils so lange 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 <x+ß verstellt ist.

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 R 4, 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 R4 und den Motor zu verzichten und das Wendeprisma 34 über ein Untersetzungsgetriebe im Verhältnis 1:2 durch den Stellmotor 45 anzutreiben. Das ergibt allerdings eine geringere dynamische Güte des Antriebes.

Auch kann das Periskop so ausgestaltet sein, daß sein Ausblickkopf 14 nicht für Rundblick geeignet ist, sondern nur einen beschränkten Drehbereich hat.

Das Linsensystem ist in F i g. 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 Umlenkprisma 24 und dem Okular 28 befindet. Auch kann das Prisma 34 durch zwei hintereinandergeschaltete Wendeprismen ersetzt werden, deren eines nur um den Winkel V₂« und deren anderes nur um den Winkel V₂ β gedreht wird.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Auf einem Fahrzeug angeordnetes optisches Beobachtungsgerät, in dessen Strahlengang ein Wendeprisma eingebaut ist, welches das Bild um die Achse des Strahlenganges relativ zur gerätefesten Strichmarke des Beobachtungs- oder Zielgerätes zu drehen vermag, wobei Gerätegehäuse und Fahrzeug ihre gegenseitige Lage nicht ändern, dadurch gekennzeichnet, daß das Wendeprisma (34) zusätzlich durch ein Meßwerk (36, Rl, Rl, R4) drehbar ist, das die Verkantung (ß) des Fahrzeugs um die Achse der Visierlinie (22) des optischen Geräts mißt und das Wendeprisma (34) um die Hälfte dieses Winkels verdreht.

2. Optisches Beobachtungsgerät nach Anspruch 1 mit einem Fadenkreuz oder einer Strichplatte, die im optischen Strahlengang auf der Objektseite des Wendeprismas angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Fadenkreuz oder die Strichplatte (30) um die optische Achse (12) drehbar angeordnet und durch das Meßwerk in der Drehrichtung des Wendeprismas (34) um den vollen Kantwinkel (ß) drehbar ist.

3. Beobachtungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Rundblickperiskop.

4. Beobachtungsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wendeprisma (34) durch eine Lagenregelung verdrehbar ist, deren Sollwert

die Summe des halben Seitenwinkels (γ) und des

halben Verkantungswinkels i—A um die Visierlinie (22) darstellt.

5. Beobachtungsgerät nach Anspruch 2, 3 oder 4, das von einem Rundblickperiskop mit einem in der Brennebene des Objektivs eingebauten Fadenkreuz oder einer Strichplatte gebildet wird, die mit der

Ausblickrichtung seitlich verdrehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Fadenkreuz oder die Strichplatte (30) zusätzlich gemäß Anspruch 2 drehbar ist.

6. Beobachtungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Fadenkreuz oder die Strichplatte (30) durch eine Lageregelung verdrehbar ist, deren Sollwert die Summe des Seitenwinkels (λ) und des Verkantungswinkels (ß) um die Visierlinie (22) darstellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen